[发明专利]一种高效融雪复合改性沥青混合料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种适于冰雪条件下的沥青路面新技术，尤其涉及一种高效融雪复合改性沥青混合料及其制备方法。

背景技术

我国大部分地区冬季都有降雨、降雪现象，在寒冷的冬季，许多公路与城市道路容易在路表形成一薄层冰面；使得路面附着系数大大降低，导致汽车打滑、制动距离显著延长，甚至刹车失灵、方向失控，造成严重的交通事故；成为道路交通安全和人民生命、财产安全的重大隐患。为此，近年来沥青混凝土路面冬季除冰雪技术得到各国研究人员的关注。最为突出的路面除冰雪的方法，一种是采用物理方法，通过在沥青混合料中加入一定量的橡胶颗粒，利用路面的自身弹性变形进行破冰除雪，达到抑制路面结冰积雪的目的。这种破除冰雪的路面形式能够提高路面的路用性能，同时不会破坏生态环境，但其融雪破冰能力有限，只能通过车辆的荷载作用在一定程度上消除较少的冰雪，不能根据外界自然条件的变化而有效调节融雪破冰的能力，此外橡胶颗粒掺量过大容易降低路用性能；另一种方法是采用化学方法，通过在沥青混合料中添加一定量的化学类抑制冻结材料，形成具有抑制冻结功能的路面。化学类抑制冻结材料的有效抑制冻结成分主要为氯盐(氯化钠、氯化钙等)，在毛细管压力及车辆碾压作用下，路面内部盐分逐渐析出，从而降低道路表面水的冰点，延迟道路表面积雪结冰。然而由于盐化物的腐蚀性能，为了保证沥青路面本身的路用性能，其掺量不易过大，这在一定程度上也降低了其融雪化冰的能力；此外该种技术的难点在于如何保证沥青路面本身的性能，在具体实施上存在一定的阻力。另外，还有导电铺面融雪技术和能量转化型融雪技术，导电铺面融雪技术是在路面铺装材料中掺入聚合物类、碳类或金属类导电掺合料，使得高绝缘性的路面材料具有热和电的感知和转换能力，将电能转化为热能，热能通过铺面材料与冰雪的接触面向上传导，冰雪吸收热量后温度逐渐升高，实现融雪化冰的目的，但该种方法耗能较大，路面绝缘材料和应用还尚待完成。能量转化型融雪技术是通过能量转化设备，将其他形式的能量转化为热能达到融雪的目的；常见的有发热电缆法、红外线热源法、储蓄地热源热管融化法、太阳能热管法、储能热流体循环法等。这些方法的推广受到能量来源先天条件的制约，目前正处于试验研究阶段。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明在室内试验和工程实践的基础上，提出了以橡胶颗粒和化学类抑制冻结剂为改性剂的一种高效融雪复合改性沥青混合料及其制备方法。将橡胶颗粒与化学类抑制冻结剂一起添加到混合料中，通过二者掺加量的配比来保证路面的路用性能和融雪化冰的长期性能，从而能够集中发挥两种融雪破冰方式的优点，以主动融雪的方式减少路面冰雪对路面行车的危害。

本发明是通过如下技术方案来实现的。

本发明的一种高效融雪复合改性沥青混合料，它包括橡胶颗粒、化学类抑制冻结剂、石油沥青、矿质集料，各组分按质量份数配比为：

矿质集料84.0-95.0份，

石油沥青5.5-7.5份，

橡胶颗粒1.5-4.0份，

化学类抑制冻结剂1.0-4.5份。

上述沥青混合料中，所述石油沥青应符合《公路沥青路面施工技术规范》。

上述沥青混合料中，所述化学类抑制冻结剂中的有效冻结抑制成分不低于50％。可以选用：路丽美V-260、Mafilon或其他盐化物。

上述沥青混合料中，所述的橡胶颗粒由废旧橡胶轮胎破碎而成，最大粒径为4.75mm，具体级配应符合如下表1要求，同时橡胶颗粒的硬度不得小于55度。

表1所述橡胶颗粒的级配范围