[发明专利]一种防结冰沥青混凝土层及其施工方法

说明书

本发明提供了一种防结冰沥青混凝土层，包括由下至上依次分布的沥青混凝土下面层、沥青混凝土中面层、相变基元层、纤维网格布和沥青混凝土上面层，其中，相变基元层由相变基元组成，相变基元的内部为立方体状的相变石蜡，外部为包裹层，包裹层由水泥、导热纤维、纳米氧化硅、铁粉和水混合而成；相变石蜡的相变温度为0‑5℃。利用相变材料的特性，通过相变石蜡的液‑固转换时释放的热量，实现沥青混凝土层升温，有效防止路面结冰。

技术领域

本发明属于道路工程技术领域，尤其涉及一种防结冰沥青混凝土层及其施工方法。

背景技术

当气温低于0℃，降雪可能立即冻结在路面上或融化后由于气温降低而在路面形成道路结冰。只要温度不回升至足以使冰层解冻，冰层就将一直坚如磐石，是交通事故的重要祸首。现有道路由下至上依次分布有级配碎石层、水泥稳定基层、稳定碎石层和沥青混凝土层，而其中的沥青混凝土层包括三部分，即沥青混凝土下面层(80mm)、沥青混凝土中面层(70mm)和沥青混凝土上面层(40mm)。

目前道路除冰主要采用机械法和化学法。机械法是通过机械装置对道路积冰和压实雪直接作用，主要分冲击破冰、多节鞭抽打除冰、滚轮旋切除冰和铲剁除冰等，但是积冰和压实雪与路面结合紧密，如果除冰机械的力量太小，不能使二者分离，无法干净地清除；力量过大，会损伤道路标记，甚至破坏路面，而且技术水平低，可靠性差，故障多，寿命短。

化学法是采用化学药剂来降低冰雪融点，但受环境温度影响很大，温度过低，效果明显下降，而且化学试剂会导致沥青和水泥混凝土严重剥蚀，其破坏速度将远快于普通冻融循环所引起的破坏，同时也对土壤、农作物和地表水等产生腐蚀污染。因此，有必要提出一种安全、快效的道路除冰方法。

发明内容

针对道路路面结冰的问题，本发明提供一种防结冰沥青混凝土层，包括下至上依次分布的沥青混凝土下面层、沥青混凝土中面层、相变基元层、纤维网格布和沥青混凝土上面层，其中，所述相变基元层由相变基元组成，所述相变基元的内部为立方体状的相变石蜡，外部为包裹层，所述包裹层由水泥、导热纤维、纳米氧化硅、铁粉和水混合而成；所述相变石蜡的相变温度为0-5℃。

可选地，所述相变基元的基元边长为2-5cm，所述包裹层的厚度为基元半径的10-30％。

可选地，所述包裹层中各原料的质量份数为：水泥10-30份、导热纤维20-40份、纳米氧化硅20-30份、铁粉10-30份和水10-20份。

可选地，所述纤维网格布为高导热碳纤维网格布，导热系数为500-700W/mk。

可选地，所述水泥为硅酸盐水泥，比表面积为300-400m²/kg。

可选地，所述铁粉的比表面积为400-500m²/kg。

本发明还提供了一种上述的防结冰沥青混凝土层的施工方法，施工步骤简单，只需要一次投入，无需后期维护，成本低廉，且对道路和周边环境无破坏和污染，包括以下步骤：

(1)将水泥、导热纤维、铁粉和水混合，得到包裹浆液，将包裹浆液均匀包裹于立方体状的相变石蜡外层，养护后，得到相变基元；

(2)将相变基元均匀铺洒在涂抹胶粘剂的纤维网格布的一面上，得到相变基元层；

(3)在稳定碎石层上依次铺设沥青混凝土下面层和沥青混凝土中面层，在沥青混凝土中面层还未干透之前，将相变基元层铺设在沥青混凝土中面层上方，使得相变基元层位于沥青混凝土中面层与纤维网格布之间；

(4)待沥青混凝土中面层干透后，相变基元层与沥青混凝土中面层紧密连接，在纤维网格布上铺设沥青混凝土上面层，得到防结冰沥青混凝土层。

可选地，步骤(1)中，养护温度为40-65℃，养护相对湿度为70-95％，养护时间为1-2天。