CN103342502A - 一种用作应力吸收隔热层的陶瓷沥青混合料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用作应力吸收隔热层的陶瓷沥青混合料及其制备方法，陶瓷沥青混合料包括7~8%的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性沥青，87~90%的集料，2~6%的再生陶瓷细骨料。本发明制备方法为：在220℃条件下，将集料和再生陶瓷细骨料烘干；在160℃条件下，将细集料搅拌均匀后，按比例加入再生陶瓷细骨料，并搅拌均匀；在160℃条件下，将搅拌好的集料、陶瓷细骨料与SBS改性沥青混合，并搅拌均匀，即得到一种用作应力吸收隔热层的陶瓷沥青混合料。本发明的陶瓷沥青混合料具有隔热功能，阻碍热量的传递，从而提高路面使用寿命。

Description

一种用作应力吸收隔热层的陶瓷沥青混合料及其制备方法

 

技术领域

本发明道路工程技术领域，涉及一种用于道路应力吸收层的陶瓷沥青混合料，特别是一种具有隔热功能的应力吸收层的陶瓷沥青混合料及其生产方法。

 

背景技术

目前沥青路面是我国高速公路的主要路面形式，并在机场跑道、桥面铺装、城市道路等重要道路中得到广泛应用。但是我国大部分地区在冬季都存在冰冻现象，给道路畅通及行驶安全带来严重的影响。近年来，我国冰雪灾害天气日益增加，道路积雪导致机场封闭停运，高速公路限行中断，及严重的交通事故给人民生命财产安全和社会经济造成巨大的损失。

如何及时有效德解决路面的积雪问题，对于保持交通畅通，保障交通安全具有重要的意义。目前国内外融雪化冰方式主要有：人工清除法、机械清除法、撒布融雪剂法、以及加热法。其中加热法正处在研究阶段。无论采用何种方式、手段对路面进行加热，隔热层都可以阻碍热量向下传递，从而使热量尽可能的向上传递，从而提高热效率，提高加热法的经济效益。

废旧陶瓷、废旧瓷砖碎片等建筑废弃物不仅对环境造成极大的污染，而且是极大的资源浪费。应力吸收隔热层是在原有的应力吸收层中添加陶瓷材料，在保证原有的应力吸收性能的基础上，增加隔热功能。由于加热法融雪化冰技术用于路面融雪化冰时具有及时、无需中断交通、绿色环保等特点，特别适用于桥梁、机场跑道、隧道进出口、以及高速公路立交等重要路段，在未来能成为最经济有效的道路融雪化冰方式，而应力吸收隔热层兼具应力扩散和隔热双重功能，在未来有可能成为新的道路结构。

但是目前用于道路应力吸收层的陶瓷沥青混合料研究较少，其隔热效果、力学性能及其抗疲劳性能并未明确。

 

发明内容

技术问题：本发明针对现有技术存在的问题，提出一种具有良好的隔热性能、力学性能和抗疲劳性能的用作应力吸收隔热层的陶瓷沥青混合料。同时还提供了一种制备上述陶瓷沥青混合料的方法。       

技术方案：本发明的用作应力吸收隔热层的陶瓷沥青混合料，由下列质量百分比的原料组成：7~8%的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性沥青，87~91%的集料，1~5%的再生陶瓷细骨料。

本发明中，集料的粒度为0.075mm~9.5mm，其中4.75mm~9.5mm粒度的集料占8%~13%，2.36mm~4.75mm粒度的集料占16%~20%，2.36mm~1.18mm粒度的集料占18%~20%，1.18mm~0.6mm粒度的集料占14%~15%，0.6mm~0.3mm粒度的集料占12%~14%，0.3mm~0.15mm粒度的集料占7%~11%，0.15mm~0.075mm粒度的集料占7%~11%，0.075mm以下粒度的集料占6%~8%。

本发明中，4.75mm~9.5mm粒度的集料占10%，2.36mm~4.75mm粒度的集料占18%，2.36mm~1.18mm粒度的集料占19%，1.18mm~0.6mm粒度的集料占14%，0.6mm~0.3mm粒度的集料占13%，0.3mm~0.15mm粒度的集料占9%，0.15mm~0.075mm粒度的集料占9%，0.075mm以下粒度的集料占8%。

本发明的制备上述用作应力吸收隔热层的陶瓷沥青混合料的方法，包括以下步骤：

首先在200-220℃条件下，分别将集料和再生陶瓷细骨料烘干；然后在160-180℃条件下，将集料搅拌均匀后，按比例加入再生陶瓷细骨料，并搅拌均匀；最后在160-180℃条件下，将搅拌好的集料、再生陶瓷细骨料混合物与苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性沥青混合，并搅拌均匀，即得到用作应力吸收隔热层的陶瓷沥青混合料。

陶瓷含量的确定：首先制备一种用作应力吸收隔热层的陶瓷沥青混合料，通过导热性能试验，确定隔热性能的要求后，再做冻融试验、车辙试验等，最后综合优化出陶瓷的含量。

有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：      

应力吸收隔热层技术可以实现在加热法融雪的同时，保证应力扩散的性能，提供加热法融雪的热效率，从而减少加热时间，提高路面的高温力学性能、抗疲劳耐久性能，有力的保障道路畅通及行驶安全，减少交通事故，降低因冰雪灾害造成的国民经济损失；同时杜绝了除冰盐的使用，避免除冰盐对道路和环境的负面影响，满足绿色环保的要求，实现国民经济的可持续发展。

 

附图说明

图1为集料集配曲线图。

图2为陶瓷沥青混合料导热系数图。

图3为陶瓷沥青混合料冻融劈裂比图。

 

具体实施方式

通过以下实施例进一步说明本发明的技术方案。

实施例1：制备一种用作应力吸收隔热层的陶瓷沥青混合料

1.材料的准备：

再生陶瓷细骨料：本实例所采用的陶瓷为普通废旧瓷砖的碎片，是将建筑废弃物中的废弃陶瓷、废弃瓷砖等破碎到厘米级粒度后，在将其破碎或碾磨到小于5mm，形成再生陶瓷细骨料。

沥青：采用SBS（苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物）改性沥青。

集料：采用的石料为筛分碎石，按照常用的分档要求对集料进行分档。集配曲线如图1所示。

各组分含量：

再生陶瓷细骨料：1%

沥青：8%

集料：91%

2.将上述材料按以下步骤制备用作应力吸收隔热层的陶瓷沥青混合料：

步骤一：在220℃条件下，将集料和再生陶瓷细骨料烘干；

步骤二：在160℃条件下，将细集料搅拌均匀后，按比例加入再生陶瓷细骨料，并搅拌均匀；

步骤三：在160℃条件下，将搅拌好的集料、陶瓷细骨料与SBS改性沥青混合，并搅拌均匀，即得到一种用作应力吸收隔热层的陶瓷沥青混合料。

 

实施例2：制备一种用作应力吸收隔热层的陶瓷沥青混合料

1.材料的准备：

再生陶瓷细骨料：本实例所采用的陶瓷为普通废旧瓷砖的碎片，是将建筑废弃物中的废弃陶瓷、废弃瓷砖等破碎到厘米级粒度后，在将其破碎或碾磨到小于5mm，形成再生陶瓷细骨料。

沥青：采用SBS（苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物）改性沥青。

集料：采用的石料为筛分碎石，按照常用的分档要求对集料进行分档。集配曲线如图2所示。

各组分含量：

再生陶瓷细骨料：3%

沥青：7.5%

集料：89.5%

2.将上述材料按以下步骤制备用作应力吸收隔热层的陶瓷沥青混合料：

步骤一：在220℃条件下，将集料和再生陶瓷细骨料烘干；

步骤二：在160℃条件下，将细集料搅拌均匀后，按比例加入再生陶瓷细骨料，并搅拌均匀；

步骤三：在160℃条件下，将搅拌好的集料、陶瓷细骨料与SBS改性沥青混合，并搅拌均匀，即得到一种用作应力吸收隔热层的陶瓷沥青混合料。

 

实施例3：制备一种用作应力吸收隔热层的陶瓷沥青混合料

1.材料的准备：

再生陶瓷细骨料：本实例所采用的陶瓷为普通废旧瓷砖的碎片，是将建筑废弃物中的废弃陶瓷、废弃瓷砖等破碎到厘米级粒度后，在将其破碎或碾磨到小于5mm，形成再生陶瓷细骨料。

沥青：采用SBS（苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物）改性沥青。

集料：采用的石料为筛分碎石，按照常用的分档要求对集料进行分档。集配曲线如图3所示。

各组分含量：

再生陶瓷细骨料：5%

沥青：8%

集料：87%

2.将上述材料按以下步骤制备用作应力吸收隔热层的陶瓷沥青混合料：

步骤一：在220℃条件下，将集料和再生陶瓷细骨料烘干；

步骤二：在160℃条件下，将细集料搅拌均匀后，按比例加入再生陶瓷细骨料，并搅拌均匀；

步骤三：在160℃条件下，将搅拌好的集料、陶瓷细骨料与SBS改性沥青混合，并搅拌均匀，即得到一种用作应力吸收隔热层的陶瓷沥青混合料。

 

表1：不同实施例隔热效果

	实施例1	实施例2	实施例3	普通SBS改性沥青混合料
					导热系数	0.961	0.917	0.867	1.000

表2：不同实例冻融劈裂抗拉强度

	实施例1	实施例2	实施例3	普通SBS改性沥青混合料
					劈裂强度/MPa	0.48	0.46	0.45	0.52
冻融劈裂强度/MPa	0.45	0.41	0.35	0.48
					冻融劈裂强度比/%	93.75	89.13	77.78	92.31

从图2可以看出：用作应力吸收隔热层的陶瓷沥青混合料隔热系数低于普通SBS改性沥青混合料，其隔热效果优于普通SBS改性沥青混合料。

从图3可以看出：陶瓷沥青混合料的冻融劈裂抗拉强度比略低于SBS改性沥青混合料，但仍能满足规范要求。

除上述实施例外，本发明还可以有其他形式实施方式，凡采用等同替代活等效变换形式的技术方案，均属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种用作应力吸收隔热层的陶瓷沥青混合料，其特征在于，该陶瓷沥青混合料由下列质量百分比的原料组成：7~8%的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性沥青，87~91%的集料，1~5%的再生陶瓷细骨料。

2.根据权利要求1所述的用作应力吸收隔热层的陶瓷沥青混合料，其特征在于，所述集料的粒度为0.075mm~9.5mm，其中4.75mm~9.5mm粒度的集料占8%~13%，2.36mm~4.75mm粒度的集料占16%~20%，2.36mm~1.18mm粒度的集料占18%~20%，1.18mm~0.6mm粒度的集料占14%~15%，0.6mm~0.3mm粒度的集料占12%~14%，0.3mm~0.15mm粒度的集料占7%~11%，0.15mm~0.075mm粒度的集料占7%~11%，0.075mm以下粒度的集料占6%~8%。

3.根据权利要求1或2所述的用作应力吸收隔热层的陶瓷沥青混合料，其特征在于，所述的4.75mm~9.5mm粒度的集料占10%，2.36mm~4.75mm粒度的集料占18%，2.36mm~1.18mm粒度的集料占19%，1.18mm~0.6mm粒度的集料占14%，0.6mm~0.3mm粒度的集料占13%，0.3mm~0.15mm粒度的集料占9%，0.15mm~0.075mm粒度的集料占9%，0.075mm以下粒度的集料占8%。

4.一种制备权利要求1所述的用作应力吸收隔热层的陶瓷沥青混合料的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

首先在200-220℃条件下，分别将集料和再生陶瓷细骨料烘干；然后在160-180℃条件下，将集料搅拌均匀后，按比例加入再生陶瓷细骨料，并搅拌均匀；最后在160-180℃条件下，将搅拌好的集料、再生陶瓷细骨料混合物与苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性沥青混合，并搅拌均匀，即得到用作应力吸收隔热层的陶瓷沥青混合料。

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