高彈型蓄鹽類融冰化雪瀝青混合料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高彈型蓄鹽類融冰化雪瀝青混合料及其制備方法。該混合料包括高彈改性瀝青和集料，且高彈改性瀝青與集料的重量比為(4-6)：100；高彈改性瀝青包括10-20重量份的乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性瀝青和1-3重量份的高彈改性劑；集料包括200-400重量份的玄武巖集料和10-20重量份的融雪劑。將融雪劑等體積置換礦質(zhì)填料，直接摻入瀝青混合料中，避免了直接撒布融雪劑對(duì)于道路和環(huán)境的破壞，滿足綠色環(huán)保的要求，并有效提高融雪劑的利用率。高彈改性瀝青溫度敏感性低、低溫性能較好，可以有效地抑制路面積雪結(jié)冰，同時(shí)具有降噪、耐磨、抗滑等特點(diǎn)，利用融雪劑和高彈改性瀝青的主動(dòng)抑制結(jié)冰作用，使得路面融冰化雪效果更佳顯著。
【專利說明】高彈型蓄鹽類融冰化雪瀝青混合料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及道路建筑材料【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種高彈型蓄鹽類融冰化雪浙青 混合料及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 我國(guó)大部分地區(qū)屬于冰雪寒冷地區(qū)，冬季經(jīng)常出現(xiàn)路面積雪結(jié)冰的現(xiàn)象，致使路 面的抗滑性能急劇下降，影響了車輛操作的穩(wěn)定性和安全性，誘發(fā)交通事故，造成了巨大損 失。因此如何有效地解決路面積雪結(jié)冰問題，對(duì)于提高道路的通行能力和交通安全具有重 大意義。
[0003] 目前除冰雪的方法可以分為被動(dòng)抑制路面結(jié)冰和主動(dòng)抑制路面結(jié)冰兩大類，其中 被動(dòng)抑制路面結(jié)冰技術(shù)包括為人工清除、撒布融雪劑等，經(jīng)過多年的發(fā)展，這種技術(shù)取得了 不錯(cuò)的效果，但也存在環(huán)境污染、成本過高、使用條件限制等問題。主動(dòng)抑制路面結(jié)冰技術(shù) 包括添加蓄鹽除冰等，添加蓄鹽類融雪劑的路面，因其能釋放類似抗冰鹽物質(zhì)至路面，可降 低路面冰點(diǎn)到_20°C，從而有效阻止和延緩路面結(jié)冰。
[0004] 高彈改性浙青是一種新型改性浙青，它具有出色的抗疲勞能力，可以有效較少和 延緩浙青加鋪層反射裂縫的發(fā)生，目前主要應(yīng)用于舊混凝土路面改造、橋面鋪裝、排水性路 面等。除了優(yōu)異的抗疲勞性能，高彈改性浙青還具有高溫性能優(yōu)異、溫度敏感性低、低溫性 能較好等優(yōu)點(diǎn)，降噪、抗滑性能也優(yōu)于一般浙青路面，具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0005] 目前對(duì)于摻入融雪劑的蓄鹽類浙青混合料有較多的研究，但實(shí)際融冰雪效果并不 理想。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 技術(shù)問題：本發(fā)明提出一種將融雪劑摻入高彈改性浙青混合料中，制得一種具有 良好路用性能的高彈型蓄鹽類融冰化雪浙青混合料及其制備方法，供冰雪寒冷地區(qū)使用。
[0007] 技術(shù)方案：制配彈性浙青混合料用彈性恢復(fù)自應(yīng)力除冰方式，目前研究均是利用 彈性顆粒物質(zhì)（如橡膠顆粒、胎面膠）摻入混合料，使得混合料的彈性能力加強(qiáng)已達(dá)到除冰 效果，然而 申請(qǐng)人:發(fā)現(xiàn)，這種方法需要將彈性顆粒物質(zhì)置換部分集料，所以如果采用彈性顆 粒與融雪劑兩種方式結(jié)合的辦法，勢(shì)必會(huì)使得混合料中原有的玄武巖石料集料礦料的量減 弱，對(duì)混合料路用性能會(huì)產(chǎn)生一定影響。
[0008] 本申請(qǐng)基于高彈改性浙青材料（技術(shù)指標(biāo)如表5所示）的出現(xiàn)，利用高彈改性浙 青與蓄鹽類融雪劑兩者相結(jié)合的方式來來達(dá)到雙重除冰的目的，且不會(huì)影響浙青混合料的 路用性能，而對(duì)于采用摻入融雪劑的蓄鹽類浙青混合料與高彈改性浙青混合料綜合除冰的 研究尚屬空白。
[0009] 采用本發(fā)明浙青混合料的路面，在車輛荷載作用下融雪劑中被包裹的氯化鈉會(huì)透 過包裹材料的孔口析出，在毛細(xì)壓力作用下滲透至路表，與路表中的水形成鹽化物溶液，從 而達(dá)到降低結(jié)冰點(diǎn)的目標(biāo)，以實(shí)現(xiàn)路面的融冰化雪。
[0010] 該浙青混合料包括高彈改性浙青和集料，所述高彈改性浙青與所述集料的重量比 為（4-6) :100;其中，所述高彈改性浙青的重量組份為：10-20重量份的乙烯-丁二烯-苯 乙烯嵌段共聚物改性浙青和1-3重量份的高彈改性劑；所述集料包括200-400重量份的玄 武巖集料和10-20重量份的融雪劑。
[0011] 所述乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性浙青，其中聚合物中的聚苯乙烯鏈段 和聚丁二烯鏈段兩相分離機(jī)構(gòu)通過物理交聯(lián)、固定鏈段、硫化增強(qiáng)的方式與浙青基質(zhì)形成 空間立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
[0012] 所述高彈改性劑的型號(hào)為HEA-800,形狀為球形體。
[0013] 所述玄武巖集料的粒度為0· 075mm-16mm。
[0014] 所述融雪劑為Mafilon融雪劑，該融雪劑為粉末狀鹽化物。
[0015] 所述粉末狀鹽化物采用多孔結(jié)構(gòu)的火成巖來包裹鹽分，并具有與石灰?guī)r磨制而成 礦粉相似的粒徑大小。
[0016] 本發(fā)明的高彈型蓄鹽類融冰化雪浙青混合料的制備方法具體包括：
[0017] 步驟1，在180-190°C的條件下，將200-400重量份的所述份玄武巖集料和1-3重 量份的所述高彈改性劑拌合均勻，并使所述高彈改性劑融化，以得到第一混合料；
[0018] 步驟2,在150-160°C的條件下，將10-20重量份的所述乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌 段共聚物改性浙青加入到所述第一混合料中并攪拌，以得到第二混合料；
[0019] 步驟3,在180-190°C的條件下，將10-20重量份的所述融雪劑加入到所述第二混 合料中并攪拌，以得到第三混合料；
[0020] 步驟4,將所述第三混合料成型，從而得到所述高彈型蓄鹽類融冰化雪浙青混合 料。
[0021] 所述成型溫度為170_175°C。
[0022] 有益效果：本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：將融雪劑與高彈改性浙青兩 者綜合使用于浙青混合料之中，使得所發(fā)明的浙青混合料能夠利用融雪劑降低水結(jié)冰點(diǎn)以 及高彈改性浙青的大彈性恢復(fù)變形能力除冰的兩種優(yōu)勢(shì)，以達(dá)到路面主動(dòng)型除冰的效果。
[0023] 此外，將融雪劑等體積置換礦質(zhì)填料，直接摻入浙青混合料中，避免了直接撒布融 雪劑對(duì)于道路和環(huán)境的破壞，滿足綠色環(huán)保的要求，并有效提高融雪劑的利用率，滿足經(jīng)濟(jì) 性要求。高彈改性浙青溫度敏感性低、低溫性能較好，可以有效地抑制路面積雪結(jié)冰，同時(shí) 具有降噪、耐磨、抗滑等特點(diǎn)。綜合利用融雪劑和高彈改性浙青的主動(dòng)抑制結(jié)冰作用，使得 路面融冰化雪效果更佳顯著。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024] 圖1為集料級(jí)配曲線圖；
[0025] 圖2為高彈型蓄鹽類融冰化雪浙青混合料制備工藝流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0026] 為解決上述技術(shù)問題，作為本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供了一種高彈型蓄鹽類融冰 化雪浙青混合料，包括高彈改性浙青和集料，且高彈改性浙青與集料的重量比為（4-6): 100。
[0027] 優(yōu)選地，高彈改性浙青包括10-20重量份的乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改 性浙青和1-3重量份的高彈改性劑。其中，采用改性浙青，可以提高混合料的強(qiáng)度、柔性能 力，反之，如果采用現(xiàn)有技術(shù)中通常采用的基質(zhì)浙青，則性能都不如改性浙青。對(duì)于高彈改 性劑來說，可采用TPS(Tafpack-Super)或HVA(High viscous asphalt),通過高彈改性劑可 增加混合料（路面層）的彈性變形性能，以發(fā)生彈性應(yīng)變用于除去冰層。
[0028] 優(yōu)選地，集料包括200-400重量份的玄武巖集料和10-20重量份的融雪劑。其中， 集料分為玄武巖、石灰?guī)r以及輝率巖、花崗巖等，其中玄武巖集料的強(qiáng)度很高，和浙青混合 在一起組成浙青混合料，可大大提高浙青混合料的強(qiáng)度性能。例如，融雪劑可采用日本的 Mafilon和瑞士的Verglimt。融雪劑包含鹽化物成分，用于降低水結(jié)成冰的冰點(diǎn)溫度，達(dá)到 去冰融雪，以提高融雪效果。
[0029] 所選用的高彈改性劑可以提高浙青結(jié)合料的彈性恢復(fù)能力，按照一定比例與乙 烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性浙青摻配后形成的浙青結(jié)合料在25°C下可以達(dá)到 95%以上，使得所采用本發(fā)明浙青混合料的路面在車輛荷載作用下，會(huì)形成很大的彈性恢 復(fù)變形，此變形可以將附著在路面層表的冰層擊破，達(dá)到除冰效果。
[0030] 所選用的鹽化物融雪劑是一種多孔介質(zhì)材料包裹氯化鈉的材料，是本發(fā)明浙青混 合料的重要組成部分。采用本發(fā)明浙青混合料的路面，在車輛荷載作用下融雪劑中被包裹 的氯化鈉會(huì)透過包裹材料的孔口析出，在毛細(xì)壓力作用下滲透至路表，與路表中的水形成 鹽化物溶液，從而達(dá)到降低結(jié)冰點(diǎn)的目標(biāo)，以實(shí)現(xiàn)路面的融冰化雪。
[0031 ] 所選用的玄武巖集料與乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性浙青是路面浙青混 合料中的常規(guī)材料（或者說是基本組成材料），并不太會(huì)啟到特別的性能改善。
[0032] 例如，可以將高彈改性浙青與集料放入拌合鍋中進(jìn)行攪拌。
[0033] 優(yōu)選地，高彈改性劑為球形體。這種球形狀的高彈改性劑在混合料拌合過程中會(huì) 變成液狀體，融合在浙青中，以改性達(dá)到高彈改性浙青。此外，這種形狀不會(huì)影響到后期的 使用效果。
[0034] 優(yōu)選地，玄武巖集料的粒度為0.075mm-16mm。在一個(gè)實(shí)施例中，粒度范圍 有 0· 075-0. 15mm, 0. 15-0. 3mm, 0· 3-0. 6mm, 0· 6-1. 18mm, 1. 18mm_2· 36mm, 2. 36-4. 75mm, 4. 75-9. 5mm, 9. 5-13. 2mm, 13. 2_16mm等檔位，玄武巖集料由以上各檔集料相配而成。
[0035] 優(yōu)選地，融雪劑為粉末狀鹽化物。
[0036] 優(yōu)選地，粉末狀鹽化物采用多孔結(jié)構(gòu)的火成巖來包裹鹽分，并具有與礦粉相似的 級(jí)配。采用上述多孔結(jié)構(gòu)，可以讓內(nèi)部的鹽化物析出用于降低路面結(jié)冰點(diǎn)。此外，采用火成 巖可以提供強(qiáng)度，并可作為替代礦粉成為混合料一個(gè)組成部分。采用與礦粉相似的級(jí)配，使 得火成巖可替代礦粉來作為混合料的一個(gè)組成部分。需要特別說明的是，雖然現(xiàn)有技術(shù)有 采用融雪劑來替代礦粉，但是，卻沒有在用融雪劑替代礦粉后，再加入高彈改性浙青進(jìn)行除 冰的這種綜合手段。
[0037] 作為本發(fā)明的第二個(gè)方面，請(qǐng)參考圖2,提供了一種上述高彈型蓄鹽類融冰化雪浙 青混合料的制備方法，包括以下步驟：
[0038] 步驟1，在180-190°C的條件下，將200-400重量份的份玄武巖集料和1-3重量份 的高彈改性劑拌合均勻，并使高彈改性劑融化，以得到第一混合料。由于施工過程很難控制 住在某個(gè)特定溫度上，因此只能將溫度限制為某個(gè)溫度范圍。如果步驟1的溫度低于這個(gè) 溫度范圍，高彈改性劑將不會(huì)溶于浙青之中，從而起不到高彈改性的作用。如果步驟1的溫 度高于這個(gè)溫度，高彈改性劑則會(huì)出現(xiàn)老化現(xiàn)象，從而影響性能。
[0039] 步驟2,在150_160°C的條件下，將10-20重量份的乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚 物改性浙青加入到第一混合料中并攪拌第一預(yù)定時(shí)間以保證高彈改性劑與浙青充分反應(yīng)， 以得到第二混合料，制得高彈改性浙青。
[0040] 如果步驟2的溫度低于這個(gè)溫度范圍，高彈改性劑將不會(huì)溶于浙青之中，從而起 不到高彈改性的作用。如果步驟2的溫度高于這個(gè)溫度，高彈改性劑則會(huì)出現(xiàn)老化現(xiàn)象，從 而影響性能。優(yōu)選地，第一預(yù)定時(shí)間為85-95s。優(yōu)選地，第一預(yù)定時(shí)間為1.5min。低于85 秒時(shí)間，混合料拌合不充分，影響混合料性能。高于95秒，容易發(fā)生老化，同樣影響混合料 性能。
[0041] 步驟3,在180-190°C的條件下，將10-20重量份的融雪劑加入到第二混合料中并 攪拌第二預(yù)定時(shí)間以保證玄武巖集料、融雪劑全部被高彈改性浙青裹附，并無(wú)花料、白料現(xiàn) 象，以得到第三混合料。優(yōu)選地，第二預(yù)定時(shí)間為〇. 5min。
[0042] 步驟4,將第三混合料成型，從而得到高彈型蓄鹽類融冰化雪浙青混合料。
[0043] 優(yōu)選地，步驟4的成型溫度為170-175 °C。
[0044] 以下列出了各成組份的技術(shù)要求：
[0045] 1.所述高彈型蓄鹽類融冰化雪浙青混合料中的玄武巖集料需要達(dá)到的技術(shù)要求 如表1所示。
[0046] 表1玄武巖集料技術(shù)要求
[0047]
[0048]

【權(quán)利要求】
1. 一種高彈型蓄鹽類融冰化雪浙青混合料，其特征在于，該浙青混合料包括高彈改性 浙青和集料，所述高彈改性浙青與所述集料的重量比為（4-6) :100;其中，所述高彈改性浙 青的重量組份為：10-20重量份的乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性浙青和1-3重量 份的高彈改性劑；所述集料包括200-400重量份的玄武巖集料和10-20重量份的融雪劑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高彈型蓄鹽類融冰化雪浙青混合料，其特征在于，所述乙 烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性浙青，其中聚合物中的聚苯乙烯鏈段和聚丁二烯鏈段 兩相分離機(jī)構(gòu)通過物理交聯(lián)、固定鏈段、硫化增強(qiáng)的方式與浙青基質(zhì)形成空間立體網(wǎng)絡(luò)結(jié) 構(gòu)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高彈型蓄鹽類融冰化雪浙青混合料，其特征在于，所述高彈 改性劑的型號(hào)為HEA-800,形狀為球形體。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高彈型蓄鹽類融冰化雪浙青混合料，其特征在于，所述玄武 巖集料的粒度為〇. 〇75mm-16mm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高彈型蓄鹽類融冰化雪浙青混合料，其特征在于，所述融雪 劑為Mafilon融雪劑，該融雪劑為粉末狀鹽化物。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的高彈型蓄鹽類融冰化雪浙青混合料，其特征在于，所述粉末 狀鹽化物采用多孔結(jié)構(gòu)的火成巖來包裹鹽分，并具有與石灰?guī)r磨制而成礦粉相似的粒徑大 小。
7. -種如權(quán)利要求1至6所述高彈型蓄鹽類融冰化雪浙青混合料的制備方法，其特征 在于，該方法具體包括： 步驟1，在180-190°C的條件下，將200-400重量份的所述份玄武巖集料和1-3重量份 的所述高彈改性劑拌合均勻，并使所述高彈改性劑融化，以得到第一混合料； 步驟2,在150-160°C的條件下，將10-20重量份的所述乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共 聚物改性浙青加入到所述第一混合料中并攪拌，以得到第二混合料； 步驟3,在180-190°C的條件下，將10-20重量份的所述融雪劑加入到所述第二混合料 中并攪拌，以得到第三混合料； 步驟4,將所述第三混合料成型，從而得到所述高彈型蓄鹽類融冰化雪浙青混合料。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的高彈型蓄鹽類融冰化雪浙青混合料的制備方法，其特征在 于，所述步驟4的成型溫度為170-175°C。
【文檔編號(hào)】C04B26/26GK104193228SQ201410403680
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月15日
【發(fā)明者】羅桑, 錢振東, 王建偉, 儲(chǔ)琢佳, 孫健 申請(qǐng)人:東南大學(xué)