專利名稱：自調(diào)溫冷拌瀝青混凝土及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于浙青路面養(yǎng)護(hù)材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種冷拌浙青混凝土及其制 備方法。
背景技術(shù)：
車轍是浙青路面特有的、最為常見的、危害最大的一種破壞形式，它所導(dǎo)致的路面 損壞比例高達(dá)80%，不僅嚴(yán)重影響路面使用性能和服務(wù)質(zhì)量，而且易導(dǎo)致交通事故。多年來 國內(nèi)外學(xué)者從路面結(jié)構(gòu)、材料組成設(shè)計(jì)、車轍控制指標(biāo)等方面進(jìn)行了大量的理論分析和試 驗(yàn)研究，取得了一定的成果。但是，隨著公路交通量的增長、超載與重載車輛的增多、渠化交 通的形成以及全球氣候變暖，車轍問題仍是目前世界性的難題。路面高溫是產(chǎn)生車轍的最直接誘因。浙青是一種典型的粘彈性材料，決定了浙青 路面性能易受荷載與溫度的影響。同時，浙青又是一種吸熱材料，對太陽熱輻射的吸收率 高達(dá)0.80 0.95，導(dǎo)致夏季浙青路面溫度遠(yuǎn)高于氣溫(約高25°C以上)。有資料表明，在 (40 60) °C范圍內(nèi)，浙青混合料溫度每上升5°C，其變形將增加2倍。而路面高溫還會加劇 城市的“熱島效應(yīng)”。所以，一些學(xué)者認(rèn)為若能采取可能的措施降低浙青路面溫度是控制浙 青路面產(chǎn)生車轍的有效途徑。所以，降低浙青路面溫度，對于有效控制車轍、改善居住環(huán)境、 提高交通安全具有非常重要的意義。利用相變材料(PCM，Phase Change Materials)的相變潛熱來實(shí)現(xiàn)能量的儲存 和利用，同時利用其相變時溫度近似恒定的特性，以實(shí)現(xiàn)體系溫度的控制，目前國內(nèi)外對采 用PCM來調(diào)節(jié)、控制浙青路面溫度還未見詳細(xì)報道，但是一些相關(guān)文獻(xiàn)間接證實(shí)了其可行 性與發(fā)展前景。中國專利CN100371414C “硝酸鉀乳化浙青相變蓄能材料的制備方法”和 CN100441656C “一種乳化浙青相變蓄能材料的制備方法”，二者內(nèi)容比較相近，前者采用硝 酸鉀，后者采用氯化鈉作為PCM與浙青混合，但主要是用于建筑節(jié)能而不是浙青路面。中國 專利CN 101029216A “一種自調(diào)溫公路相變材料及生產(chǎn)方法”，提到了采用PCM對太陽能儲 釋，調(diào)控路面溫度，以避免路面冬季霜凍安全隱患和冰凍產(chǎn)生裂縫，提高道路行駛安全，但 沒有特指浙青路面，也沒有提到以此解決浙青路面的高溫車轍。在有關(guān)介紹PCM應(yīng)用領(lǐng)域 時，有提到了含有PCM的浙青路面可以防止道路、橋梁結(jié)冰，但缺乏詳細(xì)資料。中國專利CN2008100486^. 3 “一種相變浙青路面材料的制備方法”提出了由相變 材料、促凝劑、支撐材料、偶聯(lián)劑以及集料、填料、纖維與浙青制備相變浙青路面材料，其特 征是將相變材料加入到浙青中制備相變改性浙青，并將這種相變改性浙青用于熱拌浙青混 合料中制備相變路面材料，同時摻加纖維來提高浙青混凝土高溫穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種工藝簡單、成本低、易實(shí)施的具有降低路面溫度功能的 自調(diào)溫冷拌浙青混凝土及其制備方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是自調(diào)溫冷拌浙青混凝土，其特征在于它由集料、填料、復(fù)合相變材料、水和改性乳化浙青原料制備而成，各原料所占重量百分 數(shù)為集料70 80%、填料1 3 %、復(fù)合相變材料5 10%、水8 10%、改性乳化浙青
6 8%。所述集料采用堅(jiān)硬、耐磨、不含泥土雜質(zhì)、砂當(dāng)量大于65%的石料，其公稱最大粒 徑為9. 5mm,并符合《公路浙青路面施工技術(shù)規(guī)范》中關(guān)于微表處的相應(yīng)級配要求。所述填料為消石灰或P. 0. 42. 5硅酸鹽水泥。所述復(fù)合相變材料為石蠟與膨脹石墨復(fù)合而成，膨脹石墨與石蠟的質(zhì)量比為 1 8 9，所述復(fù)合相變材料的相變溫度為40 50°C、相變熱為(150 160)kJ/kg。
所述改性乳化浙青為陽離子SBS改性乳化浙青(或稱SBS陽離子改性乳化浙青)。上述自調(diào)溫冷拌浙青混凝土的制備方法，其特征在于它包括如下步驟1)按各原料所占重量百分?jǐn)?shù)為集料70 80%、填料1 3%、復(fù)合相變材料5 10%、水8 10%、改性乳化浙青6 8%，選取集料、填料、復(fù)合相變材料、水和改性乳化浙2)先將集料、復(fù)合相變材料和填料，在拌鍋中拌合60s至均勻；3)再加入水拌合30s至均勻(在上述拌鍋中)，然后加入改性乳化浙青繼續(xù)拌合 60s至均勻(在上述拌鍋中)，得到混合料；4)將上述混合料在試模中壓實(shí)成型，厚度為10 15mm，在室溫條件下干燥養(yǎng)護(hù) Mh，得到自調(diào)溫冷拌浙青混凝土。該自調(diào)溫冷拌浙青混凝土在滿足路用性能的基礎(chǔ)上，利用其組成中相變材料的近 似恒溫儲能與釋能的特點(diǎn)，以調(diào)控路面溫度，降低夏季高溫時路面溫度，從而有效預(yù)防浙青 路面高溫車轍，同時可避免路面高溫所導(dǎo)致的浙青老化，并減弱因路面高溫所加劇的城市 熱島效應(yīng)。該自調(diào)溫冷拌浙青混凝土的成功應(yīng)用，可保證浙青路面質(zhì)量、延長其服役壽命。本發(fā)明具有以下有益效果1、該方法工藝簡單、成本低、易實(shí)施。2、可降低浙青混凝土路面的溫度，具有降低路面溫度功能，可預(yù)防浙青路面高溫 車轍變形與浙青老化，保證浙青路面質(zhì)量，延長浙青路面使用壽命。3、以常規(guī)的微表處浙青混凝土為基礎(chǔ)，采用改性乳化浙青，避免了熱拌浙青混合 料的高溫生產(chǎn)過程對相變材料性能產(chǎn)生劣化的影響。
具體實(shí)施例方式為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的 內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。實(shí)施例1 自調(diào)溫冷拌浙青混凝土，它由集料、填料、復(fù)合相變材料、水和改性乳化浙青原料 制備而成，各原料所占重量百分?jǐn)?shù)為集料80 %、填料1 %、復(fù)合相變材料5 %、水8 %、改性 乳化浙青6%。所述集料采用堅(jiān)硬、耐磨、不含泥土雜質(zhì)、砂當(dāng)量大于65%的石料，其公稱最大粒 徑為9. 5mm,并符合《公路浙青路面施工技術(shù)規(guī)范》中關(guān)于微表處的相應(yīng)級配要求。所用集 料級配如下
所述填料為消石灰。所述復(fù)合相變材料為石蠟與膨脹石墨復(fù)合而成(其中石蠟作相變物質(zhì)，膨脹石墨 作為支撐載體)，膨脹石墨與石蠟的質(zhì)量比為1 8. 5，所述復(fù)合相變材料的相變溫度為 40 50°C、相變熱為(150 160)kJ/kg。所述改性乳化浙青為陽離子SBS改性乳化浙青(或稱SBS陽離子改性乳化浙青)。上述自調(diào)溫冷拌浙青混凝土的制備方法，它包括如下步驟 1)按各原料所占重量百分?jǐn)?shù)為集料80 %、填料1 %、復(fù)合相變材料5 %、水8 %、 改性乳化浙青6%，選取集料、填料、復(fù)合相變材料、水和改性乳化浙青，備用；2)先將集料、復(fù)合相變材料和填料，在拌鍋中拌合60s至均勻；3)再加入水拌合30s至均勻(在上述拌鍋中)，然后加入改性乳化浙青繼續(xù)拌合 60s至均勻(在上述拌鍋中)，得到混合料；4)將上述混合料在試模中壓實(shí)成型，厚度為10 15mm，在室溫條件下干燥養(yǎng)護(hù) Mh，得到自調(diào)溫冷拌浙青混凝土。自調(diào)溫冷拌浙青混凝土的相關(guān)性能列于表1。實(shí)施例2 自調(diào)溫冷拌浙青混凝土的制備方法，它包括如下步驟1)按各原料所占重量百分?jǐn)?shù)為集料75%、填料2%、復(fù)合相變材料7%、水9%、 改性乳化浙青7%，選取集料、填料、復(fù)合相變材料、水和改性乳化浙青，備用；所述集料采用堅(jiān)硬、耐磨、不含泥土雜質(zhì)、砂當(dāng)量大于65%的石料，其公稱最大粒 徑為9. 5mm,并符合《公路浙青路面施工技術(shù)規(guī)范》中關(guān)于微表處的相應(yīng)級配要求；所述填料為P. 0. 42. 5硅酸鹽水泥；所述復(fù)合相變材料為石蠟與膨脹石墨復(fù)合而成(其中石蠟作相變物質(zhì)，膨脹石墨 作為支撐載體)，膨脹石墨與石蠟的質(zhì)量比為1 8. 5，所述復(fù)合相變材料的相變溫度為 40 50°C、相變熱為(150 160)kJ/kg ；所述改性乳化浙青為陽離子SBS改性乳化浙青(或稱SBS陽離子改性乳化浙青)；2)先將集料、復(fù)合相變材料和填料，在拌鍋中拌合60s至均勻；3)再加入水拌合30s至均勻(在上述拌鍋中)，然后加入改性乳化浙青繼續(xù)拌合 60s至均勻(在上述拌鍋中)，得到混合料；4)將上述混合料在試模中壓實(shí)成型，厚度為10 15mm，在室溫條件下干燥養(yǎng)護(hù) Mh，得到自調(diào)溫冷拌浙青混凝土。其相關(guān)性能列于表1。實(shí)施例3 自調(diào)溫冷拌浙青混凝土的制備方法，它包括如下步驟1)按各原料所占重量百分?jǐn)?shù)為集料73%、填料2%、復(fù)合相變材料8%、水9%、 改性乳化浙青8%，選取集料、填料、復(fù)合相變材料、水和改性乳化浙青，備用；所述集料采用堅(jiān)硬、耐磨、不含泥土雜質(zhì)、砂當(dāng)量大于65%的石料，其公稱最大粒 徑為9. 5mm,并符合《公路浙青路面施工技術(shù)規(guī)范》中關(guān)于微表處的相應(yīng)級配要求；
5
所述填料為P. 0. 42. 5硅酸鹽水泥；所述復(fù)合相變材料為石蠟與膨脹石墨復(fù)合而成(其中石蠟作相變物質(zhì)，膨脹石墨 作為支撐載體)，膨脹石墨與石蠟的質(zhì)量比為1 8，所述復(fù)合相變材料的相變溫度為40 50°C、相變熱為(150 160)kJ/kg ；所述改性乳化浙青為陽離子SBS改性乳化浙青(或稱SBS陽離子改性乳化浙青)；2)先將集料、復(fù)合相變材料和填料，在拌鍋中拌合60s至均勻；3)再加入水拌合30s至均勻(在上述拌鍋中)，然后加入改性乳化浙青繼續(xù)拌合 60s至均勻(在上述拌鍋中)，得到混合料；4)將上述混合料在試模中壓實(shí)成型，厚度為10 15mm，在室溫條件下干燥養(yǎng)護(hù) Mh，得到自調(diào)溫冷拌浙青混凝土。其相關(guān)性能列于表1。實(shí)施例4 自調(diào)溫冷拌浙青混凝土的制備方法，它包括如下步驟1)按各原料所占重量百分?jǐn)?shù)為集料70%、填料3%、復(fù)合相變材料8%、水9%、 改性乳化浙青10%，選取集料、填料、復(fù)合相變材料、水和改性乳化浙青，備用；所述集料采用堅(jiān)硬、耐磨、不含泥土雜質(zhì)、砂當(dāng)量大于65%的石料，其公稱最大粒 徑為9. 5mm,并符合《公路浙青路面施工技術(shù)規(guī)范》中關(guān)于微表處的相應(yīng)級配要求；所述填料為P. 0. 42. 5硅酸鹽水泥；所述復(fù)合相變材料為石蠟與膨脹石墨復(fù)合而成(其中石蠟作相變物質(zhì)，膨脹石墨 作為支撐載體)，膨脹石墨與石蠟的質(zhì)量比為1 8. 5，所述復(fù)合相變材料的相變溫度為 40 50°C、相變熱為(150 160)kJ/kg ；所述改性乳化浙青為陽離子SBS改性乳化浙青(或稱SBS陽離子改性乳化浙青)；2)先將集料、復(fù)合相變材料和填料，在拌鍋中拌合60s至均勻；3)再加入水拌合30s至均勻(在上述拌鍋中)，然后加入改性乳化浙青繼續(xù)拌合 60s至均勻(在上述拌鍋中)，得到混合料；4)將上述混合料在試模中壓實(shí)成型，厚度為10 15mm，在室溫條件下干燥養(yǎng)護(hù) Mh，得到自調(diào)溫冷拌浙青混凝土。其相關(guān)性能列于表1。實(shí)施例5 自調(diào)溫冷拌浙青混凝土的制備方法，它包括如下步驟1)按各原料所占重量百分?jǐn)?shù)為集料75%、填料1%、復(fù)合相變材料10%、水8%、 改性乳化浙青6%，選取集料、填料、復(fù)合相變材料、水和改性乳化浙青，備用；所述集料采用堅(jiān)硬、耐磨、不含泥土雜質(zhì)、砂當(dāng)量大于65%的石料，其公稱最大粒 徑為9. 5mm,并符合《公路浙青路面施工技術(shù)規(guī)范》中關(guān)于微表處的相應(yīng)級配要求；所述填料為消石灰；所述復(fù)合相變材料為石蠟與膨脹石墨復(fù)合而成(其中石蠟作相變物質(zhì)，膨脹石墨 作為支撐載體)，膨脹石墨與石蠟的質(zhì)量比為1 9，所述復(fù)合相變材料的相變溫度為40 50°C、相變熱為(150 160)kJ/kg ；所述改性乳化浙青為陽離子SBS改性乳化浙青(或稱SBS陽離子改性乳化浙青)；2)先將集料、復(fù)合相變材料和填料，在拌鍋中拌合60s至均勻；3)再加入水拌合30s至均勻(在上述拌鍋中)，然后加入改性乳化浙青繼續(xù)拌合60s至均勻(在上述拌鍋中)，得到混合料；4)將上述混合料在試模中壓實(shí)成型，厚度為10 15mm，在室溫條件下干燥養(yǎng)護(hù) Mh，得到自調(diào)溫冷拌浙青混凝土。其相關(guān)性能列于表1。表1各實(shí)施例相關(guān)性能
權(quán)利要求
1.自調(diào)溫冷拌浙青混凝土，其特征在于它由集料、填料、復(fù)合相變材料、水和改性乳化 浙青原料制備而成，各原料所占重量百分?jǐn)?shù)為集料70 80%、填料1 3%、復(fù)合相變材 料5 10 %、水8 10 %、改性乳化浙青6 8 %。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自調(diào)溫冷拌浙青混凝土，其特征在于所述集料采用砂當(dāng)量 大于65%的石料，其公稱最大粒徑為9. 5mm,并符合《公路浙青路面施工技術(shù)規(guī)范》中關(guān)于 微表處的相應(yīng)級配要求。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自調(diào)溫冷拌浙青混凝土，其特征在于所述填料為消石灰或 P. 0. 42. 5硅酸鹽水泥。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自調(diào)溫冷拌浙青混凝土，其特征在于所述復(fù)合相變材料為 石蠟與膨脹石墨復(fù)合而成，膨脹石墨與石蠟的質(zhì)量比為1 8 9，所述復(fù)合相變材料的相 變溫度為40 50°C、相變熱為(150 160)kJ/kg。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自調(diào)溫冷拌浙青混凝土，其特征在于所述改性乳化浙青為 陽離子SBS改性乳化浙青。
6.如權(quán)利要求1所述的自調(diào)溫冷拌浙青混凝土的制備方法，其特征在于它包括如下步驟1)按各原料所占重量百分?jǐn)?shù)為集料70 80%、填料1 3%、復(fù)合相變材料5 10%、水8 10%、改性乳化浙青6 8%，選取集料、填料、復(fù)合相變材料、水和改性乳化浙2)先將集料、復(fù)合相變材料和填料，在拌鍋中拌合60s至均勻；3)再加入水拌合30s至均勻，然后加入改性乳化浙青繼續(xù)拌合60s至均勻，得到混合料；4)將上述混合料在試模中壓實(shí)成型，厚度為10 15mm，在室溫條件下干燥養(yǎng)護(hù)Mh，得 到自調(diào)溫冷拌浙青混凝土。
全文摘要
本發(fā)明屬于瀝青路面養(yǎng)護(hù)材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種冷拌瀝青混凝土及其制備方法。自調(diào)溫冷拌瀝青混凝土，其特征在于它由集料、填料、復(fù)合相變材料、水和改性乳化瀝青原料制備而成，各原料所占重量百分?jǐn)?shù)為集料70～80％、填料1～3％、復(fù)合相變材料5～10％、水8～10％、改性乳化瀝青6～8％。所述復(fù)合相變材料為石蠟與膨脹石墨復(fù)合而成，膨脹石墨與石蠟的質(zhì)量比為1∶8～9，所述復(fù)合相變材料的相變溫度為40～50℃、相變熱為(150～160)kJ/kg。本發(fā)明工藝簡單、成本低、易實(shí)施，具有降低路面溫度的功能。
文檔編號E01C19/10GK102134829SQ20111004202
公開日2011年7月27日 申請日期2011年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月21日
發(fā)明者萬路, 吳少鵬, 徐光霽, 洪晶, 陳美祝 申請人:武漢理工大學(xué)