一種抗凝冰瀝青材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種抗凝冰瀝青材料的制備方法，尤其涉及一種能夠在O至一8 °〇溫度范圍內(nèi)防止表面過冷液滴結(jié)冰的瀝青材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]瀝青路面和傳統(tǒng)的砂石路面相比，具有較高的強度和穩(wěn)定性。與水泥混凝土路面相比，具有表面平整，行車噪音低、振動小、養(yǎng)護簡單等優(yōu)點，是我國高速公路路面的重要結(jié)構(gòu)形式。瀝青路面在冬季容易結(jié)冰，我國絕大多數(shù)省份的高速公路在冬季都發(fā)生過嚴重的結(jié)冰，對高速公路的正常運營造成困難。路面結(jié)冰對高速公路運輸造成的主要危害有交通中斷、低速緩行、交通事故頻發(fā)甚至車毀人亡。在我國南方地區(qū)經(jīng)常遭受“凍雨”災害，尤其是2008年的冰雪災害持續(xù)時間之長、覆蓋范圍之廣、造成損失之大，居全國首位。由此可見，南方省份冬季12~1月期間是高速公路結(jié)冰積雪多發(fā)季節(jié)，低溫雨雪造成的路面結(jié)冰對交通正常運營造成了巨大影響。如何有效地解決這些地區(qū)冰雪路面的交通安全，避免或減少交通事故，提高道路通行能力和運營效益，形成良好的安全管理模式，已成為困擾江西省交通管理部門的重要問題之一，因此，針對高速公路開發(fā)實用防冰技術(shù)及新型路面防冰材料對于高速公路系統(tǒng)具有非常重要的現(xiàn)實意義和社會經(jīng)濟價值。
[0003]目前高速公路系統(tǒng)對于路面結(jié)冰所采取的主要解決辦法是撒鹽法。即將大量的融冰鹽如氯化鈉、氯化鉀和氯化鈣等在已經(jīng)結(jié)冰的路面和區(qū)域采用人工撒鹽的方法來融冰。該方法雖然具有顯著的融冰效果，但弊端是顯著的。人工撒鹽需要動用大量的人力和物力，大量的工業(yè)鹽遺留在路面及附近區(qū)域，會對周圍地下水系統(tǒng)、水生生態(tài)系統(tǒng)和陸地植被造成巨大破壞，對路橋工程中的金屬材料造成腐蝕。另外，人工撒鹽法是在路面已經(jīng)結(jié)冰后對冰進行熔化的方法，需要對道路進行管制，不利于路面的正常運營。因此，急需開發(fā)一種能夠主動對凍雨產(chǎn)生響應，在低溫條件下阻止凍雨在路面結(jié)冰的新型材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供在O至一8 °C溫度范圍對材料表面過冷水滴具有防凝冰效果一種抗凝冰瀝青材料的制備方法。
[0005]本發(fā)明是這樣來實現(xiàn)的:一種抗凝冰瀝青材料的制備方法，其特征在于方法步驟如下:
(1)在控溫爐中將20~50重量份的瀝青原料加熱至熔融狀態(tài)，隨后將5~50重量份的抗凝冰填料與5~50重量份的石英粉加入到熔融態(tài)瀝青中，攪拌30分鐘至混合均勻；
(2)然后將粘稠混合物趁熱倒入預熱的鋁制模具中自然流平，冷卻到室溫后將樣品表面用一定目數(shù)的金相砂紙打磨后即得到具有抗凝冰性能的瀝青材料。
[0006]進一步的，所述所用瀝青原料為石油瀝青，牌號分別為10號，30號和70號。
[0007]進一步的，所述所用抗凝冰劑為實驗室自制，其制備方法為:
(I)配制60°C下氯化鈉飽和水溶液500 ML，然后使用鹽酸調(diào)節(jié)溶液pH值為I ; (2)另將一定量的乳化劑OP-1O和硅藻土加入500ML無水乙醇中，劇烈攪拌30分鐘后超聲震蕩30分鐘，得到硅藻土在無水乙醇中的分散液；
(3)在持續(xù)攪拌條件下將上述氯化鈉酸性溶液緩慢滴加到無水乙醇分散液中產(chǎn)生大量沉淀；
(4)將沉淀減壓抽濾后在150°C下干燥12小時，冷卻至室溫即得到自制抗凝冰填料，存放在干燥器中備用。
[0008]進一步的，所用的金相砂紙目數(shù)為60~320目，打磨方式為手工“8”字形打磨100下。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點是:本發(fā)明的抗凝冰瀝青材料制備方法簡單，能夠大幅度降低傳統(tǒng)“撒鹽防冰法”中氯化鈉的使用量，在O至一8 °C溫度范圍對表面過冷水滴具有防凝冰的效果，即使在更低溫度下(例如一 15 °C)結(jié)冰，其融冰速率較普通表面更快。本發(fā)明的瀝青材料可用于鋪設(shè)高速公路路面，能夠在O至一8°C范圍內(nèi)防止路面結(jié)冰，從而減少交通事故的產(chǎn)生。
【附圖說明】
[0010]圖1本發(fā)明實施例1中自制的抗凝冰填料的場發(fā)射掃描電子顯微鏡照片。
【具體實施方式】
[0011]下面實施例以及附圖對本發(fā)明做進一步的詳細說明。
[0012]實施例1
配制60°C下氯化鈉飽和水溶液500 ML，然后使用鹽酸調(diào)節(jié)溶液pH值為I。另將4.0 g的乳化劑OP-1O和9.2 g的硅藻土加入500 ML無水乙醇中，劇烈攪拌30分鐘后超聲震蕩30分鐘，得到硅藻土在無水乙醇中的分散液。在持續(xù)攪拌條件下將上述氯化鈉酸性溶液緩慢滴加到無水乙醇分散液中產(chǎn)生大量沉淀。將沉淀減壓抽濾后在150°C下干燥12小時，冷卻至室溫即得到自制抗凝冰填料，存放在干燥器中備用。
[0013]在控溫爐中將50重量份的瀝青原料加熱至熔融狀態(tài)，隨后將20重量份的抗凝冰填料與30重量份的石英粉加入到熔融態(tài)瀝青中，攪拌30分鐘至混合均勻；然后將粘稠混合物趁熱倒入預熱的鋁制模具中自然流平，冷卻到室溫后將樣品表面用一定目數(shù)的金相砂紙打磨后即得到具有抗凝冰性能的瀝青材料。使用200目金相砂紙目，打磨方式為手工“8”字形打磨瀝青樣品表面下100，即得到抗凝冰劑含量為20 wt%的抗凝冰瀝青材料。該抗凝冰瀝青材料表面過冷液滴在一 3 °C至一 4 °C溫度范圍內(nèi)不結(jié)冰。
[0014]實施例2
配制80°C下氯化鈉飽和水溶液500 ML，然后使用鹽酸調(diào)節(jié)溶液pH值為I。另將4.0 g的乳化劑0P-10和6.2 g的硅藻土加入500 ML無水乙醇中，劇烈攪拌30分鐘后超聲震蕩30分鐘，得到硅藻土在無水乙醇中的分散液。在持續(xù)攪拌條件下將上述氯化鈉酸性溶液緩慢滴加到無水乙醇分散液中產(chǎn)生大量沉淀。將沉淀減壓抽濾后在150°C下干燥12小時，冷卻至室溫即得到自制抗凝冰填料，存放在干燥器中備用。
[0015]在控溫爐中將50重量份的瀝青原料加熱至熔融狀態(tài)，隨后將30重量份的抗凝冰填料與20重量份的石英粉加入到熔融態(tài)瀝青中，攪拌30分鐘至混合均勻；然后將粘稠混合物趁熱倒入預熱的鋁制模具中自然流平，冷卻到室溫后將樣品表面用一定目數(shù)的金相砂紙打磨后即得到具有抗凝冰性能的瀝青材料。使用200目金相砂紙目，打磨方式為手工“8”字形打磨瀝青樣品表面下100，即得到抗凝冰劑含量為30 wt%的抗凝冰瀝青材料。該抗凝冰瀝青材料表面過冷液滴在一 4 °C至一 5 °C溫度范圍內(nèi)不結(jié)冰。
[0016]實施例3
配制80°C下氯化鈉飽和水溶液500 ML，然后使用鹽酸調(diào)節(jié)溶液pH值為I。另將4.0 g的乳化劑OP-1O和7.3 g的硅藻土加入500 ML無水乙醇中，劇烈攪拌30分鐘后超聲震蕩30分鐘，得到硅藻土在無水乙醇中的分散液。在持續(xù)攪拌條件下將上述氯化鈉酸性溶液緩慢滴加到無水乙醇分散液中產(chǎn)生大量沉淀。將沉淀減壓抽濾后在150°C下干燥12小時，冷卻至室溫即得到自制抗凝冰填料，存放在干燥器中備用。
[0017]在控溫爐中將50重量份的瀝青原料加熱至熔融狀態(tài)，隨后將40重量份的抗凝冰填料與10重量份的石英粉加入到熔融態(tài)瀝青中，攪拌30分鐘至混合均勻；然后將粘稠混合物趁熱倒入預熱的鋁制模具中自然流平，冷卻到室溫后將樣品表面用一定目數(shù)的金相砂紙打磨后即得到具有抗凝冰性能的瀝青材料。使用200目金相砂紙目，打磨方式為手工“8”字形打磨瀝青樣品表面下100，即得到抗凝冰劑含量為40 wt%的抗凝冰瀝青材料。該抗凝冰瀝青材料表面過冷液滴在一 4 °C至一 6 °C溫度范圍不結(jié)冰。
[0018]實施例4
配制70°C下氯化鈉飽和水溶液500 ML，然后使用鹽酸調(diào)節(jié)溶液pH值為I。另將4.0 g的乳化劑0P-10和4.6 g的硅藻土加入500 ML無水乙醇中，劇烈攪拌30分鐘后超聲震蕩30分鐘，得到硅藻土在無水乙醇中的分散液。在持續(xù)攪拌條件下將上述氯化鈉酸性溶液緩慢滴加到無水乙醇分散液中產(chǎn)生大量沉淀。將沉淀減壓抽濾后在150°C下干燥12小時，冷卻至室溫即得到自制抗凝冰填料，存放在干燥器中備用。
[0019]在控溫爐中將40重量份的瀝青原料加熱至熔融狀態(tài)，隨后將50重量份的抗凝冰填料與10重量份的石英粉加入到熔融態(tài)瀝青中，攪拌30分鐘至混合均勻；然后將粘稠混合物趁熱倒入預熱的鋁制模具中自然流平，冷卻到室溫后將樣品表面用一定目數(shù)的金相砂紙打磨后即得到具有抗凝冰性能的瀝青材料。使用200目金相砂紙目，打磨方式為手工“8”字形打磨瀝青樣品表面下100，即得到抗凝冰劑含量為50 wt%的抗凝冰瀝青材料。該抗凝冰瀝青材料表面過冷液滴在一 7 °C至一 8 °C溫度范圍不結(jié)冰。
【主權(quán)項】
1.一種抗凝冰瀝青材料的制備方法，其特征在于方法步驟如下: (1)在控溫爐中將20~50重量份的瀝青原料加熱至熔融狀態(tài)，隨后將5~50重量份的抗凝冰填料與5~50重量份的石英粉加入到熔融態(tài)瀝青中，攪拌30分鐘至混合均勻； (2)然后將粘稠混合物趁熱倒入預熱的鋁制模具中自然流平，冷卻到室溫后將樣品表面用一定目數(shù)的金相砂紙打磨后即得到具有抗凝冰性能的瀝青材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗凝冰瀝青材料的制備方法，其特征在于:所述所用的瀝青原料為石油瀝青，牌號分別為10號，30號和70號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗凝冰瀝青材料的制備方法，其特征在于:所述所用抗凝冰劑為自制，其制備方法為: (1)配制60°C下氯化鈉飽和水溶液500ML，然后使用鹽酸調(diào)節(jié)溶液pH值為I ; (2)另將一定量的乳化劑OP-1O和硅藻土加入500ML無水乙醇中，劇烈攪拌30分鐘后超聲震蕩30分鐘，得到硅藻土在無水乙醇中的分散液； (3)在持續(xù)攪拌條件下將上述氯化鈉酸性溶液緩慢滴加到無水乙醇分散液中產(chǎn)生大量沉淀； (4)將沉淀減壓抽濾后在150°C下干燥12小時，冷卻至室溫即得到自制抗凝冰填料，存放在干燥器中備用。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗凝冰瀝青材料的制備方法，其特征在于:所述所用的金相砂紙目數(shù)為60~320目，打磨方式為手工“8”字形打磨100下。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種抗凝冰瀝青材料的制備方法，在控溫爐中將20~50重量份的瀝青原料加熱至熔融狀態(tài)，隨后將5~50重量份的抗凝冰填料與5~50重量份的石英粉加入到熔融態(tài)瀝青中，攪拌均勻；再將粘稠混合物趁熱倒入預熱的鋁制模具中自然流平，冷卻到室溫后將樣品表面用一定目數(shù)的金相砂紙打磨即制得。本發(fā)明的抗凝冰瀝青材料制備方法簡單，能夠大幅度降低傳統(tǒng)“撒鹽防冰法”中氯化鈉的使用量，在0至8℃溫度范圍對表面過冷水滴具有防凝冰的效果，即使在更低溫度下（例如-15℃）結(jié)冰，其融冰速率較普通表面更快。本發(fā)明的瀝青材料可用于鋪設(shè)高速公路路面，能夠在0至-8℃范圍內(nèi)防止路面結(jié)冰，從而減少交通事故的產(chǎn)生。
【IPC分類】C08L95-00, C08K3-36, C08K3-34, C08K9-04, C08K3-16
【公開號】CN104672929
【申請?zhí)枴緾N201510060163
【發(fā)明人】鄒友泉, 陶勇根, 吁新華, 劉靜
【申請人】江西贛粵高速公路股份有限公司
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年2月5日