[發明專利]三相復合導電型抗冰凍瀝青混合料及其制備方法

無效

• 申請號: 201110192068.0
• 申請日: 2011-07-11
• 公開（公告）號: CN102329104A
• 公開（公告）日: 2012-01-25
• 發明（設計）人: 王捷;李華;趙錫娟
• 申請（專利權）人: 江蘇東交工程設計顧問有限公司
• 主分類號: C04B26/26
• 分類號: C04B26/26;C04B18/14
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 馮慧

技術領域

本發明涉及復合導電相材料領域，尤其涉及三相復合導電型抗冰凍瀝青混合料領域。

背景技術

目前，瀝青路面是我國高速公路的主要路面型式，已在機場跑道、橋面鋪裝、高速公路、城市道路等主要道路中得到廣泛應用，且在建各種路面工程中絕大部分也是采用瀝青路面。但是我國大部分地區在冬季都存在冰凍現象，給道路暢通及行駛安全帶來嚴重影響的問題也日益突出。冬季道路積雪結冰會使機場封閉停運，高速公路限行中斷，甚至造成嚴重的交通事故，給人民生命財產安全和社會經濟造成巨大的損失。我國南北地域跨度大，東北、西北和華北地區冬季氣候環境惡劣，時常出現道路積雪結冰影響交通運輸的情況。而南方地區冬季雨雪也較多，路面容易結冰，加之南方地區司機和北方地區司機駕駛習慣不同，在冰凍路面上沒有謹慎駕駛意識，一旦路面冰凍，更容易出現交通事故。

如何及時、有效地解決路面的融雪化冰，對于保持道路暢通，提高交通安全具有非常重要的意義。目前國內外除雪方式主要有人工清除法、機械清除法和撒融雪劑法。人工清除法效率低且影響交通，機械清除法設備昂貴且閑置期長。撒融雪劑法是最常見且被廣泛應用的方法，世界各國主要通過撤鹽實現融冰化雪。然而，撒鹽給混凝土路面結構和環境帶來了許多負面效應，主要表現為鋼筋鋼纖維銹蝕、路面剝離破壞和環境污染等問題。世界上不少國家因使用除雪鹽造成道路、橋梁的嚴重破壞，目前正在花費巨額費用進行修復，其經濟損失十分巨大。

導電型抗冰凍瀝青混合料是在普通瀝青混合料中摻入適當類型和適宜摻量的導電性材料如石墨、碳纖維、鋼纖維等導電性材料，利用馬歇爾體積設計法設計礦料級配，確定最佳瀝青用量，調整拌合工藝（包括石料、導電材料、瀝青等的添加順序，加熱溫度、拌合溫度、擊實溫度等），使瀝青混合料由絕緣材料轉變為具有一定導電能力的新型復合材料。普通瀝青的電阻率一般為10¹¹～10¹³Ω·m，導電性瀝青的電阻率多在10～10³Ω·m。所以，當其與外部電源接通后，導電型抗冰凍瀝青混合料會產生足夠的熱量，使瀝青路面溫度升高，冰雪融化。導電型抗冰凍技術用于路面融雪化冰具有融雪及時、無需中斷交通和綠色環保等特點，尤其適用于橋梁、機場跑道、隧道進出口以及高速公路的彎道、坡路等重要地段。在未來有潛力成為最經濟有效的道路融雪化冰方式。

導電型抗冰凍瀝青混合料的使用，可以實現路面的及時、高效融冰化雪，有力地保障道路暢通及行駛安全，減少交通堵塞和交通事故，降低了因冰雪災害造成的國民經濟損失；并且能夠杜絕除冰鹽的使用，避免除冰鹽對道路和環境的負面影響，滿足綠色環保要求，實現國民經濟的可持續發展。同時，利用導電瀝青混凝土的電熱效應，在寒冷季節對瀝青混凝土路面進行加熱，可以解決瀝青路面的低溫開裂問題；且利用導電型抗冰凍瀝青混合料的機敏特性，通過電阻率的變化來感知內部應力、應變和損傷，可以實現瀝青路面的結構自診斷功能。

混凝土導電技術已在水泥混凝土中得到很好的開發研究，并證明其在未來有潛力成為最經濟有效的道路融冰化雪方式；同時，混凝土導電技術在瀝青混凝土中的應用在技術論證和試驗探索上已經證明可以實現，目前存在的問題是如何在不損傷瀝青混凝土的路用性能的基礎上最大限度的提高其電學性能，保證其路用性能的耐久性和電學性能的穩定性，滿足瀝青混凝土路面融雪化冰的要求。這必將足未來道路融雪化冰方式研究的熱點之一。

但是目前采用的導電瀝青混凝土還存在導電性能不穩定、力學性能及抗疲勞性能較差等問題。

發明內容

針對現有技術存在的問題，提出一種三相復合導電型抗冰凍瀝青混合料及其制備方法，具有導電性能穩定、力學性能和抗疲勞性較好等優點。

本發明的技術方案是：一種三相復合導電型抗冰凍瀝青混合料，它包含粗集料、細集料、礦粉、瀝青，還添加了導電材料，添加的導電材料為石墨、碳纖維和鋼渣三種，以重量百分比計，各組分組成為：

石墨：15%-20%；

碳纖維：0.2%-0.5%；

鋼渣：15%-55%；

瀝青：3.0-6.0%；

礦粉：1-6%；

集料：余量。

所述的石墨密度為2.1-2.3g/cm³,粒徑0.10-0.20mm，碳含量≥95%wt，鐵含量≥0.01%wt。

所述的碳纖維：單絲直徑0.010-0.015mm，碳含量≥90%wt。

所述鋼渣中FeO占24.5％wt～26%wt，吸水率≤3.2%wt。