[发明专利]一种长效环保的自融冰沥青混合料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种长效环保的自融冰沥青混合料及其制备方法。

背景技术

沥青路面具有行车平稳舒适、噪声低、养护方便等优点，已在国内外公路建设中得到广泛应用。然而，在冬季，当沥青路面出现结冰现象时，将导致汽车打滑、刹车失灵、方向失控，极易造成交通事故，严重影响道路交通安全。为消除冰雪对路面交通的影响，最常用的方法是在积雪结冰路面撒布氯盐类融雪化冰剂。但由于氯盐类融雪化冰剂所含氯离子不仅对路面周边的水质、土壤和植被会产生破坏作用，而且会使沥青与集料的粘附性降低，并对桥梁水泥混凝土中的钢筋产生严重的腐蚀破坏，导致沥青路面和桥梁的耐久性大大降低。

为了减小撒布的氯盐融雪化冰剂对沥青路面、桥梁和环境的影响，自融冰沥青混合料得到了越来越多的应用。所谓自融冰沥青混合料是将氯盐类融雪化冰剂掺入沥青混合料，用其铺筑的沥青路面，在雨雪天气受到车辆荷载挤压作用时，氯盐类融冰成分会从不同深度的沥青路层迁移到道路面层，从而实现融雪化冰。然而，从沥青混凝土中缓慢释放的氯离子仍然会对环境产生影响，并对沥青路面和桥梁水泥混凝土产生破坏，而且随着沥青混凝土中氯盐类融雪化冰剂的减少，其融雪化冰性能也逐渐减弱。研究表明，掺加5％氯盐类融雪化冰剂的沥青混凝土在水中浸泡6小时后，其表面结冰点从-5.8℃升高至-3℃。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，目的在于提供一种长效环保的自融冰沥青混合料及其制备方法。该沥青混合料具有自融冰功能，且其融冰性能不受融化雪水或雨水的影响，能够保持长久有效，并对环境没有危害。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种长效环保的自融冰沥青混合料，它是由集料、融冰剂、矿粉、SBS改性沥青组成；各组分按重量份数计为：集料87～94份、融冰剂2～6份、矿粉0～4份、SBS改性沥青4～7份，所述融冰剂为氯离子型镁铝基层状双氢氧化物，所述氯离子型镁铝基层状双氢氧化物是由镁铝基层状双氢氧化物、氯化钠和水按照质量比为3:3:4的比例制备而成。

上述方案中，所述的氯离子型镁铝基层状双氢氧化物的制备方法为：将30份镁铝基层状双氢氧化物置于温度为500℃的马弗炉中焙烧2小时，然后将其迅速放入真空干燥器中，抽真空后冷却至室温；将30份氯化钠和40份水在三口烧瓶中混合，并加热至70℃，从干燥器中取出焙烧并冷却后的镁铝基层状双氢氧化物，迅速加入到三口烧瓶中，在氮气保护下搅拌30min，取出混合物用去离子水洗涤过滤，直至洗涤过滤后的滤液用硝酸银溶液检验不含氯离子，然后将滤饼在110℃的烘箱中干燥24小时，取出干燥固体在高速粉碎机中粉碎，再经研磨后过200目筛，得到氯离子型镁铝基层状双氢氧化物。

上述方案中，所述的集料为玄武岩，坚硬、粗糙、耐磨、洁净，其各项性能符合《公路沥青路面施工技术规范》(GTJ F 40-2004)中沥青混合料用粗、细集料质量要求。

上述方案中，所述的矿粉为石灰石粉，200目筛的通过率大于75％。

上述方案中，所述的SBS改性沥青25℃的针入度为30～60dmm，5℃的延度大于30cm，软化点在60～75℃之间。

上述长效环保自融冰沥青混合料的制备方法，按照如下步骤进行：

(1)按各组分的重量份数为：集料87～94份、融冰剂2～6份、矿粉0～4份、SBS改性沥青4～7份，选取集料、融冰剂、SBS改性沥青、矿粉，所述融冰剂为氯离子型镁铝基层状双氢氧化物；

(2)将集料放入温度为170～190℃的烘箱中预热3小时；

(3)将SBS改性沥青加热到150～160℃，加入到温度设定为175℃的沥青混合料拌和机中，然后加入上述预热后的集料拌合90～120s，最后将矿粉和氯离子型镁铝基层状双氢氧化物加入到混合料中继续拌合50～70s，得到自融冰沥青混合料。

本发明中，所述镁铝基层状双氢氧化物是由专利CN 102174269A公开的方法制备得到。镁铝基层状双氢氧化物的化学组成为：Mg_0.67Al_0.33(OH)₂(CO₃)_0.17·0.6H₂O。因此，本发明所述的镁铝基层状双氢氧化物是碳酸根型镁铝基层状双氢氧化物，通过对碳酸根型镁铝基层状双氢氧化物进行焙烧，将其层间阴离子碳酸根去除，然后将焙烧后的镁铝基层状双氢氧化物与氯化钠水溶液相混合，利用镁铝基层状双氢氧化物的“记忆结构效应”，将氯离子引入镁铝基层状双氢氧化物的层间，制备得到氯离子型镁铝基层状双氢氧化物。