一種環保型自融雪瀝青路面外加劑及其製備方法

2023-05-31 21:12:36 1

專利名稱：一種環保型自融雪瀝青路面外加劑及其製備方法
技術領域：
本發明為一種浙青路面外加劑及其製備方法，特別涉及一種環保型自融雪浙青路 面外加劑及其製備方法。
背景技術：
路面融冰雪技術的研究現狀。目前，常用的路面融冰雪的各種處理方法總體上可分為被動型和主動型兩大類。被動路面融冰雪的方法，就是在下雪後撒布融雪劑，降低冰雪融點，使冰雪融化， 進而清除積雪和結冰的方法。國內常用融冰雪劑主要是鹽類和醇類。醇類有反結冰現象， 效果不好，導致綜合成本大幅上升，鹽類存在腐蝕性，易腐蝕破壞道橋結構和機動車輛，還 會對土地、水體和大氣造成汙染，破壞生態環境。主動路面融冰雪的技術則主要通過在工程建設或大修路面中，預先主動採用相關 技術或在混合料中添加專用材料使得路面具有了特殊功能達到融雪除冰的目的，主要有 自應力彈性路面鋪裝技術，導電鋪面融冰雪技術，能量轉化型融冰雪技術(如工業用電、太 陽能、地熱等)，以上這些主動型的防冰雪方法在技術實施不成熟或能源消耗大造成實際操 作困難。同時，還有以NaCl為主要成分在使用時添加到混合料中的進口材料，但由於NaCl 溶於水後冰點只能在-3 _5°C，對溫度的使用範圍相對較小。而且，NaCl與浙青混合料拌 和後的路面面層會因NaCl與浙青產生化學反應，大大降低了浙青對砂石料的裹覆能力，造 成浙青表面脫落，在行車荷載作用下出現路面破損，縮短了道路的使用壽命。此類路面的防 冰時效較短，通常在1 2年。此外，NaCl在使用過程中會汙染周邊環境，甚至會嚴重危害 人類的健康。

發明內容
本發明的目的在於提供一種環保型自融雪浙青路面外加劑，一方面減少撒鹽融 雪，解決了現有融雪劑汙染環境、浪費資源的問題；另一方面在不影響浙青混合料路用性能 的前提下，可以長久有效的防止路面結冰，減少了冬季路面養護成本，保證冰雪天氣道路的 暢通，降低交通事故的發生率。本發明的技術方案是這樣實現的所述的環保型自融雪浙青路面外加劑包含組分A、組分B和組分C三種其中，組分A 為由 K+ 或 Na+ 或 Ca2+ 或 Mg2+ 與 N03_ 或 S042_ 或 CH3C00_ 或 P043_ 或 Cl_ 形成 的無機鹽固體顆粒；組分B為丙三醇或矽油或桐油或凡士林或羊毛脂；組分C為NaOH粉末或Na2CO3粉末或礦粉。組分A佔組分A、組分B和組分C總重量的重量百分比為60 90% ；組分B佔組 分A、組分B和組分C總重量的重量百分比為0. 5 10% ；組分C佔組分A、組分B和組分C
3總重量的重量百分比為10 30%。所述的外加劑的粒徑在0. 1 5mm之間。製備一種環保型自融雪浙青路面外加劑的方法，包括以下步驟(1)提供上述比例的組分A，將組分A通過粉碎機粉碎，過篩取粒徑5mm以下的顆 粒；(2)提供上述比例的組分B、組分C ；(3)將組分A和組分B混合均勻，使組分B均勻的分散在在組分A表面，最後投入 組分C並混合均勻形成包衣顆粒；(4)將步驟(3)所得包衣顆粒進行篩分，取粒徑為0. 1 5mm的包衣顆粒；(5)將步驟(4)中的包衣顆粒在140°C 160°C條件下烘乾，冷卻至室溫，即得環保 型自融雪浙青路面外加劑。本發明環保型自融雪浙青路面外加劑按一定比例添加到浙青混合料中攤鋪到路 面的上面層，適合各種類型的浙青路面，不影響浙青混合料的各項指標，適應現有的浙青面 層機械化的施工工藝。有效防止路面在0 20°C冰點以下時道橋的結冰，適應溫度範圍較廣，路面各項 指標性能表現穩定，且能提高路面的壓實度和摩擦係數。減少撒鹽融雪和使用人工、機械鏟雪的冬季養護措施，更簡便、更安全，同時對環 境無汙染，也無腐蝕(對橋梁尤其重要)，是一種生態環保的材料。能達到二十年之久的路面防結冰效果，大幅降低了冬季路面管理養護成本。提高 冰雪天氣道路的正常行駛暢通，降低交通意外事故的發生率。


圖1是撒鹽方法與自融雪外加劑防結冰作用原理的比較圖；下面結合附圖對本發明的內容作進一步詳細說明。
具體實施例方式參照圖1所示，自融雪外加劑與撒鹽作用原理比較兩種方法都是鹽化學防結冰 的機理，不同的是撒鹽的方法有相當數量的鹽沒有完全發揮作用，鹽融化冰雪是由冰雪外 層向內滲透融化的被動過程(圖1左)，路層表面的大量孔隙需要大量的鹽滲入才能達到融 冰雪的效果，鹽的用量很大；而自融雪外加劑能全部有效的發揮作用(圖1右)，由於毛細 管原理及環境溫度，溼度的影響，自融雪外加劑由路面層被抽吸到表層，無數的孔隙和毛細 管內被這種微量鹽類的化學品填充了，這就形成了由地表面層向冰雪內融化的主動過程， 可以很快的形成一個完整的融冰雪隔離層，耗用量很小，大約0. lg/m2/d，僅為Imm的沉積 物，其構成的濃度< 0. 007%，因此，對環境、路橋的腐蝕和負面影響極小。例1 :自融雪外加劑的生產將氯化鈣通過粉碎機粉碎，過篩取粒徑5mm以下顆粒850Kg倒入到拌合機中，溫度 控制在40°C，再將25Kg甘油投入到拌和機中開啟拌和機使二者混合，在混合的過程中甘油 逐漸布滿氯化鈣顆粒，在氯化鈣顆粒表面形成一層薄薄的油膜，此時再將125Kg碳酸鈉投 入到拌合機中，碳酸鈉粉末會粘附在氯化鈣顆粒表面的油膜上，形成包衣顆粒，混合10分
4鍾，經皮帶輸送機送至專用烘乾機中，在140°C 160°C條件下進行烘乾。將烘乾後的包衣 顆粒送至篩分機篩分，取粒徑0. 1 5mm以下的包衣顆粒冷卻至室溫，最後進行計量包裝， 即得環保型自融雪浙青路面外加劑。大粒徑的包衣顆粒，經粉碎後繼續使用。例2 自融雪外加劑的應用自融雪外加劑需要添加到浙青混合料中使用，外加劑的使用使與一般混合料的使 用方法有所不同。外加劑摻量自融雪浙青路面外加劑用量按混合料的質量的5%摻入。配合比設計添加自融雪外加劑的浙青混合料的配合比與正常採用的浙青混合料 配合比一樣，不同的是用外加劑替代相同粒徑的部分礦料。孔隙率添加自融雪外加劑的混合料較未使用該材料的混合料壓實後空隙率更大 些，空隙率太大，將大大降低路面的使用壽命，因此要嚴格控制空隙率。礦粉用量在加入自融雪外加劑攪拌的過程中，一部分顆粒可能會被壓碎，產生碎 屑，這將導致細料含量的增加，為了抵消自融雪外加劑的增加量，要適當減少浙青混合料中 2. 5%的礦粉用量。浙青用量由於自融雪浙青路面外加劑比表面積大且多孔，因此要根據實際情況 相應的提高浙青的用量，一般比正常沒添加自融雪浙青路面外加劑材料的混合料的浙青用 量增加0. 2%。外加劑的添加在添加的過程中，應避免自融雪浙青路面外加劑的破碎，浙青混合 料在沒添加自融雪浙青路面外加劑之前應完全充分的拌和，拌和均勻後再添加自融雪浙青 路面外加劑，與浙青混合料拌和時間控制在5-10秒。本發明環保型自融雪浙青路面外加劑，粒徑為0. 1 5mm的不規則顆粒，包含 組分A可以是硫酸鈉(Na2SO4)、硝酸鈉(NaNO3)、醋酸鈣鎂(CMA)、氯化鈣(CaCl2)、磷酸鈉 (Na3PO4)、氯化鎂(MgCl2)的一種或幾種，組分B為丙三醇、矽油、桐油、凡士林、羊毛脂的一 種，組分C為NaOH粉末、Na2CO3粉末、礦粉中的一種或幾種。上述組分A中以氯化鈣效果最佳，其冰點最低、融冰速度最快。根據我國各個地 區不同的氣候條件和路面狀況，對組分A中的化合物取不同的組合。如對於最低溫度比 較低的路段可選用氯化鈣(CaCl2)，對於環保性能要求比較高的城市路段可選用醋酸鈣鎂 (CMA) ο上述環保型自融雪浙青路面外加劑製備方法包括以下步驟(1)提供所述比例的組分A，將組分A通過粉碎機粉碎，過篩取粒徑5mm以下顆粒。(2)提供所述比例的組分B、組分C。(3)將組分A和組分B混合均勻，使組分B均勻的分散在組分A表面，最後投入組 分C並混合均勻形成包衣顆粒。(4)將步驟( 所得包衣顆粒進行篩分，取粒徑為0. 1 5mm的包衣顆粒。(5)將步驟(4)中的包衣顆粒在140°C 160°C條件下烘乾，冷卻至室溫，計量包裝 艮口得廣品。在本發明環保型自融雪浙青路面外加劑的生產方法中，先將顆粒狀的組分A和組 分B油脂混合時，組分B以液體的形式粘附在組分A的表面上形成一層均勻的液膜，具有很 強的粘性，此時再加入粉末狀的組分C，組分C將會牢固粘附在組分B的表面，形成包衣，冷卻後三種組分構成一體，不會分層脫落。本發明環保型自融雪浙青路面外加劑作用機理在於使用時外加劑被添加到浙青 混合料中用於浙青路面上面層，在冬季氣溫較低的條件下，它具有迅速被激活的特性，通過 浸透壓和毛細管現象及行駛車輛的摩擦效果使自融雪外加劑析出，溶於水後，水中離子濃 度上升，使水的液相蒸氣壓下降，但冰的固態蒸氣壓不變，為達到冰水混合物固液蒸氣壓相 等的狀態，冰便會溶化，因此可以有效的阻止路面結冰。本發明具有良好的環保性能，可以在冬季最低氣溫在-20°C以內的大、中城市高 架道路，互通立交道路的路面；秋、冬、春季交替時，深夜、凌晨時氣溫下降，溼度大、易結薄 冰的路段；對防腐蝕性能要求比較高的大型、特大型的橋面；隧道出入口、彎道、機場、停車 場、上下坡道等交通事故易發地段。
權利要求
1.一種環保型自融雪浙青路面外加劑，其特徵在於，所述的環保型自融雪浙青路面外 加劑包含組分A、組分B和組分C三種其中，組分A為由K+或Na+或Ca2+或Mg2+與N03_或S042—或CH3C00_或Ρθ/_或Cl—形成的無 機鹽固體顆粒；組分B為丙三醇或矽油或桐油或凡士林或羊毛脂；組分C為NaOH粉末或Na2CO3粉末或礦粉。
2.根據權利要求1所述的一種環保型自融雪浙青路面外加劑，其特徵在於，組分A佔 組分A、組分B和組分C總重量的重量百分比為60 90% ；組分B佔組分A、組分B和組分 C總重量的重量百分比為0. 5 10% ；組分C佔組分A、組分B和組分C總重量的重量百分 比為10 30%。
3.根據權利要求1所述的一種環保型自融雪浙青路面外加劑，其特徵在於，所述的外 加劑的粒徑在0. 1 5mm之間。
4.製備權利要求1所述的一種環保型自融雪浙青路面外加劑的方法，其特徵在於，包 括以下步驟(1)提供上述比例的組分A，將組分A通過粉碎機粉碎，過篩取粒徑5mm以下的顆粒；(2)提供上述比例的組分B、組分C；(3)將組分A和組分B混合均勻，使組分B均勻的分散在在組分A表面，最後投入組分 C並混合均勻形成包衣顆粒；(4)將步驟( 所得包衣顆粒進行篩分，取粒徑為0.1 5mm的包衣顆粒；(5)將步驟(4)中的包衣顆粒在140°C 160°C條件下烘乾，冷卻至室溫，即得環保型自 融雪浙青路面外加劑。
全文摘要
本發明涉及一種環保型自融雪瀝青路面外加劑及其製備方法，該外加劑由K+或Na+或Ca2+或Mg2+與NO3-或SO42-或CH3COO-或PO43-或Cl-形成的固體顆粒組分A、丙三醇或矽油或桐油或凡士林或羊毛脂組分B、NaOH粉末或Na2CO3粉末或礦粉組分C，將組分A和組分B混合，首先使組分A表面均勻包裹一層組分B，通過組分B將組分C粘附在組分A表面形成包衣顆粒，再經篩分、冷卻製得。使用時將外加劑添加到瀝青混合料中用於瀝青路面上，一方面減少撒鹽融雪，解決了融雪劑汙染環境、浪費資源的問題；另一方面可以長久有效防止路面結冰，減少冬季路面養護成本，保證冰雪天氣道路的暢通，降低交通事故的發生率。
文檔編號C04B24/02GK102092978SQ20101059026
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月15日 優先權日2010年12月15日
發明者吳淑娟, 孟建黨, 李存健, 鄭木蓮 申請人:長安大學