[发明专利]自应力路面及相变材料混合路面融冰系统及施工方法

权利要求书

1.一种自应力路面及发热相变材料混合路面融冰系统，其特征在于：所述系统包括沥青混凝土道路结构、橡胶沥青混凝土层(1)和相变材料层(5)；

所述橡胶沥青混凝土层(1)铺设在相变材料层(5)上表面；

所述沥青混凝土道路结构包括自上而下依次设置在道路垫层(8)上表面的隔热层(4)、沥青混凝土层(6)、道路基层(7)；所述相变材料功能层(5)置于沥青混凝土道路结构与橡胶沥青混凝土层(1)之间。

2.根据权利要求1所述的自应力路面及发热相变材料混合路面融冰系统，其特征在于：所述橡胶沥青混凝土层(1)是由自应力橡胶沥青混凝土铺设而成；所述自应力橡胶沥青混凝土为SMA－13橡胶颗粒除冰雪沥青混凝土，包括石料、矿粉、硅酸盐水泥、橡胶颗粒四种原料，所述石料包括11-19mm石料、6-11mm石料和0-3mm石料，以质量比计，各组分的配合比为：11-19mm石料：6-11mm石料：0-3mm石料：矿粉：硅酸盐水泥：橡胶颗粒＝38.5：38：8：8.5：3：4，其中沥青石油比为5.9％，TOR连接剂用量为0.14％。

3.根据权利要求1或2所述的自应力路面及发热相变材料混合路面融冰系统，其特征在于：所述隔热层(4)所采用的隔热材料的导热系数不大于0.020W/m·k，表面密度不小于25kg/m3，抗压强度不小于250kPa，线性收缩率不大于0.003。

4.根据权利要求1或2所述的自应力路面及发热相变材料混合路面融冰系统，其特征在于：所述相变材料功能层(5)包括无缝钢管、相变储能骨料、密级配粗粒式沥青混凝土(2)；所述相变储能骨料填充在无缝钢管内部，能形成含相变骨料的高强度无缝钢管(3)；所述无缝钢管选用优质碳素结构钢，钢管端口采用螺栓设计，以方便相变骨料的取出和填充，钢管采用圆形截面，壁厚2～4mm，以等间距横向依次排列；所述密级配粗粒式沥青混凝土的型号是AC-25C。

5.根据权利要求3所述的自应力路面及发热相变材料混合路面融冰系统，其特征在于：所述相变材料功能层(5)包括无缝钢管、相变储能骨料、密级配粗粒式沥青混凝土(2)；所述相变储能骨料填充在无缝钢管内部，能形成含相变骨料的高强度无缝钢管(3)；所述无缝钢管选用优质碳素结构钢，钢管端口采用螺栓设计，以方便相变骨料的取出和填充，钢管采用圆形截面，壁厚2～4mm，以等间距横向依次排列；所述密级配粗粒式沥青混凝土的型号是AC-25C。

6.根据权利要求5所述的自应力路面及发热相变材料混合路面融冰系统，其特征在于：所述相变储能骨料由相变材料、膨胀珍珠岩和水泥净浆组成；所述相变材料由癸酸和正辛酸混合组成，其质量比为33：67，相变温度在0℃～2℃，相变潜热范围是107.2－121.9J/g；所述相变材料以膨胀珍珠岩为载体，制得相变膨胀珍珠岩；所采用的吸附方法为真空吸附法；所述相变膨胀珍珠岩采用水泥净浆封装，制得相变储能骨料。

7.根据权利要求6所述的自应力路面及发热相变材料混合路面融冰系统，其特征在于：所述隔热层(4)所采用的隔热材料是玻化微珠保温砂浆；所述隔热层(4)的厚度不大于15mm。

8.一种橡胶沥青混凝土的制备方法，其特征在于：所述橡胶沥青混凝土为如权利要求2中所述的自应力橡胶沥青混凝土，包括以下步骤：

1)准备原料石料、矿粉、硅酸盐水泥、橡胶颗粒、沥青；

2)对步骤1)所准备的原料按最佳顺序投放：石料和橡胶颗粒→沥青→矿粉，沥青应在石料与橡胶颗粒拌和均匀后喷入；所述拌和的方法是干拌法；所采用的设备是拌合楼；

3)步骤2)中混合料的拌和温度应在175-185℃；橡胶颗粒与石料的拌和时间为25-30s，加入沥青和矿粉后拌和温度为165-175℃，拌和时间为50-60s。

9.一种如权利要求5至7中任一所述自应力路面及发热相变材料混合路面融冰系统的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)根据公路沥青路面施工技术规范和施工流程要求，在道路土基层上依次铺设道路垫层(8)以及道路基层(7)，在道路基层(7)铺设完成后在道路基层(7)的上表面铺设隔热层(4)；所述隔热层(4)采用的隔热材料的导热系数不大于0.020W/m·k，表面密度不小于25kg/m3，抗压强度不小于250kPa，线性收缩率不大于0.003；

2)在隔热层(4)上铺设无缝钢管，所述无缝钢管布置密度及线间距依实际需求确定，铺设完成后采用点焊法将无缝钢管与下部隔热层锚接在一起，所述无缝钢管为优质碳素结构钢，钢管端口采用螺栓设计，方便相变骨料的取出和填充，钢管采用圆形截面，壁厚2～4mm；继续浇筑密级配粗粒式沥青混凝土，待沥青混凝土完全冷却完成养护，形成相变材料功能层(5)；所述密级配粗粒式沥青混凝土的型号是AC-25C；

3)在相变材料功能层(5)的上表面浇筑自应力橡胶沥青混凝土并达到设计的路标高，形成橡胶沥青混凝土层(1)，完成最终养护后形成整个综合利用自应力面相变材料的橡胶沥青混凝土道路结构；所述自应力橡胶沥青混凝土为SMA－13橡胶颗粒除冰雪沥青混凝土，包括石料、矿粉、硅酸盐水泥、橡胶颗粒四种原料；所述四种原料各组分的配合比为：11-19mm石料：6-11mm石料：0-3mm石料：矿粉：硅酸盐水泥：橡胶颗粒＝38.5：38：8：8.5：3：4，其中石油比为5.9％，TOR连接剂用量为0.14％；

4)向无缝钢管内填充相变储能骨料，最后将无缝钢管两端封装；所述相变材料储能骨料由相变材料，膨胀珍珠岩，水泥净浆组成；所述相变材料由癸酸和正辛酸混合组成，其质量比为33：67，相变温度在0℃～2℃，相变潜热范围是107.2－121.9J/g；所述相变材料以膨胀珍珠岩为载体，制得相变膨胀珍珠岩；所述制备膨胀珍珠岩吸附方法为真空吸附法；所述相变膨胀珍珠岩采用水泥净浆封装，制得相变储能材料。