[发明专利]一种基于高温差地区的改性沥青混合料及其制备方法

说明书

本发明属于道路工程路面工程领域，公开了一种基于高温差地区的改性沥青混合料及其生产方法，改性沥青混合料“改性”体现在采用硬脂酸+棕榈酸/膨胀珍珠岩二元复合定形相变材料作为细集料的一部分。采用硅藻土作为改性剂掺入基质沥青，硅藻土的质量为基质沥青质量的1.5%~2%。建立沥青路面高温稳定性与低温抗裂性评价标准，可以根据该地区的温度变化范围确定采用的改性沥青混合料各成分的配比情况，节省建设材料。本改性沥青混合料采用“主动”+“被动”式的复合方法同时大大改善了沥青路面在高低温环境的路用性能，且具有隔热的作用能保护路面面层与基层。混合料所用材料环保且价格低廉，有助于开发环境友好型沥青路面。

技术领域

本发明属于道路工程路面工程领域，涉及一种改性沥青混合料及其制备方法，尤其是一种基于高温差地区的改性沥青混合料和制备方法。

背景技术

自从2008年经济危机以来，国家对基础设施建设增加了投入，尤其是在公路方面，东北、西北及青藏高原等地区也进入了公路建设的大发展时期。然而这些地区都属于高温差地区，夏冬两季温差大，年温差最高可达49.2℃。我国主要公路及城市道路大部分都采用沥青路面。在道路的运行过程中，夏季沥青路面夏季由于吸热，容易因高温失稳而产生破坏，其中以车辙为主要破坏形式；在冬季，特别是东北地区，由于温度骤降，路面极易产生温度裂缝。国内外以往采取的措施主要通过添加改性沥青或者是采用骨架型集料级配来解决，这些“被动”型措施在减少温度病害发生概率的同时也大幅度增加了投入成本，降低了经济效益，并增加了施工难度以及工程质量的变异性，工程实例证明这些技术并不能从根本上解决沥青路面温度病害问题。因此，解决沥青路面温度病害问题亟待寻找新的突破口。

相变材料作为一种随温度变化而改变物质状态并能提供潜热的物质，它能够在相变过程时吸收或释放大量的潜热。利用相变材料的这种特性，有一些学者将其应用到道路建设领域，而现今的路面相变材料研究仅仅是简单利用相变材料(单元或者多元)作为一种添加剂，相变材料很容易就会失效并且严重影响沥青路面的路用性能，这种应用方式简单却难以发挥相变材料的优势。而在相变材料应用的其它领域，学者采用一种外部坚硬且性质稳定的载体承载相变材料—定形相变材料得到了很好地应用。因此，在道路尤其是路面沥青混合料方面，定形相变材料会有更多以及更深入的应用。以前的学者简单将相变材料或定形相变材料作为添加剂，而想要其发挥更大的作用，尤其是定形相变材料，其外形性质稳定，且形状及大小可根据具体需要改变，所以在沥青混合料的细集料、粗集料中可以得到一定的应用，其制成的改性沥青混合料将会对路面材料领域产生深远的影响。

因此，研究与开发一种适用于高温差地区的改性沥青混合料，对于高温差地区的公路大规模建设具有积极意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可以有效防治高温差地区温度病害的改性沥青混合料及其制备方法，解决沥青路面高温稳定性与低温抗裂性之间的矛盾，得以在高温差地区的公路建设中大规模应用。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于高温差地区的改性沥青混合料，其特征在于以硬脂酸+棕榈酸/膨胀珍珠岩二元复合定形相变材料作为细集料的一部分，以掺加硅藻土的基质沥青作为沥青改性剂。

根据权利要求1所述，建立沥青路面高温稳定性与低温抗裂性评价标准，沥青路面在高温和低温时都会有一个路用性能突变点，我们分别称其为“热变点”和“冷变点”，根据该地区的温度变化范围确定两点，并且满足改性沥青混合料“热变点”温度稍高于相变材料相变温度，从而确定改性沥青混合料各组分的最佳用量。

根据权利要求1和2所述的定形相变材料以硬脂酸：棕榈酸：膨胀珍珠岩＝2:3:2.5的质量比。

根据权利要求1和2所述的定形相变材料，其特征在于采用真空浸渍法，通过封装工艺制备而成。

根据权利要求1和2所述的定形相变材料，其特征在于制备时先利用磁力搅拌子在90℃水浴条件下搅拌30～40分钟，再抽真空1～2小时。