一種木質素長效緩釋融雪劑及其瀝青混合料製備方法與流程
2024-02-09 01:21:15
本發明為瀝青路面築路材料技術領域，特別涉及一種木質素長效緩釋融雪劑及其瀝青混合料製備方法。
背景技術：
道路冰雪災害給人類每年帶來重大損失，尤其是我國北方寒區及南方凍雨區每年道路積雪結冰現象嚴重，造成了嚴重的交通堵塞，誘發了一系列的交通事故。不僅給人民的生活帶來很大不便，而且直接影響國民經濟。
目前融雪方法可分為清除法和融化法兩類。清除法主要以人工和機械清除。融化法分為熱融法和化學融化法。人工和機械清除冰雪法遠遠適應不了飛速發展的現代交通路面需要，而拋灑融雪劑的化學融化法則是當前使用最廣的一種融雪化冰方法。
常用的融冰雪劑主要是鹽類和醇類。眾所周知，鹽類以NａCｌ為主要成分的融雪劑居多，在使用中對道路及機動車輛存在腐蝕性，對周邊環境及江河水質等存在汙染性。而醇類的效果差成本又高。
這些技術雖取得一定的效果，但還存在著環境汙染、成本過高，使用條件受限等問題。
再有現有清除冰雪的方法都是以雪後清除為主，為解決事後被動除雪問題，效仿安全方針，預防為主，防清（消）結合，所以探索環保、長效預防路面結冰的自動融冰除雪技術很有必要。
自動融冰雪路面，有電熱、電磁、自動噴灑融雪劑，在混合料中加入橡膠顆粒等多種手段，但最經濟實用的還是瀝青混合料中添加融雪劑的方法。
把融雪劑摻入瀝青混合料中要解決兩個關鍵問題：一是摻入融雪劑後瀝青混合料性能不能改變，這就要求在選擇融雪劑中，融雪劑本身要有一定強度，同時在180℃以下不融化、不分解；二是瀝青路面在幾年或十幾年時間依然有自動融雪效果，其技術關鍵在融雪劑的處理上，因為融雪劑都是融於水的，冬天融、夏天也融，如果不對融雪劑進行處理，一場雨或雪就很容易把融雪劑消耗掉。
國外的統一作法是，先用一種物質將融雪劑包裹起來，且使包裹表面呈鹼性，在與瀝青混合料混合時很容易被瀝青裹覆，瀝青起到了防水作用。現在美國、瑞士已有這樣的融雪劑在我國進行銷售，但這種融雪劑只能在瀝青混合料中加5%，加多了瀝青混合料的性能將會受到嚴重影響，這在瀝青混合料的浸水試驗中可得到證實，但只加5%在寒冷地區（-25～-30℃）融冰雪效果收效不大。用木質素作融雪劑的包裹材料，既解決了融雪劑的緩釋問題，又可向瀝青混合料中加15%的量，能真正解決寒冷地區路面自動融雪的問題。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種木質素長效緩釋融雪劑添加至瀝青混合料中，鋪築的瀝青路面，在保證瀝青混合料各項指標及其路用性能的前提下，長期有效地預防路面結冰，在冰雪天氣保證道路暢通，減少交通事故的發生，同時解決拋撒鹽類融雪劑的人工勞務和對周邊環境的汙染問題。真正解決寒冷地區路面自動融雪的問題。
本發明的目的是通過如下技術方案實現的，產品成份及重量比如下：
氯化鈣 60-80，
木質素 10-25，
濃度10%的氫氧化鈉水 10-20，
礦料混合料 65-78，
改性瀝青 8.0-12。
本發明的製備工藝：
1．長效緩釋融雪劑製備：
將氯化鈣粉碎，過篩取5㎜以下自然級配顆粒，按重量比例將氯化鈣與木質素投入到攪拌容器中混合攪拌，邊攪拌邊加入濃度為10%的氫氧化鈉鹼水直至氯化鈣顆粒表面充分裹覆木質素為止。再將氯化鈣與木質素的混合物在120-140℃條件下烘乾或氣溫高幹燥時可自然曬乾，冷卻至常溫。再次篩分取5㎜以下的混合物顆粒即得長效緩釋融雪劑。
2.融雪瀝青混合料：
取選定級配的礦料加熱至180-200℃投入攪拌機中，按表1加入規定瀝青種類的瀝青拌合均勻，再加入瀝青種類規定量的緩釋融雪劑，攪拌均勻即得長效緩釋自融雪瀝青混合料，
3.取選定級配的礦料加熱至規定溫度投入攪拌缶中，然後根據地區的氣候溫度不同，礦料溫度以及瀝青種類不同，添加相應用量的長效緩釋融雪劑，並拌合均勻，即得長效緩釋自融雪瀝青混合料；其長效緩釋融雪劑用量比例如下表1：
表1 不同氣溫條件下融雪劑的用量、礦料溫度、瀝青種類
使用方法：將長效緩釋自融雪瀝青混合料攤鋪到路面的上面層。攤鋪碾壓與普通瀝青混合料相同。適應於各種類型的瀝青路面及施工工藝。
本發明機理：
本發明木質素長效融雪劑製備中，氯化鈣顆粒與木質素混合，因木質素具有很好的粘結性，比表面積大、質輕，能很好的裹覆在氯化鈣顆粒表面，再加入氫氧化鈉溶液，使融雪劑鹼性增強。木質素既能溶於水，又能溶於瀝青。木質素長效融雪劑加入到瀝青混合料中鋪築在路面上面層，低溫時，行駛的車輛碾壓過的路表面，使融雪劑析出，繼而被路面的水溶解後降低雪水的冰點防止雪水結冰，同時添加本發明的融雪劑的瀝青路面可把路面冰點降低到0～-30℃下，既融雪又抗冰，達到小雪自融大雪易清效果。
木質素曾在化肥、農藥中用作緩釋劑，利用這一特性，使融雪劑緩慢釋放，長效時間與路面壽命相同，可長達15年以上。
本發明與現有技術相比具有如下特點：
本發明採用的配方和製備工藝科學合理，操作簡單方便。長期有效地防止路面在0～-30℃冰點時的道路結冰，做到小雪自除，大雪易除的自動除雪。減少了人工和機械除雪的勞務和拋撒融雪劑對環境的汙染及路面的腐蝕。防止路面結冰長效時間與瀝青路面使用壽命相同（可達15年以上），降低了路面養護成本，減少了交通事故的發生率，保證了冰雪天氣道路的正常暢通行駛。
木質素是一種具有特殊活性的有機化合物，經毒理研究無毒副作用。美國飼料標準允許在雞飼料中添加4%的木質素。
本發明融環保、長效、預防、自動為一體的除雪技術，廣泛適用於各種道路交通易於結冰的路面、橋面中。
具體實施方式
實施例1
1.長效緩釋融雪劑製備：
將氯化鈣投入粉碎機粉碎、篩分，取5㎜以下氯化鈣顆粒70Kｇ與17Kｇ的木質素投入攪拌釜中混合，邊混合邊加入13Kｇ的濃度為10%氫氧化鈉水攪拌至氯化鈣表面充分裹覆木質素為止。將混合物放入烘乾機中在120-140℃條件下乾燥，冷卻至常溫。過篩取5㎜以下顆粒入成品倉。大於5㎜的顆粒進入粉碎機粉碎，再過5㎜篩進入成品倉。
2.瀝青混合料的製備
將選定地區氣溫-25℃AC-13級配並加熱至200℃的礦料780Kｇ投入拌缶中，加入SBS複合改性瀝青90Kｇ攪拌均勻，再加入木質素緩釋融雪劑180Kｇ攪拌5-10秒放入運輸車中或貯倉中，運至現場攤鋪碾壓成瀝青混凝土路面。
瀝青混合料指標見表3
實施例2
1．長效緩釋融雪劑製備：
將氯化鈣投入粉碎機粉碎、篩分，取5㎜以下顆粒60Kｇ與20Kｇ的木質素投入攪拌釜中混合，邊混合邊加入15Kｇ的濃度10%氫氧化鈉水攪拌至氯化鈣表面充分裹覆木質素為止。將混合物放入烘乾機中在120-140℃條件下乾燥，冷卻至常溫。過篩取5㎜以下顆粒入成品倉。大於5㎜的顆粒進入粉碎機粉碎，過5㎜篩進入成品倉。
2.瀝青混合料的製備：
將選定地區氣溫-25℃AC-13級配並加熱至180℃的礦料700Kｇ投入拌缶中，加入SBS複合改性瀝青80Kｇ攪拌均勻，再加入木質素緩釋融雪劑150Kｇ攪拌5-10秒放入運輸車中或貯倉中，運至現場攤鋪碾壓成瀝青混凝土路面。
瀝青混合料指標
實施例3
1. 長效緩釋融雪劑製備：
將氯化鈣投入粉碎機粉碎、篩分，取5㎜以下氯化鈣顆粒75Kｇ與15Kｇ的木質素投入攪拌釜中混合，邊混合邊加入10Kｇ的濃度10%氫氧化鈉水攪拌至氯化鈣表面充分裹覆木質素為止。將混合物放入烘乾機中在120-140℃條件下乾燥，冷卻至常溫。過篩取5㎜以下顆粒入成品倉。大於5㎜的顆粒進入粉碎機粉碎，過5㎜篩進入成品倉。
融雪劑技術指標 表6
將選定地區氣溫-25℃AC-13級配並加熱至200℃的礦料722Kｇ投入拌缶中，加入SBS複合改性瀝青98Kｇ攪拌均勻，再加入木質素緩釋融雪劑180Kｇ攪拌5-10秒放入運輸車中或貯倉中，運至現場攤鋪碾壓成瀝青混凝土路面。
瀝青混合料指標