[發(fā)明專利]一種自調(diào)溫金屬相變?yōu)r青混合料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610178577.0
• 申請(qǐng)日: 2016-03-25
• 公開（公告）號(hào): CN105801009B
• 公開（公告）日: 2017-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏堃;吳夢(mèng)軒;陽(yáng)晴;宋子旭;馬骉;黃曉鳳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)安大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B26/26
• 分類號(hào): C04B26/26
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司61200
• 代理人: 王霞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于瀝青混合料材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種自調(diào)溫金屬相變?yōu)r青混合料及其制備方法。

背景技術(shù)

瀝青混合料是礦質(zhì)混合料與瀝青結(jié)合料經(jīng)拌和而形成的混合料，是現(xiàn)代道路路面結(jié)構(gòu)的重要材料之一。瀝青路面具有良好的力學(xué)性質(zhì)和路用性能，路面平整無(wú)接縫，行車舒適安全，可全部采用機(jī)械化施工，施工后即可開放交通，可進(jìn)行再生利用等優(yōu)點(diǎn)，且可提高行車車速、降低運(yùn)輸成本，因此被廣泛應(yīng)用于各類道路路面材料，尤其是高速行車道路路面。

瀝青混合料是一種典型的溫度敏感性材料，瀝青路面在使用過(guò)程中易發(fā)生高溫產(chǎn)生車轍以及低溫開裂等病害。此外，在低溫雨雪冰凍氣候下，瀝青路面結(jié)霜、積雪、積冰致使路面摩擦系數(shù)大大降低，車輛制動(dòng)距離大大增加，不僅影響瀝青路面正常使用以及使用壽命，同時(shí)也嚴(yán)重影響公路交通安全，降低公路運(yùn)輸生產(chǎn)效率。因此，為了保障公路交通安全，避免或減少發(fā)生交通事故，必須采取一定的措施提高瀝青路面對(duì)環(huán)境溫度的主動(dòng)適應(yīng)能力。目前主要是通過(guò)瀝青改性、添加抗車轍劑和優(yōu)化礦料級(jí)配組成等技術(shù)措施被動(dòng)提高瀝青路面對(duì)環(huán)境溫度的適應(yīng)能力，然而其效果十分有限。因此，主動(dòng)改善瀝青路面的溫度狀況具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

目前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于主動(dòng)改善瀝青路面溫度狀況的主要技術(shù)措施是添加相變材料對(duì)瀝青進(jìn)行改性。由于瀝青混合料不同于保溫砂漿、水泥混凝土等其他建筑材料，需要在高溫條件下拌制和碾壓成型，這對(duì)瀝青混合料用相變材料提出了極高的要求。能夠應(yīng)用于瀝青路面的相變材料需滿足以下條件：優(yōu)良的耐高溫性能、較高的相變焓值、合適的相變溫度、可循環(huán)使用、安全環(huán)保。相變材料分為固態(tài)-固態(tài)、固態(tài)-氣態(tài)、固態(tài)-液態(tài)和液態(tài)-氣態(tài)相變材料。其中，固-氣和液-氣相變材料在相變過(guò)程中雖然具有較大的相變焓值，但會(huì)產(chǎn)生大量的氣體，同時(shí)伴隨著材料體積的增大，不利于熱拌瀝青混合料的生產(chǎn)以及施工。當(dāng)環(huán)境溫度超過(guò)固-液相變材料的相變溫度，液態(tài)的相變材料同樣存在泄漏和損失問(wèn)題。雖然可以將固-液相變材料封裝使用，但瀝青混合料嚴(yán)苛的制備條件，對(duì)封裝材料和工藝提出了極高的要求，限制了固-液相變材料在瀝青路面中的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種自調(diào)溫金屬相變?yōu)r青混合料及其制備方法，該瀝青混合料路用性能優(yōu)良，導(dǎo)電性能好，調(diào)溫作用明顯；該制備方法操作簡(jiǎn)單、成本低廉，對(duì)設(shè)備要求低，環(huán)境友好。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明公開的一種自調(diào)溫金屬相變?yōu)r青混合料，以質(zhì)量份數(shù)計(jì)，包括瀝青4～20份，集料100份，金屬相變材料0.5～12份，礦粉1～5份。

優(yōu)選地，以質(zhì)量份數(shù)計(jì)，包括瀝青5～15份，集料100份，金屬相變材料3～10份，礦粉2～3份。

優(yōu)選地，以質(zhì)量份數(shù)計(jì)，包括瀝青5份，集料100份，金屬相變材料3份，礦粉2份。

所述金屬相變材料為鎳鈦二元記憶合金、鎳鈦銅三元記憶合金、鎳鈦鐵三元記憶合金、鎳鈦鋁三元記憶合金、鎳鈦鋯三元記憶合金、鎳鈦鉬三元記憶合金或鎳鈦釩三元記憶合金中的一種或者幾種。

所述金屬相變材料選用粒度為0.5mm～12mm的顆粒，或者選用直徑為0.5mm～10mm的金屬絲。

所述瀝青為石油瀝青、煤瀝青或巖瀝青中的一種或者幾種。

本發(fā)明還公開了一種自調(diào)溫金屬相變?yōu)r青混合料的制備方法，包括以下步驟：

1)以質(zhì)量份數(shù)計(jì)，取4～20份瀝青，100份集料，0.5～12份金屬相變材料，1～5份礦粉；

2)將瀝青加熱至120℃～180℃后，充分?jǐn)嚢杈鶆颍?/p>

3)將金屬相變材料、集料和礦粉在120℃～180℃下拌合5s～30s，得到拌合混合物；

4)將拌合混合物加入步驟2)充分?jǐn)嚢杈鶆虻臑r青中，繼續(xù)攪拌5min～25min，室溫冷卻，制得自調(diào)溫金屬相變?yōu)r青混合料。

步驟2)是將瀝青置于高速剪切儀中，在轉(zhuǎn)速為2000rpm～4000rpm的條件下對(duì)瀝青進(jìn)行攪拌；步驟4)是將拌合混合物在1min～4min內(nèi)勻速加入瀝青中。

所述金屬相變材料為鎳鈦二元記憶合金、鎳鈦銅三元記憶合金、鎳鈦鐵三元記憶合金、鎳鈦鋁三元記憶合金、鎳鈦鋯三元記憶合金、鎳鈦鉬三元記憶合金或鎳鈦釩三元記憶合金中的一種或者幾種；且金屬相變材料選用粒度為0.5mm～12mm的顆粒，或者選用直徑為0.5mm～10mm的金屬絲。

所述瀝青為石油瀝青、煤瀝青或巖瀝青中的一種或者幾種。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果：