[发明专利]一种低碳环保型改性沥青路面材料及其施工拌和方法

说明书

技术领域

本发明属于道路材料技术领域，具体涉及一种低碳环保型改性沥青路面材料及其施工拌和方法。

背景技术

“十二五”期间，道路建设更加注重资源节约、环境友好和节能减排。在沥青路面施工阶段，热拌沥青混合料拌和时释放大量气体及沥青烟，严重污染空气质量、危害施工人员身体健康；在公路运营阶段，与温度有关的高温车辙、低温开裂等病害占沥青路面病害的90%以上，每年由此造成的损失达上百亿元，路面夏季高温现象还会加剧城市“热岛效应”；对于隧道或通道工程，目前多采用具有易燃特性的沥青混凝土路面，由于空间相对封闭的特点，其内部存在巨大火灾安全隐患，仅2012年相关经济损失已过亿；同时由于通道内空气不易散失，汽车尾气已成为隧道内部的主要污染源。上述诸多问题严重污染环境、加剧城市“热岛效应”、危害交通安全、影响路面使用寿命，带来巨大经济损失，已成为制约我国发展低碳、绿色交通运输体系的瓶颈。

因此，十分有必要研发具备自控温、热拌减排、净化空气和阻燃抑烟等功能的沥青路面材料，以改善公路、隧道施工环境以及竣工后路面的使用环境、性能与安全。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述问题，提供一种具有良好的自控温性能，兼具有较好的热拌减排、净化空气和阻燃抑烟等性能的沥青路面材料。该沥青路面材料夏季能够降低路面温度5～10℃，冬季能够提高路面温度3～5℃，减少沥青沥青混合料热拌过程中污染物排放50%以上，净化隧道内空气质量50%以上，此外，加入黄铁矿粉和/或锡石粉以及助剂的混合物后，该改性沥青路面材料基于马歇尔试件燃烧试验的燃烧时间大大缩短，燃烧后质量损失大幅度减小，阻燃性能大大提高。同时，该沥青路面材料成本低廉、施工简便，具有良好的社会、经济和环境效益，有利于我国环境友好型和资源节约型道路的建设。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种低碳环保型改性沥青路面材料，其质量百分比为：

矿料90～97%，沥青2.5～5%，黄铁矿0.1～4%，锡石0.1～4%，助剂0.01～0.06%，

所述黄铁矿为黄铁矿粉；所述锡石为锡石矿粉；所述助剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂偶联剂，其目的是提高黄铁矿/锡石粉的表面活性，从而改善沥青与黄铁矿/锡石粉之间的相容性，质量百分比之和为100%。

上述的一种低碳环保型改性沥青路面材料，按质量百分比优选方案为：原料质量百分比优选配比为：矿料94～96%，沥青3.5～4.9%，黄铁矿0.3～0.8%，锡石0.2～0.6%，助剂0.02～0.04%，原材料质量百分比之和为100%。

上述的一种低碳环保型改性沥青路面材料，按质量百分比最佳方案为：矿料94.41%，沥青4.72%，黄铁矿0.47%，锡石0.37%，助剂0.03%。

上述的一种低碳环保型改性沥青路面材料，按照如下技术步骤：

步骤一：按照下述原料及其质量百分比选择反应原料；

步骤二：将黄铁矿/锡石粉烘干后加入由乙醇作溶剂的偶联剂处理液中浸泡2小时，在浸泡过程中轻微搅拌，烘干后制得表面改性的黄铁矿/锡石粉改性剂；

步骤三：将基础沥青加热到150±5℃，将表面改性后的黄铁矿/锡石粉加入到熔融态的沥青中，采用高速剪切仪以500rpm的转速搅拌5分钟，再以3000rpm的转速搅拌40分钟，即可得到具有热拌减排与阻燃抑烟功能的改性沥青。

步骤四：将步骤三中制备的具有热拌减排与阻燃抑烟功能的改性沥青加热到140℃-170℃后加入到180℃～200℃的矿料中拌和90秒，然后同时加入表面改性的黄铁矿/锡石粉再次拌合90秒，再经成型工序即可制得具有热拌减排与阻燃抑烟功能的沥青路面材料。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明的低碳环保型沥青路面材料具有良好的自控温性能，夏季能够降低路面温度5～10℃，冬季能够提高路面温度3～5℃，大大缓解由于沥青路面吸热加剧的城市“热岛效应”及沥青路面冬季低温开裂现象。

2、本发明的低碳环保型沥青路面材料具有良好的热拌减排功效，能够降低热拌沥青混合料拌和及摊铺过程中污染气体排放量50%以上，改善沥青路面施工环境，有利于施工人员的身体健康。

3、本发明的低碳环保型沥青路面材料具有良好的净化空气性能，能够净化隧道内空气质量50%以上。