一種微波除冰雪用瀝青路面混合料及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種微波除冰雪用瀝青路面混合料，由以下質量百分比的原料制成：改性瀝青4％～5.5％、粗集料33％～65％、細集料25％～55％、礦粉2％～5％、吸波粉末1％～5％；另外，本發明還公開了制備所述微波除冰雪用瀝青路面混合料的方法，該方法為：一、將原料預熱；二、將原料混合后攪拌，得到微波除冰雪用瀝青路面混合料。本發明的瀝青路面混合料鋪筑于路面表層時，能夠顯著增強路面表層吸收微波的能力，微波穿透冰層能夠使路面表層快速發熱升溫，通過熱傳導將能量傳遞給冰雪層，使冰雪層熔化為液態水，從而使冰層和路面剝離，然后再采用人工或機械的方式清除冰雪，極大地提高了微波除冰雪方法的工作效率。
【專利說明】一種微波除冰雪用瀝青路面混合料及其制備方法

【技術領域】
[0001] 本發明屬于路面功能材料【技術領域】，具體涉及一種微波除冰雪用浙青路面混合料 及其制備方法。

【背景技術】
[0002] 我國北方地區及高海拔的山區普遍具有較長的冰雪期，有的甚至超過半年，積雪、 積冰對道路交通及機場飛機起降造成了嚴重的影響。目前，國內比較常用的除冰雪方法有 人工法、機械法和化學方法。然而這些方法均需要投入大量的人力物力，人工作業勞動強度 大，作業效果低，且易造成二次結冰。
[0003] 近年來，已經有學者開發研究了利用微波加熱路面原理將路面和冰層分離，進而 采用人工、機械振搗等方法徹底清除冰雪的微波除冰雪方法。目前微波除冰雪方法的不足 之處在于：1.冰的介質損耗角正切tan δ很小，基本不吸收微波，而且路面材料吸收微波的 能力不足，除冰雪效率極低；2.除冰雪微波常用頻率下的加熱厚度為十幾厘米，路面表層 的能量不足，造成能量浪費，制約了除冰雪效率。
[0004] 專利號為200910254549. 2和200910219359. 7的發明專利中公開了利用磁性粉和 磁性冶金礦渣或磁性砂、碳化硅砂等全部或部分取代傳統浙青混合料中石灰質礦粉和粗集 料，從而獲得具有微波吸收浙青混凝土路面材料的專利，其不足之處在于：1.不同磁性礦 粉的吸波特性不同，對不同頻率微波的吸收能力差異很大，專利中未明確磁性礦粉的種類、 含量、微波頻率等與所制備路面材料吸收微波能力的關系，過于籠統；2.磁性礦粉與粗集 料的置換比例過高，易造成所制備的微波吸收路面材料的路用性能發生較大變化，同時成 本過高。


【發明內容】

[0005] 本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種微波除冰 雪用浙青路面混合料及其制備方法。該浙青路面混合料鋪筑于路面表層時，能夠顯著增強 路面表層吸收微波的能力，當使用微波除冰雪方法融化冰雪時，微波能夠穿透冰層，使路面 表層快速發熱升溫，通過熱傳導將能量傳遞給冰雪層，使冰雪層熔化為液態水，從而使冰層 和路面剝離，然后再采用人工或機械的方式清除冰雪，極大地提高了微波除冰雪方法的工 作效率。
[0006] 為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種微波除冰雪用浙青路面混 合料，其特征在于，由以下質量百分比的原料制成：改性浙青4%?5. 5%、粗集料33%? 65%、細集料25%?55%、礦粉2%?5%、吸波粉末1 %?5%，其中所述礦粉和所述吸波 粉末的質量百分數之和不大于7%，所述吸波粉末由質量比為1:1的氧化鋁粉末和四氧化 三鐵粉末的混合而成；所述改性浙青為SBS改性浙青或SBR改性浙青，所述氧化鋁粉末和四 氧化三鐵粉末的粒度均為50nm?IOOnm。
[0007] 上述的一種微波除冰雪用浙青路面混合料，其特征在于，由以下質量百分比的原 料制成：改性浙青4. 5%?5. 5%、粗集料43. 5%?50%、細集料37. 5%?45%、礦粉2%? 4%、吸波粉末3%?5%。
[0008] 上述的一種微波除冰雪用浙青路面混合料，其特征在于，由以下質量百分比的原 料制成：改性浙青5 %、粗集料47 %、細集料41 %、礦粉2 %、吸波粉末5 %。
[0009] 進一步，本發明還提供了一種制備如上述微波除冰雪用浙青路面混合料的方法， 其特征在于，該方法包括以下步驟：
[0010] 步驟一、將改性浙青預熱至165°C?170°C,將礦粉和吸波粉末混合后預熱至 185°C?195°C，將粗集料和細集料混合后預熱至190°C?220°C ; toon] 步驟二、將步驟一中預熱后的礦粉、吸波粉末、改性浙青、粗集料和細集料混合后 攪拌60s，得到微波除冰雪用浙青路面混合料。
[0012] 本發明與現有技術相比具有以下優點：
[0013] 1、本發明的浙青路面混合料鋪筑于路面表層時，能夠顯著增強路面表層吸收微波 的能力，當使用微波除冰雪方法融化冰雪時，微波能夠穿透冰層，使路面表層快速發熱升 溫，通過熱傳導將能量傳遞給冰雪層，使冰雪層熔化為液態水，從而使冰層和路面剝離，然 后再采用人工或機械的方式清除冰雪，極大地提高了微波除冰雪方法的工作效率。
[0014] 2、本發明制備的浙青路面混合料中添加氧化鋁粉末和四氧化三鐵粉末的混合粉 末作為吸波粉末，在制備浙青路面混合料時，首先將吸波粉末與適量礦粉混合，在引入吸波 功能的同時，充分發揮礦粉的活性作用，由于在進一步將各原料混合時，礦粉和改性浙青混 合后能夠形成浙青膠漿，提高浙青路面混合料的強度和穩定性，因此本發明的浙青路面混 合料能夠在保證路用性能的情況下，顯著提高其吸收微波的能力，將該浙青路面混合料經 攤鋪工藝攤鋪在路面作為上面層，在采用微波除冰雪的方法過程中，選擇頻率為IGHz? IOGHz的微波對路面進行加熱時的吸收效率最佳。
[0015] 3、本發明的浙青路面混合料制備工藝簡單，成本相對低廉，且具有較廣的適用性， 對地域限制少，適合規模化推廣使用，與微波除冰雪設備結合使用，能夠快速剝離路面冰 層，顯著提高冬季除冰雪效率。
[0016] 下面通過具體實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。

【具體實施方式】
[0017] 本發明實施例中粗集料、細集料、礦粉、SBS改性浙青和SBR改性浙青均滿足《公路 浙青路面設計規范》（JTG D50-2006)和《公路浙青路面施工技術規范》（JTG F40-2004)的 相關技術要求，所述粗集料為粒徑不小于4. 75mm的集料，所述細集料為粒徑小于4. 75mm的 集料。
[0018] 實施例1
[0019] 本實施例微波除冰雪用浙青路面混合料，由以下質量百分比的原料制成：改性浙 青5 %、粗集料47 %、細集料41 %、礦粉2 %、吸波粉末5 %，所述吸波粉末由質量比為1:1的 氧化鋁粉末和四氧化三鐵粉末的混合而成；所述改性浙青為SBS改性浙青，所述氧化鋁粉 末的粒度為80nm，四氧化三鐵粉末的粒度為50nm，本實施例吸收微波的浙青路面混合料的 級配類型為AC-13。
[0020] 本實施例制備微波除冰雪用浙青路面混合料的方法包括以下步驟：
[0021] 步驟一、將改性浙青預熱至165°c，將礦粉和吸波粉末混合后預熱至190°C，將粗 集料和細集料混合后預熱至200°C ;
[0022] 步驟二、將步驟一中預熱后的礦粉、吸波粉末、改性浙青、粗集料和細集料混合后 攪拌60s，得到微波除冰雪用浙青路面混合料。
[0023] 對比例1
[0024] 本對比例微波除冰雪用浙青路面混合料，由以下質量百分比的原料制成：改性浙 青5%、粗集料47%、細集料43%、礦粉5% ;所述改性浙青為SBS改性浙青，本對比例浙青 路面混合料的級配類型為AC-13。
[0025] 本對比例制備的浙青路面混合料的方法與實施例1相同，其不同之處在于：步驟 一中不添加吸波粉末。
[0026] 實施例2
[0027] 本實施例微波除冰雪用浙青路面混合料，由以下質量百分比的原料制成：改性浙 青5. 5 %、粗集料50 %、細集料37. 5 %、礦粉2 %、吸波粉末5 %，所述吸波粉末由質量比為 1:1的氧化鋁粉末和四氧化三鐵粉末的混合而成；所述改性浙青為SBS改性浙青，所述氧化 鋁粉末的粒度為50nm，四氧化三鐵粉末的粒度為lOOnm，本實施例吸收微波的浙青路面混 合料的級配類型為AC-13。
[0028] 本實施例制備微波除冰雪用浙青路面混合料的方法包括以下步驟：
[0029] 步驟一、將改性浙青預熱至170°C，將礦粉和吸波粉末混合后預熱至185°C，將粗 集料和細集料混合后預熱至190°C ;
[0030] 步驟二、將步驟一中預熱后的礦粉、吸波粉末、改性浙青、粗集料和細集料混合后 攪拌60s，得到微波除冰雪用浙青路面混合料。
[0031] 實施例3
[0032] 本實施例微波除冰雪用浙青路面混合料，由以下質量百分比的原料制成：改性浙 青4. 5 %、粗集料43. 5 %、細集料45 %、礦粉4 %、吸波粉末3 %，所述吸波粉末由質量比為 1:1的氧化鋁粉末和四氧化三鐵粉末的混合而成；所述改性浙青為SBS改性浙青，所述氧化 鋁粉末的粒度為lOOnm，四氧化三鐵粉末的粒度為80nm，本實施例吸收微波的浙青路面混 合料的級配類型為AC-13。
[0033] 本實施例制備微波除冰雪用浙青路面混合料的方法包括以下步驟：
[0034] 步驟一、將改性浙青預熱至168°C，將礦粉和吸波粉末混合后預熱至195°C，將粗 集料和細集料混合后預熱至220°C ;
[0035] 步驟二、將步驟一中預熱后的礦粉、吸波粉末、改性浙青、粗集料和細集料混合后 攪拌60s，得到微波除冰雪用浙青路面混合料。
[0036] 實施例4
[0037] 本實施例微波除冰雪用浙青路面混合料，由以下質量百分比的原料制成：改性浙 青5 %、粗集料33 %、細集料55 %、礦粉3 %、吸波粉末4 %，所述吸波粉末由質量比為1:1的 氧化鋁粉末和四氧化三鐵粉末的混合而成；所述改性浙青為SBR改性浙青，所述氧化鋁粉 末的粒度為60nm，四氧化三鐵粉末的粒度為80nm，本實施例吸收微波的浙青路面混合料的 級配類型為AC-16。
[0038] 本實施例制備微波除冰雪用浙青路面混合料的方法包括以下步驟：
[0039] 步驟一、將改性浙青預熱至165°C，將礦粉和吸波粉末混合后預熱至190°C，將粗 集料和細集料混合后預熱至200°C ;
[0040] 步驟二、將步驟一中預熱后的礦粉、吸波粉末、改性浙青、粗集料和細集料混合后 攪拌60s，得到微波除冰雪用浙青路面混合料。
[0041] 實施例5
[0042] 本實施例微波除冰雪用浙青路面混合料，由以下質量百分比的原料制成：改性浙 青4 %、粗集料65 %、細集料25 %、礦粉5 %、吸波粉末1 %，所述吸波粉末由質量比為1:1的 氧化鋁粉末和四氧化三鐵粉末的混合而成；所述改性浙青為SBR改性浙青，所述氧化鋁粉 末的粒度為75nm，四氧化三鐵粉末的粒度為60nm，本實施例吸收微波的浙青路面混合料的 級配類型為AC-16。
[0043] 本實施例制備微波除冰雪用浙青路面混合料的方法包括以下步驟：
[0044] 步驟一、將改性浙青預熱至170°C，將礦粉和吸波粉末混合后預熱至190°C，將粗 集料和細集料混合后預熱至2KTC ;
[0045] 步驟二、將步驟一中預熱后的礦粉、吸波粉末、改性浙青、粗集料和細集料混合后 攪拌60s，得到微波除冰雪用浙青路面混合料。
[0046] 實施例6
[0047] 本實施例微波除冰雪用浙青路面混合料，由以下質量百分比的原料制成：改性浙 青4. 5 %、粗集料49 %、細集料40 %、礦粉3. 5 %、吸波粉末3 %，所述吸波粉末由質量比為 1:1的氧化鋁粉末和四氧化三鐵粉末的混合而成；所述改性浙青為SBR改性浙青，所述氧化 鋁粉末的粒度為80nm，四氧化三鐵粉末的粒度為75nm，本實施例吸收微波的浙青路面混合 料的級配類型為AC-16。
[0048] 本實施例制備微波除冰雪用浙青路面混合料的方法包括以下步驟：
[0049] 步驟一、將改性浙青預熱至165°C，將礦粉和吸波粉末混合后預熱至185°C，將粗 集料和細集料混合后預熱至200°C ;
[0050] 步驟二、將步驟一中預熱后的礦粉、吸波粉末、改性浙青、粗集料和細集料混合后 攪拌60s，得到微波除冰雪用浙青路面混合料。
[0051] 按照《公路工程浙青及浙青混合料試驗規程》（JTG E20-2011)，分別利用實施例 1?6的微波除冰雪用浙青路面混合料和對比例1?2的浙青路面混合料制備車轍板試件。
[0052] 在微波頻率為2. 45GHz，發射功率為800W，波導口距離為250mm，室溫為29. 1°C的 條件下，利用行波對各車轍板試件均加熱60s，分別測量各車轍板試件的表面溫度升高值， 每個車轍板試件均測試4次取平均升高值，試驗結果如表1所述。
[0053] 表1各車轍板試件的微波加熱測試結果
[0054]

【權利要求】
1. 一種微波除冰雪用浙青路面混合料，其特征在于，由以下質量百分比的原料制成： 改性浙青4%?5. 5 %、粗集料33 %?65 %、細集料25 %?55 %、礦粉2 %?5 %、吸波粉末 1 %?5 %，其中所述礦粉和所述吸波粉末的質量百分數之和不大于7 %，所述吸波粉末由 質量比為1:1的氧化鋁粉末和四氧化三鐵粉末的混合而成；所述改性浙青為SBS改性浙青 或SBR改性浙青，所述氧化鋁粉末和四氧化三鐵粉末的粒度均為50nm?lOOnm。
2. 按照權利要求1所述的一種微波除冰雪用浙青路面混合料，其特征在于，由以下質 量百分比的原料制成：改性浙青4. 5 %?5. 5%、粗集料43. 5 %?50 %、細集料37. 5%? 45%、礦粉2%?4%、吸波粉末3%?5%。
3. 按照權利要求2所述的一種微波除冰雪用浙青路面混合料，其特征在于，由以下質 量百分比的原料制成：改性浙青5 %、粗集料47 %、細集料41 %、礦粉2 %、吸波粉末5 %。
4. 一種制備如權利要求1、2或3所述微波除冰雪用浙青路面混合料的方法，其特征在 于，該方法包括以下步驟： 步驟一、將改性浙青預熱至165°C?170°C，將礦粉和吸波粉末混合后預熱至185°C? 195°C，將粗集料和細集料混合后預熱至190°C?220°C ; 步驟二、將步驟一中預熱后的礦粉、吸波粉末、改性浙青、粗集料和細集料混合后攪拌 60s，得到微波除冰雪用浙青路面混合料。
【文檔編號】C04B22/06GK104402314SQ201410583600
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年10月27日 優先權日:2014年10月27日
【發明者】王選倉, 魏橋, 周平, 蔡良才, 原馳, 馮國通, 李理, 王鴻遙, 袁倫, 代明東, 唐姚宏, 周建嬌, 黃蕾 申請人:長安大學