[發明專利]一種改性瀝青混合料及其制備方法

在審

• 申請號: 202110066395.5
• 申請日: 2021-01-19
• 公開（公告）號: CN112830712A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 王慧茹;王彥敏;王青亮;李賢;朱興興;張愛勤;于曉晴;孫丹丹;李飛
• 申請（專利權）人: 山東交通學院
• 主分類號: C04B26/26
• 分類號: C04B26/26;C04B24/32;C04B14/08;C04B14/04
• 代理公司: 山東三邦知識產權代理事務所(普通合伙) 37308
• 代理人: 肖太升;高洋

本發明提供一種改性瀝青混合料及其制備方法，屬于道路材料制備技術領域。本發明的瀝青混合料是由一種或一種以上復合相變材料部分替代礦粉制備的瀝青混合料，具體包括改性瀝青5?10份，木質纖維0.3份和集料100份；其中，集料包括復合相變材料2?4份、礦粉5?7份、粗集料79份以及細集料12份。本發明解決了由于氣溫升高瀝青路面的溫度變化問題，減少瀝青路面高溫病害，提高路面性能，最終能夠延長瀝青路面的使用壽命。復合相變材料部分替代礦粉加入瀝青混合料材料中，具有儲熱和溫度調節作用，緩解瀝青路面的高溫病害，提高高溫穩定性并能夠緩解城市熱島效應，推廣后創造經濟價值的同時發揮出巨大的社會效益。

技術領域

本發明屬于道路材料制備技術領域，具體涉及一種改性瀝青混合料及其制備方法。

背景技術

瀝青路面因其優良的性能、表面平整、震動噪聲小、行駛舒適等優點在我國公路路面尤其是高等級路面的應用越來越廣泛。但是，由于瀝青和瀝青混合料是溫度敏感型材料，其性能與溫度的變化息息相關。瀝青的吸熱能力強，黑色表面使其能夠吸收更多的太陽輻射，然而達到一定的溫度時，瀝青會發生軟化；在車輛荷載作用下，進而會引起瀝青路面產生一系列高溫病害，如車轍、擁抱、推移等，這都極大地縮短了瀝青路面的使用壽命。此外，城市道路系統中，城市生活的織物覆蓋城市道路系統，阻礙了道路輻射和熱擴散，并能產生城市熱島效應。因此，我們有必要采取適當的措施控制瀝青路面的溫度。

國內外科研人員采用了多種措施改善瀝青路面由于溫度影響引起的性能變化，如：各種改性瀝青、抗車轍劑、高模量瀝青、集料的級配優化等。這些措施在一定程度上緩解了瀝青路面的溫度病害，解決了一些具體問題，然而由于瀝青材料的溫度敏感性，溫度造成的瀝青路面病害依然不可避免。

在瀝青混合料中摻加相變材料制備相變瀝青或相變瀝青混合料，不但可以有效緩解瀝青路面受溫度的影響，用于城市道路還可以緩解“城市熱島效應”。相變材料(PCM-Phase Change Material，簡稱PCMs)在相變過程中發生相態轉換，這一過程會伴隨能量的變化儲存或釋放熱量，同時保持自身溫度不發生變化，是一種非常理想的儲熱材料。當周圍環境溫度升高時，相變材料改性瀝青路面溫度隨環境溫度升高而升高，當溫度達到相變材料的相變溫度后，相變材料將發生相變，吸收儲存熱量，降低瀝青路面的升溫速率。當周圍環境溫度降低時，相變材料改性瀝青反之釋放熱量，降低路面的降溫速率，瀝青路面的溫度變化范圍較不摻加相變材料更小，可以提高瀝青路面對環境溫度變化的適應能力，有效地緩減瀝青路面高溫病害的影響。聚乙二醇(PEG-1000)，相變溫度在30℃至60℃，具有較好的耐熱性，具有較大的蓄熱系數，使其具有較大的熱慣性指數，將聚乙二醇直接分散在瀝青中，其相變過程被抑制。所以將聚乙二醇制備成復合相變材料填加到瀝青或瀝青混合料中，得到改性瀝青混合料。

發明內容

針對現有技術中存在的不足，本發明提供一種基于復合相變材料實現自調溫的改性瀝青混合料，在瀝青混合料中添加復合相變材料，替代部分礦粉，具有儲熱和自調溫作用，降低瀝青路面升溫速度，緩解瀝青路面的高溫病害，滿足瀝青路面路用性能指標。

本發明的技術方案如下：

一種改性瀝青混合料，按質量份數，包括改性瀝青5-10份，木質纖維0.3份和集料100份；其中，集料包括復合相變材料2-4份、礦粉5-7份、粗集料79份以及細集料12份。

上述粗集料和細集料均為玄武巖；粗集料粒徑為3-18mm，細集料粒徑0-3mm。

礦質混合料的級配應滿足《公路瀝青路面施工技術規范》的級配范圍要求。

上述技術方案中，所述復合相變材料由吸附材料和相變材料組成，吸附材料為多孔吸附材料，相變材料為相變溫度在30-60℃的有機相變材料。

在上述技術方案的基礎上，礦粉為石灰巖。

在上述技術方案的基礎上，多孔吸附材料選自硅藻土和沸石粉中的一種或兩種。