專利名稱：路面自破冰防滑鋪裝層混合料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于交通運輸工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種路面自破冰防滑鋪裝層混合料及其制備方法。
背景技術(shù)：
車輛在被冰層覆蓋的路面高速行駛時，發(fā)生交通事故的概率會大大增加。路面除冰有主動式和被動式兩大類。目前我國公路部門應(yīng)對道路結(jié)冰的主要措施為被動式除冰、 除雪措施，如采用機械除雪、撒鹽破冰等，這些措施不但需要大量的人力、物力，而且對環(huán)境的負面影響不容忽視，尤其是撒鹽破冰，還極易造成橋梁的侵蝕性破壞。本發(fā)明所添加的特殊材料為橡膠顆粒。主動式措施為將廢舊橡膠輪胎破碎成一定形狀和粒徑的顆粒，以骨料的形式直接添加于浙青混合料中，用以代替部分集料而形成的新型的浙青混合料，用于路面鋪裝工程，使路面在外荷載作用下產(chǎn)生自應(yīng)力，令路面冰雪破碎融化。但是這種技術(shù)的缺點同樣十分顯著。首先，它對車輛的自重與速度要求十分嚴格，對于高速行駛的小汽車來說，這種方法的作用不明顯。其次，摻加橡膠粉顆粒的自破冰路面的破冰效果不僅僅與橡膠粉顆粒的大小、摻量等關(guān)系密切，而且與車輛的類型、軸重、輪胎與路面作用的局部狀態(tài)等關(guān)系也極為密切。再次，橡膠顆粒摻加到浙青混合料中，由于橡膠顆粒彈性變形能力較大， 與集料間的嵌擠作用不明顯，極易發(fā)生混合料松散病害，影響路面結(jié)構(gòu)的耐久性能。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能使路面在外荷載作用下產(chǎn)生自應(yīng)力、使路面冰雪破碎融化、鋪設(shè)簡單且適用于各種車輛行駛的路面自破冰防滑鋪裝層混合料及其制備方法，提高鋪裝層的使用耐久性，并有效抑制路面積雪和結(jié)冰。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是
路面自破冰防滑鋪裝層混合料的制備方法，其特征在于 由以下步驟實現(xiàn)
步驟一將5-20重量份的憎水材料與100重量份、粒徑為3-100目的橡膠顆粒置于硫化床中，使憎水材料裹覆在橡膠顆粒周圍；
步驟二 再加入1-3重量份的纖維，攪拌5-lOmin至混合均勻，得到集料； 步驟三將50-70重量份聚氨酯膠粘劑和0. 1-2份的催干劑混合攪拌5-6min，得到膠結(jié)料；
步驟四將膠結(jié)料添加到集料中，攪拌10-15min至混合均勻，得到路面自破冰防滑鋪裝層混合料。步驟一中的憎水材料為甲基硅醇鈉乳液、含氟丙烯酸酯乳液或甲基硅油； 其中，甲基硅醇鈉乳液和含氟丙烯酸酯乳液的固含量為20%-50%。步驟一中的憎水材料為憎水納米涂料，由以下步驟制得
室溫下，將2-4重量份的含氟丙烯酸酯或聚偏氟乙烯溶解于100重量份三氯甲烷，充分攪拌，配制成涂料底液，向該底液中添加30-40重量份的SW2、TiO2或CaCO3納米粒子，超生震蕩至完全分散，形成均勻的納米憎水涂料。步驟二中的纖維為礦物纖維、聚酯纖維或木質(zhì)素纖維。步驟三中的催干劑為辛酸亞錫、二月桂酸二丁基錫或異辛酸鉀。所述的路面自破冰防滑鋪裝層混合料的制備方法，其特征在于 由以下步驟實現(xiàn)
步驟一將15重量份的含氟丙烯酸酯乳液與100重量份、粒徑為50目的橡膠顆粒置于硫化床中，使含氟丙烯酸酯乳液裹覆在橡膠顆粒周圍，其中含氟丙烯酸酯乳液的固含量為 35% ；
步驟二 再加入2重量份的聚酯纖維，攪拌7min至混合均勻，得到集料； 步驟三將60重量份聚氨酯膠粘劑和1份的二月桂酸二丁基錫混合攪拌5min，得到膠結(jié)料；
步驟四將膠結(jié)料添加到集料中，攪拌iaiiin至混合均勻，得到路面自破冰防滑鋪裝層混合料。如所述的制備方法制得的路面自破冰防滑鋪裝層混合料。本發(fā)明具有以下優(yōu)點
本發(fā)明所述的路面自破冰防滑鋪裝層混合料，是一種主動防御形式的路面自破冰防滑功能層，通過改變路面與輪胎的接觸狀態(tài)和路面的變形特性，利用添加的特殊材料的變形， 使路面在外荷載作用下產(chǎn)生自應(yīng)力，使路面冰雪破碎融化，從而有效抑制路面積雪和結(jié)冰， 提高路面在冬季低溫降雪條件下的抗滑性能，保證行駛車輛在路面結(jié)冰后的行車安全；膠結(jié)料與集料之間粘結(jié)力強，因此不易發(fā)生混合料松散脫落等病害，另外，由于膠結(jié)料屬溫度不敏感材料，其高溫與低溫性能均較好，提高了路面結(jié)構(gòu)的耐久性能。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明進行詳細的說明。憎水/超憎水界面在工程中的應(yīng)用越來越多，這種方式對于降低冰層與附著物之間的附著強度起了很大的貢獻。將其應(yīng)用于道路工程中，對于冬季清除道路表面的冰層具有非常重要的意義，然而僅僅降低冰層與道路之間的附著，恐難提高有冰路面的摩阻力，對行車安全依然存在威脅。超彈性路面主要是利用在荷載作用下路面變形，從而引起冰層破碎，使道路覆冰易于清除，從而提高路面摩阻力保證行車安全。為此，本發(fā)明將憎水/超憎水界面與彈性路面技術(shù)相結(jié)合。這種鋪裝層與冰雪的結(jié)合力較低，以致吸附在路面上的冰層附著力較低，而且憑借其特有的自應(yīng)力，通過荷載應(yīng)力，促使路面冰雪破碎融化，達到協(xié)同除冰雪的功效。實施例1
本發(fā)明所述的路面自破冰防滑鋪裝層混合料的制備方法，由以下步驟實現(xiàn) 步驟一將12重量份的甲基硅醇鈉乳液與100重量份、粒徑為3目的橡膠顆粒置于硫化床中，使甲基硅醇鈉乳液裹覆在橡膠顆粒周圍，其中甲基硅醇鈉乳液的固含量為20% ； 步驟二 再加入1重量份的礦物纖維，攪拌5min至混合均勻，得到集料； 步驟三將50重量份聚氨酯膠粘劑和0. 1份的辛酸亞錫混合攪拌5min，得到膠結(jié)料；步驟四將膠結(jié)料添加到集料中，攪拌IOmin至混合均勻，得到路面自破冰防滑鋪裝層混合料。實施例2:
本發(fā)明所述的路面自破冰防滑鋪裝層混合料的制備方法，由以下步驟實現(xiàn) 步驟一將15重量份的含氟丙烯酸酯乳液與100重量份、粒徑為50目的橡膠顆粒置于硫化床中，使含氟丙烯酸酯乳液裹覆在橡膠顆粒周圍，其中含氟丙烯酸酯乳液的固含量為 35% ；
步驟二 再加入2重量份的聚酯纖維，攪拌7min至混合均勻，得到集料； 步驟三將60重量份聚氨酯膠粘劑和1份的二月桂酸二丁基錫混合攪拌5min，得到膠結(jié)料；
步驟四將膠結(jié)料添加到集料中，攪拌iaiiin至混合均勻，得到路面自破冰防滑鋪裝層混合料。實施例3:
步驟一將20重量份的含氟丙烯酸酯乳液與100重量份、粒徑為50目的橡膠顆粒置于硫化床中，使含氟丙烯酸酯乳液裹覆在橡膠顆粒周圍，其中含氟丙烯酸酯乳液的固含量為 50% ；
步驟二 再加入2重量份的聚酯纖維，攪拌7min至混合均勻，得到集料； 步驟三將60重量份聚氨酯膠粘劑和1份的二月桂酸二丁基錫混合攪拌5min，得到膠結(jié)料；
步驟四將膠結(jié)料添加到集料中，攪拌12min至混合均勻，得到路面自破冰防滑鋪裝層混合料。實施例4:
本發(fā)明所述的路面自破冰防滑鋪裝層混合料的制備方法，由以下步驟實現(xiàn) 步驟一將5重量份的甲基硅油與100重量份、粒徑為100目的橡膠顆粒置于硫化床中，使甲基硅油乳液裹覆在橡膠顆粒周圍；
步驟二 再加入3重量份的木質(zhì)素纖維，攪拌IOmin至混合均勻，得到集料； 步驟三將70重量份聚氨酯膠粘劑和2份的異辛酸鉀混合攪拌6min，得到膠結(jié)料； 步驟四將膠結(jié)料添加到集料中，攪拌15min至混合均勻，得到路面自破冰防滑鋪裝層混合料。實施例4:
本發(fā)明所述的路面自破冰防滑鋪裝層混合料的制備方法，由以下步驟實現(xiàn) 步驟一將10重量份的甲基硅油與100重量份、粒徑為3 100目不等的橡膠顆粒置于硫化床中，橡膠顆粒級配如表1所示，使含甲基硅油裹覆在橡膠顆粒周圍； 表1橡膠顆粒級配
權(quán)利要求
1.路面自破冰防滑鋪裝層混合料的制備方法，其特征在于 由以下步驟實現(xiàn)步驟一將5-20重量份的憎水材料與100重量份、粒徑為3-100目的橡膠顆粒置于硫化床中，使憎水材料裹覆在橡膠顆粒周圍；步驟二 再加入1-3重量份的纖維，攪拌5-lOmin至混合均勻，得到集料； 步驟三將50-70重量份聚氨酯膠粘劑和0. 1-2份的催干劑混合攪拌5-6min，得到膠結(jié)料；步驟四將膠結(jié)料添加到集料中，攪拌10-15min至混合均勻，得到路面自破冰防滑鋪裝層混合料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的路面自破冰防滑鋪裝層混合料的制備方法，其特征在于 步驟一中的憎水材料為甲基硅醇鈉乳液、含氟丙烯酸酯乳液或甲基硅油；其中，甲基硅醇鈉乳液和含氟丙烯酸酯乳液的固含量為20%-50%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的路面自破冰防滑鋪裝層混合料的制備方法，其特征在于 步驟一中的憎水材料為憎水納米涂料，由以下步驟制得室溫下，將2-4重量份的含氟丙烯酸酯或聚偏氟乙烯溶解于100重量份三氯甲烷，充分攪拌，配制成涂料底液，向該底液中添加30-40重量份的SW2、TiO2或CaCO3納米粒子，超生震蕩至完全分散，形成均勻的納米憎水涂料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的路面自破冰防滑鋪裝層混合料的制備方法，其特征在于步驟二中的纖維為礦物纖維、聚酯纖維或木質(zhì)素纖維。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的路面自破冰防滑鋪裝層混合料的制備方法，其特征在于 步驟三中的催干劑為辛酸亞錫、二月桂酸二丁基錫或異辛酸鉀。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的路面自破冰防滑鋪裝層混合料的制備方法，其特征在于 由以下步驟實現(xiàn)步驟一將15重量份的含氟丙烯酸酯乳液與100重量份、粒徑為50目的橡膠顆粒置于硫化床中，使含氟丙烯酸酯乳液裹覆在橡膠顆粒周圍，其中含氟丙烯酸酯乳液的固含量為 35% ；步驟二 再加入2重量份的聚酯纖維，攪拌7min至混合均勻，得到集料； 步驟三將60重量份聚氨酯膠粘劑和1份的二月桂酸二丁基錫混合攪拌5min，得到膠結(jié)料；步驟四將膠結(jié)料添加到集料中，攪拌iaiiin至混合均勻，得到路面自破冰防滑鋪裝層混合料。
7.如權(quán)利要求1所述的制備方法制得的路面自破冰防滑鋪裝層混合料。
全文摘要
本發(fā)明具體涉及一種路面自破冰防滑鋪裝層混合料及其制備方法。被動式除冰雪措施為機械除雪、撒鹽破冰等，耗費人力、物力，且對環(huán)境有負面影響；主動式除冰雪措施為將橡膠顆粒添加于瀝青混合料中，利用橡膠顆粒的變形，使路面在外荷載作用下產(chǎn)生自應(yīng)力破碎冰雪，但對行駛車輛要求較為嚴格，在行車荷載作用下集料易松散，耐久性差。本發(fā)明將橡膠顆粒、聚氨酯膠粘劑、纖維、憎水材料、催干劑按比例混合制成路面自破冰防滑鋪裝層混合料，鋪設(shè)于路面，抑制路面積雪和結(jié)冰。本發(fā)明提高了路面在冬季低溫降雪條件下的抗滑性能，保證行駛車輛在路面結(jié)冰后的行車安全，鋪設(shè)簡單，耐久性強。
文檔編號E01C7/35GK102432228SQ20111025793
公開日2012年5月2日 申請日期2011年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月2日
發(fā)明者向豪, 宮銘, 張冬梅, 曹海波, 李智, 趙明, 陸晶晶, 陳團結(jié), 陳實, 雷宇 申請人:中交第一公路勘察設(shè)計研究院有限公司