CN106116198B - 抑制冻结剂的制备方法及沥青混合料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种抑制冻结剂的制备方法及沥青混合料及其制备方法，其中所述沥青混合料包括如下重量份的组分：10mm≤粒径≤15mm的碎石，22～26份；5mm≤粒径≤10mm的碎石，20～24份；0≤粒径≤5mm的石屑，46～52份；矿粉，1.5～2.5份；抑制冻结剂，1.5～2.5份；沥青，4～6份；所述抑制冻结剂包括如下重量份的组分：火山石粉，8份～12份；氯化钙，34份～56份；所述火山石粉为酸性火山岩研磨而成。本发明提出了一种抑制冻结的沥青路面材料及其制备方法，解决了传统的抑制冻结的沥青路面成本高、抑冻性能不好和不适宜被广泛运用的技术问题。

Description

抑制冻结剂的制备方法及沥青混合料及其制备方法

技术领域

本发明属于路面铺装技术领域，特别是涉及一种抑制冻结剂的制备方法，一种沥青路面材料，以及这种沥青路面材料的制备方法。

背景技术

我国北方地区冬季气候寒冷，路面积雪结冰对公路发展和交通安全运营制约严重。目前除冰雪的方法有：人工机械清除冰雪、撒融雪剂和抑制冻结铺装技术，其中人工除冰雪费时、并且效果也不好，撒融雪剂的方法则会给环境带来污染，为此国内外对抑制冻结铺装技术的研究变得越来越多。常用的道路抑制冻结铺装技术大体分为两类，一类为在路面铺装材料中添加弹性材料，通过面层变形，使冰雪破碎融化；另一类为在路面铺装材料中掺加抑制冻结材料，通过该材料的缓释析出，降低冰点，抑制冻结，如日本研制Maflion材料(一种粉末状盐化物)和瑞士研发的V-260(一种颗粒状盐化物)，但是他们的价格十分昂贵，不适合国内的大面积推广应用。为此，国内需要自主研发一种性能良好、价格低廉、适宜推广的抑制冻结铺装剂。

发明内容

本发明提出了一种抑制冻结剂的制备方法及沥青混合料及其制备方法，要解决传统的抑制冻结的沥青路面成本高、抑冻性能不好和不适宜被广泛运用的技术问题。

本发明技术方案如下。

一种抑制冻结剂，其特征在于：包括如下重量份的组分：

火山石粉：8份～12份；

氯化钙：34份～56份；

所述火山石粉酸性火山岩研磨而成。

优选的，所述火山石粉的细度为150～300目，火山石粉的颜色为暗红色或土红色。

一种抑制冻结剂的制备方法，其特征在于，包括步骤如下：将氯化钙溶于水，制成饱和氯化钙溶液，再将火山石粉加入饱和氯化钙溶液中，使火山石粉全部溶于饱和氯化钙溶液，均匀搅拌，最后烘干，研磨，制得抑制冻结剂；制得的抑制冻结剂需密封保存。

一种沥青混合料，其特征在于：包括如下重量份的组分：

其中抑制冻结剂为上述方法制得的抑制冻结剂。

优选的，所述碎石、石屑和矿粉均由玄武岩或者石灰岩经过加工制成。

一种沥青混合料的制备方法，其特征在于，包括步骤如下：

步骤1、制备抑制冻结剂；将氯化钙溶于水，制成饱和氯化钙溶液，再将火山石粉加入饱和氯化钙溶液中，使火山石粉全部溶于饱和氯化钙溶液，均匀搅拌，最后烘干，研磨，制得抑制冻结剂；制得的抑制冻结剂需密封保存。

步骤2、制备沥青混合料；将步骤1中制备好的抑制冻结剂、沥青、10mm≤粒径≤15mm的碎石、5mm≤粒径≤10mm的碎石、0≤粒径≤5mm的石屑和矿粉按比例配制沥青混合料。

优选的，步骤1中所述抑制冻结剂的火山石粉为酸性火山岩研磨而成。

优选的，步骤1中火山石粉的细度为150～300目，火山石粉的颜色为暗红色或土红色。

优选的，步骤1中，烘干温度200～300℃，烘干时间大于等于3小时。

优选的，步骤2中，先将10mm≤粒径≤15mm的碎石、5mm≤粒径≤10mm的碎石和0≤粒径≤5mm的石屑加热到180℃～190℃；再加入沥青，混合搅拌均匀，搅拌温度为170℃～180℃，搅拌时间为60s～120s；混合搅拌均匀后加入抑制冻结剂和矿粉继续搅拌50s以上，拌合均匀即可。

与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果。

(1)本发明方法中的抑制冻结剂中氯化钙逐渐的释放出来，由于火山石粉的吸附作用，氯化钙在路面压力和孔隙水动力作用下不会一次性地释放到路面，而是逐渐释放到路面，溶解在雪水中的氯化钙降低了路面雪水冰点，氯化钙溶于水后含量只要达到12％，即可使冰点降到-8℃，经试验验证，本发明中所述沥青混合料，在有少量雪水接触和在雪水的不断冲刷的过程中，氯离子会每小时析出总氯离子量的4％，相比较于中到小雪的下雪量，在有雪水冲刷的条件下，雪水中氯化钙含量很快即可达到10％以上，所以路面析出的盐分足以融化这些冰雪。较传统沥青混合料铺设的路面，在冬天路面结冰情况下，融解冰雪的效果更好，可以有效解决冬季道路融冰雪及行车安全问题。

(2)本发明中制备抑制冻结剂所用到的火山石粉是一种吸附作用较强的物质，且成粉状，比表面积大，可以与氯化钙结合的更紧密，并且用较少量的火山石粉即可吸附结合大量的氯化钙等盐类，制备过程相对更加简便，并且盐离子与火山石粉相剥离的速度更加平稳，可以均衡平稳地释放到路面，从而使融解冰雪的效果更好。

(3)本发明中的抑制冻结剂呈粉体状态易于添加，可以作为填料加入沥青中，因此本发明具有操作简单，条件可控的优点。

(4)由于本发明中抑制冻结剂有效成分为氯化钙，起融雪化冰效果，可降低冰点，同时对沥青混合料正常使用性能没有影响。

(5)本发明的抑制冻结剂的造价低廉，以氯化钙为例，氯化钙5700元/t，火山石粉500元/t，按火山石粉和氯化钙1：5混合，综合价格低于0.5万元/t。而国外的Maflion价格为1.5万元/t，V-260的价格为2～3万元/t，因此本发明成本低廉，易于推广利用。

具体实施方式

本实施例所用的原材料如下：

当然在其他实施例中用其他酸性火山石粉也可以，例如用流纹岩或者英安流纹岩研磨而成。

本实施例采用细粒式AC-13C密级配改性沥青混合料，其级配筛分结果如表1-表3：

表1矿粉级配筛分结果

本实施例中，采用的粗集料(碎石)、细集料(石屑)级配筛选分级如表2和表3所示。

表2粗集料筛分结果

表3细集料筛分结果

筛分结果符合JTG F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》所推荐的级配表确定集料的级配范围，将配好相同体积的抑制冻结剂置换相同体积的矿粉。

本实施例所用沥青性质如表4。

表4沥青性质

在其它实施例中的沥青也可以采用橡胶沥青。

实施例1：

本实施例中，这种抑制冻结剂，包括如下重量份的组分：

火山石粉：8份；

无水氯化钙：34份。

本实施例中，所述火山石粉为酸性火山岩研磨而成，例如流纹岩或者英安流纹岩，火山石粉的颜色为暗红色或土红色，火山石粉的细度为200目。

其他实施例中火山石粉的细度也可以为：150目、300目或150到300目之间的某一数值。

这种这种抑制冻结剂的制备方法，包括步骤如下：

将无水氯化钙溶于水，制成饱和氯化钙溶液，再将火山石粉按比例加入饱和氯化钙溶液中，使火山石粉全部溶于饱和氯化钙溶液，使火山石粉全部溶于饱和氯化钙溶液，均匀搅拌，最后烘干，烘干温度为300℃左右，并且烘干时间为大于等于3小时；用球磨机研磨烘干后的物质，研磨至150～300目，制得抑制冻结剂，制得的抑制冻结剂需密封保存。

本实施例中，所制得的抑制冻结剂细度为200目。

其他实施例中抑制冻结剂细度的细度也可以为：150目、300目或150到300目之间的某一数值。

这种沥青混合料，包括如下重量份的组分：

其中所述抑制冻结剂包括如下重量份的组分：

火山石粉：8份；无水氯化钙：34份。

这种沥青混合料的制备方法，包括步骤如下：

步骤1、制备抑制冻结剂；将无水氯化钙溶于水，制成饱和氯化钙溶液，再将火山石粉按比例加入饱和氯化钙溶液中，混合均匀后，使火山石粉全部溶于饱和氯化钙溶液，均匀搅拌，最后烘干，烘干温度定为300℃左右，并且烘干时间为3小时左右；用球磨机研磨烘干后的物质，研磨至150～300目，制得抑制冻结剂，制得的抑制冻结剂需密封保存。

本实施例中，烘干后的物质研磨至200目。

步骤2、将制备好的抑制冻结剂、沥青、粗集料、细集料和矿粉按比例配制沥青混合料；先将碎石和石屑加热到185℃左右；再加入沥青，混合搅拌均匀，搅拌温度为175℃左右，搅拌时间为60～120s；混合搅拌均匀后加入抑制冻结剂和矿粉继续搅拌50～60s，拌合均匀即可。

本实施例中，步骤2中所述的制备温度和时间是在沥青混凝土大型搅拌设备进行的。

实施例2：

本实施例中，这种抑制冻结剂，由如下重量份的组分组成：

火山石粉 12份；

无水氯化钙 56份。

本实施例中，所述火山石粉为酸性火山岩研磨而成，例如流纹岩或者英安流纹岩，火山石粉的颜色为暗红色或土红色；火山石粉的细度为200目。其他实施例中火山石粉的细度也可以为：150目、300目或150到300目之间的某一数值。

这种抑制冻结剂的制备方法，包括步骤如下：

将无水氯化钙溶于水，制成饱和氯化钙溶液，再将火山石粉按比例加入饱和氯化钙溶液中，使火山石粉全部溶于饱和氯化钙溶液，均匀搅拌，最后烘干，烘干温度定为300℃左右，并且烘干时间为大于等于3小时；用球磨机研磨烘干后的物质，研磨至150～300目，制得抑制冻结剂，制得的抑制冻结剂需密封保存。

本实施例中，所制得抑制冻结剂细度为200目。

其他实施例中所制得的将烘抑制冻结剂细度也可以为：150目、300目或150到300目之间的某一数值。

这种沥青混合料，包括如下重量份的组分：

其中所述抑制冻结剂由如下重量份的组分组成：

火山石粉： 12份；

氯化钙： 56份。

本实施例中，本实施例中，所述火山石粉为酸性火山岩研磨而成，例如流纹岩或者英安流纹岩，火山石粉的颜色为暗红色或土红色；火山石粉的细度为200目。其他实施例中火山石粉的细度也可以为：其他实施例中火山石粉的细度也可以为：150目、300目或150到300目之间的某一数值。

这种沥青混合料的制备方法，包括步骤如下：

步骤1、制备抑制冻结剂；将无水氯化钙溶于水，制成饱和氯化钙溶液，再将火山石粉按比例加入饱和氯化钙溶液中，混合均匀后，使火山石粉全部溶于饱和氯化钙溶液，均匀搅拌，最后烘干，烘干温度定为300℃左右，并且烘干时间为3小时左右；用球磨机研磨烘干后的物质，研磨至150～300目，制得抑制冻结剂，制得的抑制冻结剂需密封保存。

本实施例中，所制得抑制冻结剂细度为200目。

其他实施例中所制得的将烘抑制冻结剂细度也可以为：150目、300目或150到300目之间的某一数值。

步骤2、将制备好的抑制冻结剂、沥青、粗集料、细集料和矿粉按比例配制沥青混合料；先将碎石和石屑加热到185℃左右；再加入沥青，混合搅拌均匀，搅拌温度为175℃左右，搅拌时间为60～120s；混合搅拌均匀后加入抑制冻结剂和矿粉继续搅拌50～60s，拌合均匀即可。

本实施例中，步骤2中所述的制备温度和时间是在沥青混凝土大型搅拌设备进行的。

实施例3：

本实施例中，这种抑制冻结剂，由如下重量份的组分组成：

火山石粉 10份；

无水氯化钙 47份。

本实施例中，所述火山石粉为酸性火山岩研磨而成，例如流纹岩或者英安流纹岩，火山石粉的颜色为暗红色或土红色，火山石粉的细度为200目。

其他实施例中火山石粉的细度也可以为：150目、300目或150到300目之间的某一数值。

这种抑制冻结剂的制备方法，包括步骤如下：

将无水氯化钙溶于水，制成饱和氯化钙溶液，再将火山石粉按比例加入饱和氯化钙溶液中，使火山石粉全部溶于饱和氯化钙溶液，均匀搅拌，最后烘干，烘干温度定为300℃左右，并且烘干时间为大于等于3小时；用球磨机研磨烘干后的物质，研磨至150～300目，制得抑制冻结剂，制得的抑制冻结剂需密封保存。

本实施例中，所制得抑制冻结剂细度为200目。

其他实施例中所制得的将烘抑制冻结剂细度也可以为：150目、300目或150到300目之间的某一数值。

这种沥青混合料的重量份的组分如下：

在本实施例中，所述抑制冻结剂包括如下重量份的组分：

火山石粉：10份；

无水氯化钙：47份。

这种沥青混合料的制备方法，包括步骤如下：

步骤1：制备抑制冻结剂；将无水氯化钙溶于水，制成饱和氯化钙溶液，再将火山石粉按比例加入饱和氯化钙溶液中，混合均匀后，使火山石粉全部溶于饱和氯化钙溶液，均匀搅拌，最后烘干，烘干温度定为300℃左右，并且烘干时间为3小时左右；用球磨机研磨烘干后的物质，研磨至150～300目，制得抑制冻结剂，制得的抑制冻结剂需密封保存。

本实施例中，所制得抑制冻结剂细度为200目。

其他实施例中所制得的将烘抑制冻结剂细度也可以为：150目、300目或150到300目之间的某一数值。

步骤2、将制备好的抑制冻结剂、沥青、粗集料、细集料和矿粉按比例配制沥青混合料；先将碎石和石屑加热到185℃左右；再加入沥青，混合搅拌均匀，搅拌温度为175℃左右，搅拌时间为60～120s；混合搅拌均匀后加入抑制冻结剂和矿粉继续搅拌50～60s，拌合均匀即可。(步骤2中所述的制备温度和时间是在沥青混凝土大型搅拌设备进行的)

将制备好的抑制冻结沥青混合料运至路面进行摊铺和碾压；铺设抑制冻结沥青混合料路面的温度不小于160℃；碾压时不可向压路机轮表面喷洒水，可喷洒煤油等使不粘轮。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围涵盖本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (8)

1.一种抑制冻结剂的制备方法，其特征在于，包括步骤如下：将氯化钙溶于水，制成饱和氯化钙溶液，再将火山石粉加入饱和氯化钙溶液中，使火山石粉全部溶于饱和氯化钙溶液，浸泡1天以上，均匀搅拌，最后烘干，研磨，制得抑制冻结剂；

其中，所述抑制冻结剂包括如下重量份的组分：

火山石粉：8份～12份；

氯化钙：34份～56份；

所述火山石粉为酸性火山岩研磨而成。

2.根据权利要求1所述的抑制冻结剂的制备方法，其特征在于：所述火山石粉的颜色为暗红色或土红色，火山石粉的细度为150～300目。

3.根据权利要求1所述的抑制冻结剂的制备方法，其特征在于：所述烘干过程中，烘干温度为200～300℃，烘干时间大于等于3小时。

4.一种沥青混合料，其特征在于：包括如下重量份的组分：

其中抑制冻结剂为权利要求1或2或3中所述的抑制冻结剂。

5.根据权利要求4所述的沥青混合料，其特征在于：所述碎石、石屑和矿粉均由玄武岩或者石灰岩经加工制成。

6.一种上述权利要求4或5中所述的沥青混合料的制备方法，其特征在于，包括步骤如下：

步骤1、制备抑制冻结剂；将氯化钙溶于水，制成饱和氯化钙溶液，再将火山石粉加入饱和氯化钙溶液中，使火山石粉全部溶于饱和氯化钙溶液，均匀搅拌，最后烘干，研磨，制得抑制冻结剂；制得的抑制冻结剂需密封保存；

步骤2、制备沥青混合料；将步骤1中制备好的抑制冻结剂、沥青、10mm≤粒径≤15mm的碎石、5mm≤粒径≤10mm的碎石、0≤粒径≤5mm的石屑和矿粉按比例配制沥青混合料。

7.根据权利要求6所述的沥青混合料的制备方法，其特征在于：步骤1中，烘干温度为200～300℃，烘干时间大于等于3小时。

8.根据权利要求6所述的沥青混合料的制备方法，其特征在于：步骤2中，先将粗集料和细集料加热到180℃～190℃；再加入沥青，混合搅拌均匀，搅拌温度为170℃～180℃，搅拌时间为60s～120s；混合搅拌均匀后加入抑制冻结剂和矿粉继续搅拌50s以上，拌合均匀即可。