專利名稱：一種瀝青混凝土碎石封層用抗凝冰劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種道路施工材料，特別涉及一種高原潮濕山區(qū)主動抑制
或緩解路面凝冰的瀝青混凝土碎石封層用抗凝冰劑及其制備方法。
技術(shù)背景在我國，高原潮濕山區(qū)尤其是西南地區(qū)地處中低緯度，具有典型的海 洋季風潮濕氣候特征，冬季頻繁冷空氣南下與暖濕的氣流相遇，往往會導(dǎo)致該地區(qū)凍雨凝 冰的發(fā)生，由于凝冰與路面的附著力強、附著厚度薄等特點，使得采用機械除冰法往往適得 其反，而采用化學(xué)除冰機雖能緩解一些交通，但仍然是"遠水解不了近渴"，如何在冰凍出現(xiàn) 前就能"對癥下藥"，則須"未雨綢繆"開發(fā)一種主動抑制道路凝冰的抗凝冰劑，這對改善路 面的交通狀況，便于人們的出行具有積極的意義。 關(guān)于道路用主動抗凝冰劑，早在上世紀70年代西歐各國曾作過相關(guān)的研究，資料 顯示上世紀70年代，瑞士發(fā)明一項叫"verglimit"的解凍鹽，該解凍鹽制作方法是將氯化 鹽粉末與棕櫚油或者亞麻油加熱均勻混合后成型0. lmm 5. 0mm顆粒，然后在外層包裹一 層用環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂或者聚醋酸乙烯醋類防水層，該解凍鹽在法國、奧地利、德國均鋪 筑過試驗路段，具有一定的抗凝冰效果，可能受制作工藝、施工要求、經(jīng)濟成本等影響，尚未 見"verglimit"用于工程的實例；德國專利EP0332803公開了一種用聚乙烯甲酸酯或聚乙 烯醇包裹氯化物的制備技術(shù)；德國專利DE10117437A1公開了一種用硬脂酸進行對氯化鈉 表面疏水的技術(shù)方法；德國專利EP1321580公開了一種用酚醛樹脂對氯化鹽表面進行包裹 的技術(shù)方法。 以上顯示，道路用主動抑制路面凝冰的抗凝冰劑的研究都局限在國外，目前國內(nèi) 尚未有相關(guān)報道。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就是針對解決高原潮濕山區(qū)的凍雨凝冰災(zāi)害，提供一種高 原潮濕山區(qū)主動抑制或緩解路面凝冰的瀝青混凝土碎石封層用抗凝冰劑及其制備方法。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案 —種瀝青混凝土碎石封層用抗凝冰劑，其特征在于由下列質(zhì)量組份的材料制成氯化物85 ' 95份碳酸牽丐2 '7份；氧化硅2 '5份；炭黑2 '5份；硬脂酸6 '10份；硬脂酸牽丐10 ' 20份 所述的氯化物選自氯化鈉、氯化鉀、氯化鈣中的一種或多種。 以上組分中，氯化物用于用來通過緩慢釋降低路表層的冰的凝固點。碳酸鈣、氧化 硅、炭黑用于改善材料的吸附性和增強耐磨作用。硬脂酸用于穩(wěn)定氯化鹽，硬脂酸鈣用于疏 水作用，降低水與表面的接觸。 優(yōu)選的，所述的碳酸鈣為粉末狀，碳酸鈣的細度為篩孔尺寸為0. 15mm方孔篩的通 過率大于90%。碳酸鈣粉末具有豐富的比表面積，具有一定的穩(wěn)定氯化鹽作用，另外，碳酸 鈣粉末摻入可以有效地抑制由于部分氯化鹽析出導(dǎo)致的局部強度降低現(xiàn)象。
優(yōu)選的，所述的氧化硅的比表面積在700m7kg以上。其作用是提高抗凝冰材料的 耐磨性能； 優(yōu)選的，所述的所述炭黑為熱裂法生產(chǎn)的高耐磨炭黑，炭黑的細度為10nm 50 i！ m，具有良好的吸附能力及路面的抗磨耗性能。 優(yōu)選的，所述的硬脂酸的熔點在6(TC以上。硬脂酸具有不溶于水的特性，可以起到 在夏季高溫下固定氯化物防止其觸水散失現(xiàn)象。 優(yōu)選的，所述的硬脂酸鈣的熔點在15(TC以上，硬脂酸鈣的細度為篩孔尺寸 0. 075mm方孔篩的通過率大于90% ，對氯化物的表層具有疏水保護作用。
上述瀝青混凝土碎石封層用抗凝冰劑的制備方法，其特征是包括以下步驟
1)、按質(zhì)量配比稱取各組份； 2)、將氯化鹽和炭黑混合均勻，在100 105"烘箱中保溫1 2h ;
3)、將加熱到80 90°C ，已經(jīng)融化的硬脂酸溶液加入到步驟1的混合物中攪拌均 勻，放置冷卻后磨細成粉末，粉末的細度為篩孔尺寸0. 15mm方孔篩通過率大于90% ;
4)、將步驟3中破碎的粉末與碳酸鈣、氧化硅進行充分混合； 5)、將硬脂酸鈣加入到步驟4得到的混合物中，在100 120°C下攪拌，使之混合均 勻，冷卻放置1 2h即得瀝青混凝土碎石封層用抗凝冰劑。 本發(fā)明產(chǎn)品在瀝青混凝土碎石封層上的使用方法將本發(fā)明產(chǎn)品30 40份加在 30 40 %固含量的50 60份的改性乳化瀝青中，調(diào)節(jié)粘度滿足施工要求，選取4mm 6mm 的單級配碎石鋪筑瀝青面層封層。 本發(fā)明產(chǎn)品的除冰機理用該發(fā)明產(chǎn)品鋪筑的瀝青混凝土碎石封層路面，由于車 輪對路面的摩擦和胎壓作用，使得該產(chǎn)品中的氯化鹽成分沿著毛細孔上升到路面層中，在 輪胎的摩擦下釋放降低與之接觸的水膜的冰點的氯化鹽；同時本產(chǎn)品中的硬脂酸鈣具有很 強的憎水性能，可以有效的降低水珠與面層的接觸面積，有效降低了水與路表層的粘附力， 從而達到改善緩解路面凍雨初期的凝冰現(xiàn)象。 本發(fā)明一種瀝青混凝土碎石封層用抗凝冰劑及其制備方法的有益效果是，產(chǎn)品的 組成物價格低廉，制作工藝簡單，用于封層其除冰效果明顯，在_2 ot:完全抑制凍雨的凝 冰，-4 2t:凍雨的凝冰在15%以下，在_4°C以下長時間雖然具有凝冰發(fā)生，但是"冰_路 面"的粘附力小，并未有降低路面的抗滑性；另外測試驗證了該產(chǎn)品在路面上的鹽析出量 < 100g/m2.年(當今學(xué)識上判定指標臨界值)，具有良好的環(huán)保效益。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的說明，但并不因此將本發(fā)明 限制在所述的實施例范圍之中，在不背離本發(fā)明的技術(shù)解決方案前提下，對本發(fā)明所作的 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員容易實現(xiàn)的任何改動或改變都將落入本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
實施例1 —種瀝青混凝土碎石封層用抗凝冰劑，由下列質(zhì)量份的組份制成 氯化鈉 90kg ; 碳酸f丐 4kg ; 氧化硅 3kg ; 炭黑 3kg ; 硬脂酸 8kg ;
硬脂酸鈣12kg ; 瀝青混凝土碎石封層用抗凝冰劑的制備方法，其特征是包括以下步驟
1)、按質(zhì)量配比稱取各組份； 2)、將氯化鈉和炭黑混合均勻，在100 105t:烘箱中保溫1 2h ;
3)、將加熱到80 90°C ，已經(jīng)融化的硬脂酸溶液加入到步驟1的混合物中攪拌均 勻，放置冷卻后磨細成粉末，粉末的細度為篩孔尺寸0. 15mm方孔篩通過率大于90% ;
4)、將步驟3中破碎的粉末與碳酸鈣、氧化硅進行充分混合； 5)、將硬脂酸鈣加入到步驟4得到的混合物中，在100 120°C下攪拌，使之混合均 勻，冷卻放置1 2h即得瀝青混凝土碎石封層用抗凝冰劑。
實施例2 —種瀝青混凝土碎石封層用抗凝冰劑，由下列質(zhì)量份的組份制成 氯化鈉 80kg ; 氯化f丐 5kg ; 碳酸f丐7kg ; 氧化硅5kg ; 高耐磨炭黑2kg; 硬脂酸 10kg ; 硬脂酸鈣 15kg ; 制備方法同實施例l。 實施例3 —種瀝青混凝土碎石封層用抗凝冰劑，由下列質(zhì)量份的組份制成 氯化鈉60kg ; 氯化鉀35kg ; 碳酸f丐4kg ; 氧化硅5kg ; 高耐磨炭黑3kg; 硬脂酸 10kg ; 硬脂酸鈣 18kg ; 制備方法同實施例l。 效果試驗 將實例1、2、3制備的抗凝冰劑預(yù)先加在40%固含量的55份的改性乳化瀝青中，充 分攪拌均勻后，撒鋪在瀝青混凝土試件表層，立即撒鋪4 6mm的碎石15kg/m2，碾壓成碎石 封層，分別在表面噴灑1 2mm厚的水層，同時試驗也做了無摻加抗凝冰劑的碎石封層對比 試件，然后將它們分別放置在-61:冷凍箱中3h，用車轍機對表面碾壓模擬路面的交通荷載 作用，試驗發(fā)現(xiàn)，雖然3個試件表面有冰層，但是在車轍輪的作用下冰膜很溶液被壓碎，而 無摻加抗凝冰劑的碎石封層試驗表面卻出現(xiàn)了冰層且不易被壓碎，說明抗凝冰碎石封層具 有良好的抗凝冰效果。將實例1、2、3所制備的抗凝冰劑10g分別浸泡在水中100g，用玻璃 棒攪拌后分別測試各溶液的冰點，發(fā)現(xiàn)其冰點分別為_3. 5°C、 -4. 6°C、 -3. 2°C，明顯低于水
的冰點ot:，再次證實了該抗凝冰劑除冰效果的顯著性。
權(quán)利要求
一種瀝青混凝土碎石封層用抗凝冰劑，其特征在于由下列質(zhì)量份的組份制成氯化物85～95份；碳酸鈣2～7份；氧化硅2～5份；炭黑 2～5份；硬脂酸6～10份；硬脂酸鈣 10～20份；所述的氯化物選自氯化鈉、氯化鉀、氯化鈣中的一種或多種。
2. 按照權(quán)利要求1所述的一種瀝青混凝土碎石封層用抗凝冰劑，其特征是所述的碳酸鈣為粉末狀，碳酸鈣的細度為篩孔尺寸為O. 15咖方孔篩的通過率大于90%。
3. 按照權(quán)利要求1所述的一種瀝青混凝土碎石封層用抗凝冰劑，其特征是所述的氧化硅的比表面積在700m7kg以上。
4. 按照權(quán)利要求1所述的一種瀝青混凝土碎石封層用抗凝冰劑，其特征是所述的炭 黑為熱裂法生產(chǎn)的高耐磨炭黑，炭黑的細度為10nm 50 ii m。
5. 按照權(quán)利要求1所述的一種瀝青混凝土碎石封層用抗凝冰劑，其特征是所述的硬 脂酸的熔點在6(TC以上。
6. 按照權(quán)利要求1所述的一種瀝青混凝土碎石封層用抗凝冰劑，其特征是所述的 硬脂酸鈣的熔點在150°C以上，硬脂酸鈣的細度為篩孔尺寸0. 075mm方孔篩的通過率大于 90%。
7. 權(quán)利要求1所述的一種瀝青混凝土碎石封層用抗凝冰劑的制備方法，其特征是包括 以下步驟1) 、按質(zhì)量配比稱取各組份；2) 、將氯化物和炭黑混合均勻，在100 105t:烘箱中保溫1 2h ;3) 、將加熱到80 90°C ，已經(jīng)融化的硬脂酸溶液加入到步驟1的混合物中攪拌均勻，放 置冷卻后磨細成粉末，粉末的細度為篩孔尺寸0. 15咖方孔篩通過率大于90% ;4) 、將步驟3中破碎的粉末與碳酸鈣、氧化硅進行充分混合；5) 、將硬脂酸鈣加入到步驟4得到的混合物中，在100 12(TC下攪拌，使之混合均勻， 冷卻放置1 2h即得瀝青混凝土碎石封層用抗凝冰劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種瀝青混凝土碎石封層用抗凝冰劑及其制備方法，由下列質(zhì)量組份的材料制成氯化物85～95份；碳酸鈣2～7份；氧化硅2～5份；炭黑2～5份；硬脂酸6～10份；硬脂酸鈣10～20份；制備方法包括以下步驟1)、按質(zhì)量配比稱取各組份；2)、將氯化物和炭黑混合均勻100～105℃烘箱中保溫1～2h；3)、將加熱到80～90℃的硬脂酸溶液加入到步驟2的混合物中攪拌均勻，磨細成粉末；4)、將步驟3中破碎的粉末與碳酸鈣、氧化硅進行混合；5)、將硬脂酸鈣加入到步驟4得到的混合物中，在100～120℃下攪拌混合均勻，冷卻即得。本發(fā)明組成物價格低廉，制作工藝簡單，用于封層其除冰效果明顯，在-2～0℃完全抑制凍雨的凝冰，在路面上的鹽析出量＜100g/m2·年，具有良好的環(huán)保效益。
文檔編號C08K5/09GK101787216SQ201010100950
公開日2010年7月28日 申請日期2010年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月25日
發(fā)明者孟勇軍, 時建剛, 趙可, 陳仕周 申請人:重慶鵬方路面工程技術(shù)研究院有限公司