一種應(yīng)用于高寒地區(qū)改善冰-瀝青路面粘結(jié)作用的填料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及瀝青路面填料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]冰雪路面抗冰技術(shù)的研宄歷來是道路工程界關(guān)注的熱點，現(xiàn)有研宄探索出多種道路抗冰技術(shù)，主要可分為被動式和主動式兩大類。被動式抗冰方法是指依靠外界對路面施加作用清除路表冰層，從而達(dá)到防滑的目的，由物理、化學(xué)、人工、機械四種方式組成，然而，此方法不僅除冰效果差，無法徹底清除道路表面冰層，對于冰凍路面的改善幅度小，而且極易在應(yīng)用過程中對道路與周圍環(huán)境造成不良影響；因此，自20世紀(jì)80年代，利用路面本身所具有的構(gòu)造特性或力學(xué)特性，在正常行車荷載的反復(fù)作用下可主動抗冰的技術(shù)逐漸得到了人們的青睞，以抗滑磨耗層、自應(yīng)力破冰路面、抗冰凍粗糙路面為代表的主動抗冰路面技術(shù)相繼在我國推廣應(yīng)用。然而，無論是增加路表紋理構(gòu)造，還是改變路表冰層受力狀態(tài)，均是通過物理方法開展路面主動抗冰的研宄；而對于以V-260、Mafilon等抗凍粘添加劑為代表的主動抗冰的化學(xué)方法，雖然日本、德國等國家已經(jīng)開發(fā)出相關(guān)產(chǎn)品并證實了其在路面抗冰性能上體現(xiàn)的優(yōu)越性，但在國內(nèi)卻局限于對國外產(chǎn)品性能評價的初步研宄，產(chǎn)品自主研發(fā)能力的欠缺導(dǎo)致了我國無法為化學(xué)類主動抗冰產(chǎn)品性能的進一步改進提供基礎(chǔ)。此夕卜，目前無論物理方法還是化學(xué)方法，均是針對新建路面所提出的抗冰技術(shù)，而對于在役路面抗冰技術(shù)的研宄，在國內(nèi)外卻鮮有報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決現(xiàn)有高寒地區(qū)瀝青路面冰雪的處治技術(shù)主要依賴于機械、人工、化學(xué)融雪劑等被動除冰雪方面，專門針對冰-瀝青路面粘結(jié)狀態(tài)尚缺乏有效改善措施的問題，而提供一種應(yīng)用于高寒地區(qū)改善冰-瀝青路面粘結(jié)作用的填料及其制備方法。
[0004]本發(fā)明的一種應(yīng)用于高寒地區(qū)改善冰-瀝青路面粘結(jié)作用的填料按重量份數(shù)由10份?25份低冰點添加劑、10份?35份沸石、10份?40份純凈水和5份?20份憎水劑制備而成；
[0005]所述的低冰點添加劑為甲酸鹽或乙酸鹽；所述的憎水劑為有機硅或聚脲。
[0006]本發(fā)明的一種應(yīng)用于高寒地區(qū)改善冰-瀝青路面粘結(jié)作用的填料的制備方法是按以下步驟制備:
[0007]一、按重量份數(shù)稱取10份?25份低冰點添加劑、10份?35份沸石、10份?40份純凈水和5份?20份憎水劑；
[0008]所述的低冰點添加劑為甲酸鹽或乙酸鹽；所述的憎水劑為有機硅或聚脲
[0009]二、將稱取的10份?35份沸石研磨成粒徑小于0.6mm的粉末，得到沸石粉末；
[0010]三、將稱取的10份?40份純凈水加熱至溫度為60°C?80°C，然后向加熱后的純凈水中加入10份?25份低冰點添加劑，攪拌至完全溶解，得到低冰點水溶液；
[0011]四、將沸石粉末加入到低冰點水溶液中，在轉(zhuǎn)速為500r/min?2000r/min的條件下，機械攪拌4h?6h，得到混合物，然后將混合物置于溫度為100°C?140°C的烘箱中，烘干至恒重，得到吸附低冰點物質(zhì)的礦料顆粒；
[0012]五、將吸附低冰點物質(zhì)的礦料顆粒表面均勻噴灑5份?20份憎水劑，機械攪拌至均勻裹覆，得到裹覆憎水劑的礦料顆粒；
[0013]六、將裹覆憎水劑的礦料顆粒置于溫度為100°C?145°C的烘箱中，烘干至恒重，得到應(yīng)用于高寒地區(qū)改善冰-瀝青路面粘結(jié)作用的填料。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:冰雪路面的抗冰防滑是季節(jié)性冰凍地區(qū)道路交通安全面臨的主要問題，其關(guān)鍵在于冰-路面界面的粘結(jié)狀態(tài)。本發(fā)明所制備的瀝青路面用填料通過賦予道路材料以功能特性，以化學(xué)方式改善冰-路面界面的粘結(jié)狀態(tài)，具有優(yōu)異的降低冰-路面粘結(jié)的功能，對冰-路面粘結(jié)力在_25°C的條件下可降低60%，這對于快速清除路表積雪，提高行車安全性至關(guān)重要。由于填料本身為有機類憎水性物質(zhì)，一方面，與瀝青材料混合后，二者具有良好的交互作用能力；另一方面，憎水劑使得其所裹覆的憎水性物質(zhì)釋放速率顯著降低，顯著延長了低冰點材料的釋放周期，提高了材料的耐久性。經(jīng)過75天靜水浸泡后，水溶液中依然可以測得低冰點物質(zhì)的釋放。
[0015]綜上所述，本發(fā)明所制備的應(yīng)用于高寒地區(qū)改善冰-瀝青路面粘結(jié)作用的填料具有優(yōu)異的降低冰-路面粘結(jié)的性能、與瀝青的交互作用能力和緩釋效果，在新建路面或已建路面中使用本發(fā)明所制備的填料，可以有效防治災(zāi)害性天氣對路面的破壞，這對于解決我國高寒地區(qū)冬季道路行車安全問題，提升道路通行能力具有重大的經(jīng)濟效益和社會意義。
【附圖說明】
[0016]圖1為在溫度為_5°C的條件下，對對比實驗一采用普通的石灰?guī)r礦粉作為填料制備的瀝青混合料對比試件經(jīng)拉拔試驗后的表面照片；
[0017]圖2為在溫度為_15°C的條件下，對使用實施例一應(yīng)用于高寒地區(qū)改善冰-瀝青路面粘結(jié)作用的填料制備的試件經(jīng)拉拔試驗后的表面照片；
[0018]圖3為在溫度為-20°C的條件下，對使用實施例一應(yīng)用于高寒地區(qū)改善冰-瀝青路面粘結(jié)作用的填料制備的試件經(jīng)拉拔試驗后的表面照片；
[0019]圖4為在溫度為_25°C的條件下，對使用實施例一應(yīng)用于高寒地區(qū)改善冰-瀝青路面粘結(jié)作用的填料制備的試件經(jīng)拉拔試驗后的表面照片；
[0020]圖5為瀝青混合料-冰界面粘結(jié)力測試圖，I為對比實驗一采用普通的石灰?guī)r礦粉作為填料制備的瀝青混合料對比試件，2為對比實驗二采用瀝青混合料緩釋絡(luò)合鹽填料制備的瀝青混合料對比試件，3為使用實施例一應(yīng)用于高寒地區(qū)改善冰-瀝青路面粘結(jié)作用的填料制備的試件；
[0021]圖6為使用實施例一應(yīng)用于高寒地區(qū)改善冰-瀝青路面粘結(jié)作用的填料制備的試件中低冰點物質(zhì)釋放圖；
[0022]圖7為在溫度為_5°C的條件下，對對比實驗三表面覆有采用普通的石灰?guī)r礦粉制備得到的乳化瀝青防護材料的普通瀝青混合料試件經(jīng)拉拔試驗后的表面照片；
[0023]圖8為在溫度為-20°C的條件下，對實施例一表面覆有采用應(yīng)用于高寒地區(qū)改善冰-瀝青路面粘結(jié)作用的填料制備得到的乳化瀝青防護材料的普通瀝青混合料試件經(jīng)拉拔試驗后的表面照片；
[0024]圖9為防護的瀝青混合料-冰界面粘結(jié)力測試圖，I為對比實驗三表面覆有采用普通的石灰?guī)r礦粉制備得到的乳化瀝青防護材料的普通瀝青混合料試件，2為對比實驗四表面覆有采用瀝青混合料緩釋絡(luò)合鹽填料制備得到的乳化瀝青防護材料的普通瀝青混合料試件，3為實施例一表面覆有采用應(yīng)用于高寒地區(qū)改善冰-瀝青路面粘結(jié)作用的填料制備得到的乳化瀝青防護材料的普通瀝青混合料試件。
具體實施方案
[0025]具體實施方案一:本實施方式是一種應(yīng)用于高寒地區(qū)改善冰-瀝青路面粘結(jié)作用的填料按重量份數(shù)由10份?25份低冰點添加劑、10份?35份沸石、10份?40份純凈水和5份?20份憎水劑制備而成；
[0026]所述的低冰點添加劑為甲酸鹽或乙酸鹽；所述的憎水劑為有機硅或聚脲。
[0027]所述的純凈水指的是不含雜質(zhì)的H2O,簡稱凈水或純水，是純潔、干凈，不含有雜質(zhì)或細(xì)菌的水，如有機污染物、無機鹽、任何添加劑和各類雜質(zhì)，是以符合生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的水為原水。
[0028]本實施方式的有益效果是:冰雪路面的抗冰防滑是季節(jié)性冰凍地區(qū)道路交通安全面臨的主要問題，其關(guān)鍵在于冰-路面界面的粘結(jié)狀態(tài)。本實施方式所制備的瀝青路面用填料通過賦予道路材料以功能特性，以化學(xué)方式改善冰-路面界面的粘結(jié)狀態(tài)，具有優(yōu)異的降低冰-路面粘結(jié)的功能，對冰-路面粘結(jié)力在_25°C的條件下可降低60%，這對于快速清除路表積雪，提高行車安全性至關(guān)重要。由于填料本身為有機類憎水性物質(zhì)，一方面，與瀝青材料混合后，二者具有良好的交互作用能力；另一方面，憎水劑使得其所裹覆的憎水性物質(zhì)釋放速率顯著降低，顯著延長了低冰點材料的釋放周期，提高了材料的耐久性。經(jīng)過75天靜水浸泡后，水溶