[发明专利]一种自调温金属相变沥青混合料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于沥青混合料材料技术领域，具体涉及一种自调温金属相变沥青混合料及其制备方法。

背景技术

沥青混合料是矿质混合料与沥青结合料经拌和而形成的混合料，是现代道路路面结构的重要材料之一。沥青路面具有良好的力学性质和路用性能，路面平整无接缝，行车舒适安全，可全部采用机械化施工，施工后即可开放交通，可进行再生利用等优点，且可提高行车车速、降低运输成本，因此被广泛应用于各类道路路面材料，尤其是高速行车道路路面。

沥青混合料是一种典型的温度敏感性材料，沥青路面在使用过程中易发生高温产生车辙以及低温开裂等病害。此外，在低温雨雪冰冻气候下，沥青路面结霜、积雪、积冰致使路面摩擦系数大大降低，车辆制动距离大大增加，不仅影响沥青路面正常使用以及使用寿命，同时也严重影响公路交通安全，降低公路运输生产效率。因此，为了保障公路交通安全，避免或减少发生交通事故，必须采取一定的措施提高沥青路面对环境温度的主动适应能力。目前主要是通过沥青改性、添加抗车辙剂和优化矿料级配组成等技术措施被动提高沥青路面对环境温度的适应能力，然而其效果十分有限。因此，主动改善沥青路面的温度状况具有十分重要的现实意义。

目前，国内外关于主动改善沥青路面温度状况的主要技术措施是添加相变材料对沥青进行改性。由于沥青混合料不同于保温砂浆、水泥混凝土等其他建筑材料，需要在高温条件下拌制和碾压成型，这对沥青混合料用相变材料提出了极高的要求。能够应用于沥青路面的相变材料需满足以下条件：优良的耐高温性能、较高的相变焓值、合适的相变温度、可循环使用、安全环保。相变材料分为固态-固态、固态-气态、固态-液态和液态-气态相变材料。其中，固-气和液-气相变材料在相变过程中虽然具有较大的相变焓值，但会产生大量的气体，同时伴随着材料体积的增大，不利于热拌沥青混合料的生产以及施工。当环境温度超过固-液相变材料的相变温度，液态的相变材料同样存在泄漏和损失问题。虽然可以将固-液相变材料封装使用，但沥青混合料严苛的制备条件，对封装材料和工艺提出了极高的要求，限制了固-液相变材料在沥青路面中的应用。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种自调温金属相变沥青混合料及其制备方法，该沥青混合料路用性能优良，导电性能好，调温作用明显；该制备方法操作简单、成本低廉，对设备要求低，环境友好。

本发明是通过以下技术方案来实现：

本发明公开的一种自调温金属相变沥青混合料，以质量份数计，包括沥青4～20份，集料100份，金属相变材料0.5～12份，矿粉1～5份。

优选地，以质量份数计，包括沥青5～15份，集料100份，金属相变材料3～10份，矿粉2～3份。

优选地，以质量份数计，包括沥青5份，集料100份，金属相变材料3份，矿粉2份。

所述金属相变材料为镍钛二元记忆合金、镍钛铜三元记忆合金、镍钛铁三元记忆合金、镍钛铝三元记忆合金、镍钛锆三元记忆合金、镍钛钼三元记忆合金或镍钛钒三元记忆合金中的一种或者几种。

所述金属相变材料选用粒度为0.5mm～12mm的颗粒，或者选用直径为0.5mm～10mm的金属丝。

所述沥青为石油沥青、煤沥青或岩沥青中的一种或者几种。

本发明还公开了一种自调温金属相变沥青混合料的制备方法，包括以下步骤：

1)以质量份数计，取4～20份沥青，100份集料，0.5～12份金属相变材料，1～5份矿粉；

2)将沥青加热至120℃～180℃后，充分搅拌均匀；

3)将金属相变材料、集料和矿粉在120℃～180℃下拌合5s～30s，得到拌合混合物；

4)将拌合混合物加入步骤2)充分搅拌均匀的沥青中，继续搅拌5min～25min，室温冷却，制得自调温金属相变沥青混合料。

步骤2)是将沥青置于高速剪切仪中，在转速为2000rpm～4000rpm的条件下对沥青进行搅拌；步骤4)是将拌合混合物在1min～4min内匀速加入沥青中。

所述金属相变材料为镍钛二元记忆合金、镍钛铜三元记忆合金、镍钛铁三元记忆合金、镍钛铝三元记忆合金、镍钛锆三元记忆合金、镍钛钼三元记忆合金或镍钛钒三元记忆合金中的一种或者几种；且金属相变材料选用粒度为0.5mm～12mm的颗粒，或者选用直径为0.5mm～10mm的金属丝。

所述沥青为石油沥青、煤沥青或岩沥青中的一种或者几种。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：