CN107522430A - 一种抗凝冰沥青混合料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种抗凝冰沥青混合料及其制备方法，属于公路建设技术领域。本发明利用电石渣制备醋酸钙镁融雪剂负载在硅藻土表面，再经低表面疏水处理制得抗凝冰剂，可以有效降低路面冰点，阻止路面结冰，具有长效性的路面抗凝冰功效，降低冬季路面管理养护成本，同时硅藻土可以有效的减缓醋酸钙镁融雪剂的释放，使其在路面使用年限范围内都能匀速的释放抗凝冰剂，本发明通过按照要求配置的碱性沥青集料沙石，并将橡胶颗粒紧密嵌挤在混合料与橡胶颗粒以及与石料之间，增强路面摩擦力，同时使得压实后混合料的结构稳定，橡胶颗粒承受更强的压力，在进行沥青混合料的拌合以及沥青路面铺筑过程中，抗凝冰材料不会被破坏，可长久具有抗凝冰性能。

Description

一种抗凝冰沥青混合料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种抗凝冰沥青混合料及其制备方法，属于公路建设技术领域。

背景技术

沥青是指黑色到暗褐色的固态或半固态粘稠状物质，含有某些矿物质的一种混合物。人类所利用的沥青主要有天然沥青和从原油精炼得到的石油沥青，它们的主要成分相同，具体为由多种烃类物质以及可溶于二硫化碳的烃类衍生物。沥青一般是暗褐色或黑色的半固体物质。沥青材料常温时可为液态、半固态或固态，具有高度非牛顿液体、复合黏-塑性或黏-弹性的力学性质。沥青材料具有不透水性，不导电，耐酸、碱、盐的腐蚀等特性，同时对于矿石等材料还具有良好的粘接性。公路交通就像现代社会的血管，畅通的公路网能够为社会的繁荣和发展提供基础；但是诸如地震、洪水、大雪冻雨等极端天气灾难却有可能造成公路阻断或失去合适的通行条件。

当气温低于0℃，加上空气潮湿，就容易由于结霜使得路面形成薄冰。结果使得路面摩擦力急剧下降，极易造成交通事故，且难以预报。当冻雨、道路结霜、积雪、结冰等气候条件下，路面会覆盖一层薄冰。薄冰的存在降低了路面的摩擦系数，这是造成路面交通阻断、交通事故，随之造成人员伤亡和交通瘫痪的原因。从中可以认识到降雨、降雪、结霜等气候所导致了路面摩擦系数的降低，而路面摩擦系数降低是交通事故发生的主要原因。由于路面结冰导致的路面摩擦系数的降低是诱发交通事故的主要原因，而冻雨、结霜和降雪等自然气候是无法避免的，那么为了降低交通事故的发生，可行的方法就是要让路面避免结冰，或让路面的摩擦系数提高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对柏油公路冬季容易由于结霜使得路面形成薄冰，使得路面摩擦力急剧下降，极易造成交通事故的问题，提供了一种抗凝冰沥青混合料及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种抗凝冰沥青混合料，包括下述重量份原料：

80～100份石油沥青，12～15份脱硫胶粉，500～600份沥青集料沙石，5～10份抗凝冰剂，2～3份橡胶颗粒。

所述沥青集料沙石为按照SMA-13级配要求混合的石灰岩碎石。

所述抗凝冰剂为经甲基三乙氧基硅烷疏水改性的硅藻土/醋酸钙镁。

所述甲基三乙氧基硅烷用量为电石渣质量的5～20%。

所述硅藻土/醋酸钙镁为电石渣、氧化镁、冰醋酸制备的醋酸钙镁吸附在硅藻土内制得。

所述电石渣、氧化镁、冰醋酸的重量份为100～200份电石渣，20～40份氧化镁，120～240份冰醋酸。

所述硅藻土用量为电石渣质量的15～50%。

所述橡胶颗粒为近立方体状。

所述的一种抗凝冰沥青混合料的制备方法具体步骤为：

（1）取电石渣、氧化镁加入去离子水中溶解，再加入冰醋酸，搅拌反应后过滤得滤液；

（2）取硅藻土粉碎过筛后加入滤液中搅拌20～30min，再加入甲基三乙氧基硅烷，超声分散20～30min后装入旋转蒸发仪中蒸发至干，研磨过80目筛，得抗凝冰剂；

（3）取石灰岩装入颚式破碎机中一次粉碎，再转入盘式破碎机中二次粉碎，并转入振筛机中，分别筛选出不同粒径的石灰岩碎石，并将碎石装入混料机中，按照SMA-13级配要求混合碎石20～30min，得沥青集料沙石；

（4）取石油沥青在130～140℃下加热软化20～30min，再加入脱硫胶粉，继续加热至180～190℃搅拌5～10min，再加入沥青集料沙石搅拌15～20min，冷却至80～90℃后，加入抗凝冰剂、橡胶颗粒，搅拌30～40min，得抗凝冰沥青混合料。

本发明与其他方法相比，有益技术效果是：

（1）本发明利用电石渣为钙源制备醋酸钙镁融雪剂，并负载在硅藻土表面，再经低表面疏水处理制得抗凝冰剂，可有效填充在沥青混合料中，可以有效降低路面冰点，阻止路面结冰，具有长效性的路面抗凝冰功效，降低冬季路面管理养护成本，同时硅藻土可以有效的减缓醋酸钙镁融雪剂的释放，使其在路面使用年限范围内都能匀速的释放抗凝冰剂，具有良好的耐久性；

（2）本发明通过按照要求配置的碱性沥青集料沙石，并将近立方体状的橡胶颗粒紧密嵌挤在混合料与橡胶颗粒以及与石料之间，增强路面摩擦力，同时使得压实后混合料的结构稳定，橡胶颗粒承受更强的压力，在进行沥青混合料的拌合以及沥青路面铺筑过程中，抗凝冰材料不会被破坏，可长久具有抗凝冰性能。

具体实施方式

取100～200g电石渣，20～40g氧化镁，加入300～500mL去离子水中，在50～60℃下以300～400r/min搅拌20～30min，再加入120～240g冰醋酸，继续搅拌1～2h，冷却至室温后过滤得滤液，取30～50g硅藻土装入粉碎机中粉碎，过40目筛，将过筛后的硅藻土粉末加入滤液中，以200～300r/min搅拌20～30min，再加入10～20g甲基三乙氧基硅烷，以300W超声波超声分散20～30min后装入旋转蒸发仪中，在120～130℃下蒸发至干，再转入研钵中研磨，过80目筛，得抗凝冰剂，取石灰岩装入颚式破碎机中一次粉碎，再转入盘式破碎机中二次粉碎，并转入振筛机中，分别筛选出不同粒径的石灰岩碎石，并将碎石装入混料机中，按照SMA-13级配要求混合碎石20～30min，得沥青集料沙石，取80～100g石油沥青，在130～140℃下加热软化20～30min，再加入12～15g脱硫胶粉，继续加热至180～190℃并以600～800r/min搅拌5～10min，再加入500～600g沥青集料沙石，继续搅拌15～20min，冷却至80～90℃后，加入5～10g抗凝冰剂，2～3g橡胶颗粒，以300～400r/min搅拌30～40min，得抗凝冰沥青混合料。

实例1

取100g电石渣，20g氧化镁，加入300mL去离子水中，在50℃下以300r/min搅拌20min，再加入120g冰醋酸，继续搅拌1h，冷却至室温后过滤得滤液，取30g硅藻土装入粉碎机中粉碎，过40目筛，将过筛后的硅藻土粉末加入滤液中，以200r/min搅拌20min，再加入10g甲基三乙氧基硅烷，以300W超声波超声分散20min后装入旋转蒸发仪中，在120℃下蒸发至干，再转入研钵中研磨，过80目筛，得抗凝冰剂，取石灰岩装入颚式破碎机中一次粉碎，再转入盘式破碎机中二次粉碎，并转入振筛机中，分别筛选出不同粒径的石灰岩碎石，并将碎石装入混料机中，按照SMA-13级配要求混合碎石20min，得沥青集料沙石，取80g石油沥青，在130℃下加热软化20min，再加入12g脱硫胶粉，继续加热至180℃并以600r/min搅拌5min，再加入500g沥青集料沙石，继续搅拌15min，冷却至80℃后，加入5g抗凝冰剂，2g橡胶颗粒，以300r/min搅拌30min，得抗凝冰沥青混合料。

实例2

取150g电石渣，30g氧化镁，加入400mL去离子水中，在55℃下以350r/min搅拌25min，再加入180g冰醋酸，继续搅拌1h，冷却至室温后过滤得滤液，取40g硅藻土装入粉碎机中粉碎，过40目筛，将过筛后的硅藻土粉末加入滤液中，以250r/min搅拌25min，再加入15g甲基三乙氧基硅烷，以300W超声波超声分散25min后装入旋转蒸发仪中，在125℃下蒸发至干，再转入研钵中研磨，过80目筛，得抗凝冰剂，取石灰岩装入颚式破碎机中一次粉碎，再转入盘式破碎机中二次粉碎，并转入振筛机中，分别筛选出不同粒径的石灰岩碎石，并将碎石装入混料机中，按照SMA-13级配要求混合碎石25min，得沥青集料沙石，取90g石油沥青，在135℃下加热软化25min，再加入13g脱硫胶粉，继续加热至185℃并以700r/min搅拌8min，再加入550g沥青集料沙石，继续搅拌18min，冷却至85℃后，加入8g抗凝冰剂，2g橡胶颗粒，以350r/min搅拌35min，得抗凝冰沥青混合料。

实例3

取200g电石渣，40g氧化镁，加入500mL去离子水中，在60℃下以400r/min搅拌30min，再加入240g冰醋酸，继续搅拌2h，冷却至室温后过滤得滤液，取50g硅藻土装入粉碎机中粉碎，过40目筛，将过筛后的硅藻土粉末加入滤液中，以300r/min搅拌30min，再加入20g甲基三乙氧基硅烷，以300W超声波超声分散30min后装入旋转蒸发仪中，在130℃下蒸发至干，再转入研钵中研磨，过80目筛，得抗凝冰剂，取石灰岩装入颚式破碎机中一次粉碎，再转入盘式破碎机中二次粉碎，并转入振筛机中，分别筛选出不同粒径的石灰岩碎石，并将碎石装入混料机中，按照SMA-13级配要求混合碎石30min，得沥青集料沙石，取100g石油沥青，在140℃下加热软化30min，再加入15g脱硫胶粉，继续加热至190℃并以800r/min搅拌10min，再加入600g沥青集料沙石，继续搅拌20min，冷却至90℃后，加入10g抗凝冰剂，3g橡胶颗粒，以400r/min搅拌40min，得抗凝冰沥青混合料。

将制备得的一种抗凝冰沥青混合料及石家庄某科技公司生产的沥青混合料进行检测，具体检测结果如下表表1：

表1抗凝冰沥青混合料性能表征

由表1可知，本发明制备的一种抗凝冰沥青混合料，体积参数均满足设计要求，抗凝冰集料混合料中的抗凝冰剂完全释放需要较长的时间，体现了抗凝冰集料沥青混合料抗凝冰耐久性良好。

Claims (9)

1.一种抗凝冰沥青混合料，其特征在于，所述混合料包括下述重量份原料：

80～100份石油沥青，12～15份脱硫胶粉，500～600份沥青集料沙石，5～10份抗凝冰剂，2～3份橡胶颗粒。

2.如权利要求1所述的一种抗凝冰沥青混合料，其特征在于：所述沥青集料沙石为按照SMA-13级配要求混合的石灰岩碎石。

3.如权利要求1所述的一种抗凝冰沥青混合料，其特征在于：所述抗凝冰剂为经甲基三乙氧基硅烷疏水改性的硅藻土/醋酸钙镁。

4.如权利要求3所述的一种抗凝冰沥青混合料，其特征在于：所述甲基三乙氧基硅烷用量为电石渣质量的5～20%。

5.如权利要求3所述的一种抗凝冰沥青混合料，其特征在于：所述硅藻土/醋酸钙镁为电石渣、氧化镁、冰醋酸制备的醋酸钙镁吸附在硅藻土内制得。

6.如权利要求4所述的一种抗凝冰沥青混合料，其特征在于：所述电石渣、氧化镁、冰醋酸的重量份为100～200份电石渣，20～40份氧化镁，120～240份冰醋酸。

7.如权利要求4所述的一种抗凝冰沥青混合料，其特征在于：所述硅藻土用量为电石渣质量的15～50%。

8.如权利要求1所述的一种抗凝冰沥青混合料，其特征在于：所述橡胶颗粒为近立方体状。

9.如权利要求1～8任意一项所述的一种抗凝冰沥青混合料的制备方法，其特征在于，具体步骤为：

（1）取电石渣、氧化镁加入去离子水中溶解，再加入冰醋酸，搅拌反应后过滤得滤液；

（2）取硅藻土粉碎过筛后加入滤液中搅拌20～30min，再加入甲基三乙氧基硅烷，超声分散20～30min后装入旋转蒸发仪中蒸发至干，研磨过80目筛，得抗凝冰剂；

（3）取石灰岩装入颚式破碎机中一次粉碎，再转入盘式破碎机中二次粉碎，并转入振筛机中，分别筛选出不同粒径的石灰岩碎石，并将碎石装入混料机中，按照SMA-13级配要求混合碎石20～30min，得沥青集料沙石；

（4）取石油沥青在130～140℃下加热软化20～30min，再加入脱硫胶粉，继续加热至180～190℃搅拌5～10min，再加入沥青集料沙石搅拌15～20min，冷却至80～90℃后，加入抗凝冰剂、橡胶颗粒，搅拌30～40min，得抗凝冰沥青混合料。