一種用于瀝青路面超薄磨耗層的鹽化物顆粒及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及瀝青路面材料制備領(lǐng)域，特別涉及一種用于瀝青路面超薄磨耗層的鹽 化物顆粒及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在我國北方大部分地區(qū)、西南高原、中部山區(qū)，冬季常出現(xiàn)降雪結(jié)冰天氣，隨著公 路路面積雪結(jié)冰，汽車輪胎與路面附著系數(shù)及摩擦系數(shù)大幅降低，導(dǎo)致輪胎打滑，制動距離 延長，嚴重時引起側(cè)滑、方向失控、側(cè)翻，甚至造成慘重的交通事故。
[0003] 目前，為了保障行車安全和道路暢通，國內(nèi)外清除道路積雪結(jié)冰技術(shù)主要有主動 除雪技術(shù)和被動除雪技術(shù)，其中被動除雪技術(shù)主要包括人工清除技術(shù)、機械清除技術(shù)、撒布 砂石材料、撒布融雪鹽等方法；主動除雪技術(shù)主要有熱力融冰雪技術(shù)、抑制凍結(jié)鋪裝技術(shù)。
[0004] 縱觀各類融雪除冰技術(shù)，根據(jù)融雪技術(shù)可操作性、工程造價和持久性，化學(xué)類抑制 凍結(jié)鋪裝技術(shù)已逐漸成為主流融雪抑冰技術(shù)，其技術(shù)核心是自融雪材料研發(fā)，國內(nèi)外進行 了一些探索性研宄。
[0005] 在國外，自融雪抑冰材料起源于20世紀60年代的歐洲，瑞士的Dubois R用麻籽 油包裹在CaCljP NaOH的表面，與Ca (OH) 2混合均勻后，經(jīng)過造粒成型、烘干等工藝，制備出 直徑在2~7cm的顆粒材料；1976年，Siegmund Werner等人將融雪材料添加到一種多孔 的恪巖集料中，并造成一定粒徑的顆粒，將這種材料以集料的形式加入到瀝青混合料中，在 車輛的碾壓、磨損作用下，有效融雪成分逐漸析出，達到自融雪的目的；20世紀80年代，美 國DOT公司研制出對環(huán)境影響較小的無氯、環(huán)保型融雪劑-醋酸鈣鎂；瑞士成功研制出以氯 化鈣為主復(fù)合型自融雪材料Verglimit，又稱V-260,是一種經(jīng)過濃縮的化學(xué)材料，拌和生 產(chǎn)時作為填料添加到瀝青混合料中，可以有效阻止或減緩路面結(jié)冰；20世紀70年代末，日 本開始引進歐美的融雪抑冰技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上研制了 Maf ilon，又稱MFL，與V-260特點類 似；1985年，MasuyamaYoshinari將融雪抑冰技術(shù)運用到透水性路面中，并研發(fā)了一種透水 性融雪水泥路面；1988年，美國人Terence. E. Peel利用造紙廢液制造了 LMWBL融雪材料并 申請專利，可在高寒地區(qū)使用，但因為造價昂貴，一直沒有大規(guī)模生產(chǎn)；1992德國赫徹斯特 股份公司研發(fā)出基于乙酸鹽的融雪抑冰材料，其有效成是15% -70%的醋酸鈉或醋酸鉀或 是二者的混合物。
[0006] 在國內(nèi)，自融雪抑冰材料研宄起步較晚，自2008年開始，引進國外自融雪抑冰材 料瑞士 V-260和日本的MFL產(chǎn)品。隨后，工程技術(shù)人員相繼開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的自融 雪材料，長安大學(xué)成功研制出一種抑制道路鋪面層冰雪凍結(jié)的鹽化物顆粒材料，并應(yīng)用于 國內(nèi)多條高速公路、國省道冬季養(yǎng)護工程；中交第一公路勘察設(shè)計研宄院有限公司研制出 融雪涂層技術(shù)；由中國科學(xué)院海洋所、青島市市政養(yǎng)護管理處共同利用部分海洋和植物提 取液研發(fā)的一種新型融雪劑；河北工業(yè)大學(xué)和河北省宣大高速公路管理處共同研制了復(fù)合 型融雪劑。
[0007] 從以上國內(nèi)外自融雪抑冰材料可以看出，通常使用的融雪抑冰材料主要有三類： 第一類是醋酸鹽類抑冰材料；第二類是氯鹽類抑冰材料；還有一類為生物提取液。
[0008] 在自融雪鹽化物瀝青路面中自融雪抑冰材料主要有兩種使用方式：第一種是自融 雪抑冰材料與高分子反應(yīng)類涂層材料相結(jié)合，摻加適量抗磨耗型細集料，噴涂于路表并固 結(jié)形成融雪涂層；在冰雪季節(jié)，融雪涂層中鹽化物有效成分析出，實現(xiàn)自融雪功能。第二種 是在瀝青混合料熱拌過程中摻入鹽化物顆粒，其粒徑為0. 075mm，通過率一般在75%以上， 摻入量一般在3%~8% ;對于新建路面，鋪裝4cm厚自融雪瀝青混凝土層；對于舊路面，銑 刨后，重新鋪裝3~4cm厚自融雪瀝青混凝土層，鹽化物被瀝青裹附，水從瀝青路面空隙中 滲入到自融雪材料層，有效成分在滲透壓、毛細管力及車輪"泵吸"等作用下逐漸析出路表 面，起到融雪抑冰的作用。
[0009] 第一種使用方式中，其融雪涂層需要有專用的噴涂設(shè)備，涂裝后路面抗滑性能普 遍下降，大交通量下涂層使用壽命僅2~3月，殘留物影響路面美觀，并且每年需反復(fù)噴涂， 對交通干擾較大，工程造價較高；第二種使用方式中，其鹽化物顆粒熱拌于瀝青混合料中， 鋪裝層較厚，表層鹽化物有效成分析出后，隨著表層磨光與密實，鋪裝層底層鹽化物析出緩 慢或很難析出，后期融雪效果并不明顯，而鹽化物顆粒易溶于水，摻入稀漿封層、微表處等 冷拌混合料中將迅速流失，無法保存。
[0010] 因此，對于自融雪鹽化物瀝青路面，要求解決三個關(guān)鍵問題：其一為自融雪鹽化物 材料組成設(shè)計與優(yōu)化；其二為自融雪鹽化物材料有效成分析出路徑與緩釋；其三為自融雪 鹽化物材料需環(huán)保、經(jīng)濟、施工方便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種用于瀝青路面超薄磨耗層的鹽化物 顆粒及其制備方法，實現(xiàn)瀝青路面自融雪功能。本發(fā)明基于顆粒學(xué)多級包絡(luò)模型，其采用有 機膠結(jié)料形成顆粒骨架，緩釋材料控制鹽化物有效成分析出速率，形成環(huán)保型鹽化物顆粒 材料；鹽化物顆粒材料與瀝青路面磨耗層相結(jié)合，既可用于瀝青路面養(yǎng)護工程，又能實現(xiàn)瀝 青路面自融雪功能，具有重要的現(xiàn)實意義和工程應(yīng)用價值。
[0012] 為了達到以上目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)。
[0013] (一）一種用于瀝青路面超薄磨耗層的鹽化物顆粒，其特征在于，包括以下原料組 分：鹽化物粉體、雙酚A型環(huán)氧樹脂、多元胺類固化劑、芳烴油、聚烯烴和層狀硅酸鹽；所述 鹽化物粉體由氯鹽、醋酸鹽和溴鹽組成。
[0014] 優(yōu)選地，所述原料組分質(zhì)量百分比為：鹽化物粉體65 %~70%、雙酚A型環(huán)氧 樹脂8. 45%~11. 05%、多元胺類固化劑4. 9%~5. 95%、芳烴油5. 6%~7. 7%、聚烯烴 2. 4%~3. 3%和層狀硅酸鹽7%~9%。
[0015] 優(yōu)選地，所述氯鹽、醋酸鹽、溴鹽質(zhì)量比為7 :2 :1。所述鹽化物粉體中氯鹽包括： 氯化鎂（MgCl2)、氯化鈣（CaCl2)和氯化鈉（NaCl)。優(yōu)選地，所述氯化鎂（MgCl 2)、氯化鈣 (CaCl2)和氯化鈣（NaCl)質(zhì)量比為1:1:3。所述鹽化物粉體中醋酸鹽包括：醋酸鈣鎂（CM) 和醋酸鈣（Ca(AC) 2)。優(yōu)選地，所述醋酸鈣鎂（CM)和醋酸鈣（Ca(AC)2)質(zhì)量比為1:1。所 述鹽化物粉體中溴鹽包括：溴化鈉（NaBr)和溴化1? (CaBr2)。優(yōu)選地，所述溴化鈉（NaBr) 和溴化媽（CaBr2)質(zhì)量比為1:1。
[0016] 優(yōu)選地，所述多元胺類固化劑為二乙烯三胺、三乙烯四胺或二乙烯基丙胺。
[0017] 優(yōu)選地，所述雙酚A型環(huán)氧樹脂與多元胺類固化劑的質(zhì)量比為65 :35。
[0018] 優(yōu)選地，所述芳烴油與聚烯烴質(zhì)量比為7 :3。
[0019] 優(yōu)選地，所述層狀硅酸鹽為蒙脫石、膨潤土或云母。
[0020] 優(yōu)選地，所述聚烯烴由低密度聚乙烯和聚丙烯組成。
[0021] 優(yōu)選地，所述低密度聚乙烯和聚丙烯質(zhì)量比為1 :1。
[0022] (二）上述用于瀝青路面超薄磨耗層的鹽化物顆粒的制備方法，其特征在于，包括 以下步驟：
[0023] (1)在90°C~120°C溫度下，將芳烴油與聚烯烴攪拌混勾，冷卻至常溫后，形成乳 白色稀稠油脂狀的混合物A，備用。
[0024] (2)將雙酚A型環(huán)氧樹脂與多元胺類固化劑攪拌混勻，得到混合物B，將得到的混 合物B，溫度保持在48 °C~5