一種具有導(dǎo)電性能的復(fù)合改性瀝青混凝土及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于道路工程材料領(lǐng)域，涉及瀝青混凝土，具體涉及一種具有導(dǎo)電性能的 復(fù)合改性瀝青混凝土及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 瀝青路面由于平整無(wú)接縫、減震吸聲、行車(chē)舒適等優(yōu)點(diǎn)，成為最主要的高級(jí)路面形 式。在嚴(yán)寒冬季，受降雨、降雪影響，瀝青路面表面結(jié)冰，嚴(yán)重影響交通安全，降低道路通行 能力。現(xiàn)行普遍除冰方法是在道路表面灑鋪氯化鈉、氯化鈣等融雪鹽，但這些化學(xué)試劑腐蝕 性強(qiáng)，嚴(yán)重?fù)p傷路面結(jié)構(gòu)，銹蝕橋面鋼筋，并造成環(huán)境污染。為減少融雪鹽的使用，降低其對(duì) 道路、橋梁的損壞，需要開(kāi)發(fā)新型的道路融雪化冰技術(shù)。近年來(lái)，提高瀝青混凝土的導(dǎo)電性 能，利用導(dǎo)電瀝青混凝土的熱電效應(yīng)融雪化冰已成為道路工程研究熱點(diǎn)?，F(xiàn)行的研究成果 一般是向?yàn)r青中加入石墨粉、碳纖維等導(dǎo)電相材料來(lái)改善瀝青混凝土導(dǎo)電性能，但石墨的 潤(rùn)滑作用會(huì)弱化瀝青的粘結(jié)性，降低瀝青混凝土的強(qiáng)度和耐久性，致使其路用性能?chē)?yán)重惡 化。當(dāng)石墨粉的粒徑小于0.075mm時(shí)，石墨粉可以起到部分礦粉填料的作用，影響瀝青混凝 土的礦料級(jí)配組成和體積指標(biāo)。碳纖維在瀝青混凝土制備過(guò)程中難以分散的問(wèn)題限制其摻 入量，無(wú)法達(dá)到導(dǎo)電性能使用要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種具有導(dǎo)電性能的復(fù)合改 性瀝青混凝土及其制備方法，在保證瀝青路面良好路用性能的同時(shí)，提高其導(dǎo)電性能，將其 應(yīng)用于瀝青路面融雪化冰等，具有重大研究意義。
[0004] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：
[0005] -種具有導(dǎo)電性能的復(fù)合改性瀝青混凝土，包括礦料和瀝青，其特征在于:還包括 聚硫化氮、聚苯乙炔、聚乙烯咔唑和銅纖維。
[0006] 本發(fā)明還具有如下區(qū)別技術(shù)特征：
[0007] 優(yōu)選的，聚硫化氮、聚苯乙炔、聚乙烯咔唑的數(shù)均分子量都在10000~50000范圍 內(nèi)。
[0008] 具體的，以重量份數(shù)計(jì)，由以下原料制成:礦料100份，瀝青4.0~6.0份，聚硫化氮 0.0450~0.2250份，聚苯乙炔0.0045~0.0405份，聚乙烯咔唑0.0045~0.0405份，銅纖維 0 · 10~0 · 50份，穩(wěn)定劑0 · 005~0 · 045份，偶聯(lián)劑0 · 005~0 · 045份，分散劑0 · 005~0 · 045份。
[0009] 優(yōu)選的，以重量份數(shù)計(jì)，由以下原料制成:礦料100份，瀝青4.5份，聚硫化氮0.135 份，聚苯乙炔0.0225份，聚乙烯咔唑0.0225份，銅纖維0.30份，穩(wěn)定劑0.025份，偶聯(lián)劑0.025 份，分散劑0.025份。
[00?0]具體的，所述的穩(wěn)定劑為FD-06無(wú)硫穩(wěn)定劑。
[0011] 具體的，所述的偶聯(lián)劑為N_2(氨乙基)3_氨丙基三甲氧基硅烷。
[0012] 具體的，所述的分散劑為聚甲基丙烯酸鈉。優(yōu)選的，聚甲基丙烯酸鈉的數(shù)均分子量 都在10000~100000范圍內(nèi)。
[0013] 具體的，所述的瀝青為道路石油瀝青、煤瀝青、SBS改性瀝青、PE改性瀝青、SBR改性 瀝青或纖維類(lèi)改性瀝青。
[0014] -種如上所述的具有導(dǎo)電性能的復(fù)合改性瀝青混凝土的制備方法，具體包括以下 步驟：
[0015] 步驟一、將聚硫化氮、聚苯乙炔，聚乙烯咔唑、穩(wěn)定劑和偶聯(lián)劑在溫度為120°C~ 180°C的條件下混合均勻，得到復(fù)合改性劑；
[0016] 步驟二、將瀝青在溫度為130°C~170°C的條件下加熱熔融，然后將復(fù)合改性劑加 入瀝青中，再加入分散劑，先以800r/min~1000r/min的速率低速剪切5min~15min，然后以 2000r/min~5000r/min的速率高速剪切35min~50min，得到復(fù)合改性瀝青；
[0017]步驟三、將礦料中的集料加熱至180°C~200°C，然后將步驟二中復(fù)合改性瀝青、銅 纖維共同加入加熱后的集料中拌和90s，最后加入礦料中的礦粉，繼續(xù)拌和90s~100s，得到 具有導(dǎo)電性能的復(fù)合改性瀝青混凝土。
[0018] 具體的所述的礦料的級(jí)配類(lèi)型為AC-13型、SMA-13型或0GFC-13型。
[0019] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下技術(shù)效果：
[0020] (I)聚硫化氮由于特殊的分子結(jié)構(gòu)，本身具有良好的導(dǎo)電性能。本發(fā)明在瀝青中摻 入聚硫化氮，用導(dǎo)電聚合物改性瀝青，既保證了瀝青混凝土良好的路用性能，又提高了瀝青 混凝土的導(dǎo)電性能。
[0021] (Π)由于聚硫化氮比較僵硬，本發(fā)明用聚苯乙炔和聚乙烯咔唑塑化聚硫化氮，使 其與瀝青混合后能更好的發(fā)揮導(dǎo)電性能。聚苯乙炔和聚乙烯咔唑也是良好的導(dǎo)電有機(jī)物。 將這些聚合物加入瀝青中，可在瀝青中形成導(dǎo)電網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
[0022] (ΙΠ)摻入銅纖維，可以起到加筋和導(dǎo)電橋梁的作用，改善瀝青混凝土路用性能，進(jìn) 一步增強(qiáng)瀝青混凝土的導(dǎo)電性能。
[0023] (IV)本發(fā)明復(fù)合改性瀝青混凝土制備工藝簡(jiǎn)單，可用于瀝青路面冬季除雪化冰和 路面檢測(cè)維修等領(lǐng)域，適合廣泛推廣應(yīng)用。
[0024]以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體內(nèi)容作進(jìn)一步詳細(xì)解釋說(shuō)明。
【具體實(shí)施方式】
[0025]以下給出本發(fā)明的具體實(shí)施例，需要說(shuō)明的是本發(fā)明并不局限于以下具體實(shí)施 例，凡在本申請(qǐng)技術(shù)方案基礎(chǔ)上做的等同變換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0026] 實(shí)施例1:
[0027]本實(shí)施例給出一種具有導(dǎo)電性能的復(fù)合改性瀝青混凝土，以重量份數(shù)計(jì)，由以下 原料制成：礦料100份，瀝青4.5份，聚硫化氮0.0450份，聚苯乙炔0.0045份，聚乙烯咔唑 0.0045份，銅纖維0.10份，穩(wěn)定劑0.005份，偶聯(lián)劑0.005份，分散劑0.005份。本實(shí)施例所采 用的穩(wěn)定劑為Π)-06無(wú)硫穩(wěn)定劑，偶聯(lián)劑為N-2(氨乙基）3-氨丙基三甲氧基硅烷，分散劑為 聚甲基丙烯酸鈉。瀝青為煤瀝青，礦料的級(jí)配類(lèi)型為AC-13型(具體級(jí)配組成見(jiàn)表1)。
[0028] 表1AC-13型瀝青混凝土礦料合成級(jí)配
[0029]
[0030] 本實(shí)施例具有導(dǎo)電性能的復(fù)合改性瀝青混凝土的制備方法為：
[0031] 步驟一、將聚硫化氮、聚苯乙炔，聚乙烯咔唑、穩(wěn)定劑和偶聯(lián)劑在溫度為135°C的條 件下混合均勻，得到復(fù)合改性劑。
[0032] 步驟二、將瀝青在溫度為140°C的條件下加熱熔融，然后將復(fù)合改性劑加入瀝青 中，再加入分散劑，先以800r/min的速率低速剪切5min，再以3500r/min的速率高速剪切 35min，得到復(fù)合改性瀝青。
[0033]步驟三、將礦料中的集料加熱至180°C，然后將步驟二中復(fù)合改性瀝青、銅纖維共 同加入到加熱后的集料中拌和90s，最后加入礦料中的礦粉，繼續(xù)拌和100s，得到具有導(dǎo)電 性能的復(fù)合改性瀝青混凝土。
[0034]本實(shí)施例具有導(dǎo)電性能的復(fù)合改性瀝青混凝土的性能測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表4。
[0035] 實(shí)施例2:
[0036]本實(shí)施例給出一種具有導(dǎo)電性能的復(fù)合改性瀝青混凝土，以重量份數(shù)計(jì)，由以下 原料制成：礦料100份，瀝青4.5份，聚硫化氮0.0675份，聚苯乙烯0.0090份，聚乙烯咔唑 0.0090份，銅纖維0.15份，穩(wěn)定劑0.010份，偶聯(lián)劑0.010份，分散劑0.010份。本實(shí)施例所采 用的穩(wěn)定劑為ro-06無(wú)硫穩(wěn)定劑，偶聯(lián)劑為N-2(氨乙基）3-氨丙基三甲氧基硅烷，分散劑為 聚甲基丙烯酸鈉。瀝青為SBS改性瀝青，礦料的級(jí)配類(lèi)型為AC-13型。
[0037]本實(shí)施例具有導(dǎo)電性能的復(fù)合改性瀝青混凝土的制備方法為：
[0038]步驟一、將聚硫化氮、聚苯乙炔，聚乙烯咔唑、穩(wěn)定劑和偶聯(lián)劑在溫度為135°C的條 件下混合均勻，得到復(fù)合改性劑。
[0039] 步驟二、將瀝青在溫度為140°C的條件下加熱熔融，然后將復(fù)合改性劑加入瀝青 中，再加入分散劑，先以800r/min的速率低速剪切8min，再以3500r/min的速率高速剪切 40min，得到復(fù)合改性瀝青。
[0040] 步驟三、將礦料中的集料加熱至180°C，然后將步驟二中復(fù)合改性瀝青、銅纖維共 同加入到加熱后的集料中拌和90s，最后加入礦料中的礦粉，繼續(xù)拌和100s，得到具有導(dǎo)電 性能的復(fù)合改性瀝青混凝土。