[发明专利]一种微波除冰雪用沥青路面混合料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于路面功能材料技术领域，具体涉及一种微波除冰雪用沥青路面混合料及其制备方法。

背景技术

我国北方地区及高海拔的山区普遍具有较长的冰雪期，有的甚至超过半年，积雪、积冰对道路交通及机场飞机起降造成了严重的影响。目前，国内比较常用的除冰雪方法有人工法、机械法和化学方法。然而这些方法均需要投入大量的人力物力，人工作业劳动强度大，作业效果低，且易造成二次结冰。

近年来，已经有学者开发研究了利用微波加热路面原理将路面和冰层分离，进而采用人工、机械振捣等方法彻底清除冰雪的微波除冰雪方法。目前微波除冰雪方法的不足之处在于：1.冰的介质损耗角正切tanδ很小，基本不吸收微波，而且路面材料吸收微波的能力不足，除冰雪效率极低；2.除冰雪微波常用频率下的加热厚度为十几厘米，路面表层的能量不足，造成能量浪费，制约了除冰雪效率。

专利号为200910254549.2和200910219359.7的发明专利中公开了利用磁性粉和磁性冶金矿渣或磁性砂、碳化硅砂等全部或部分取代传统沥青混合料中石灰质矿粉和粗集料，从而获得具有微波吸收沥青混凝土路面材料的专利，其不足之处在于：1.不同磁性矿粉的吸波特性不同，对不同频率微波的吸收能力差异很大，专利中未明确磁性矿粉的种类、含量、微波频率等与所制备路面材料吸收微波能力的关系，过于笼统；2.磁性矿粉与粗集料的置换比例过高，易造成所制备的微波吸收路面材料的路用性能发生较大变化，同时成本过高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种微波除冰雪用沥青路面混合料及其制备方法。该沥青路面混合料铺筑于路面表层时，能够显著增强路面表层吸收微波的能力，当使用微波除冰雪方法融化冰雪时，微波能够穿透冰层，使路面表层快速发热升温，通过热传导将能量传递给冰雪层，使冰雪层熔化为液态水，从而使冰层和路面剥离，然后再采用人工或机械的方式清除冰雪，极大地提高了微波除冰雪方法的工作效率。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种微波除冰雪用沥青路面混合料，其特征在于，由以下质量百分比的原料制成：改性沥青4％～5.5％、粗集料33％～65％、细集料25％～55％、矿粉2％～5％、吸波粉末1％～5％，其中所述矿粉和所述吸波粉末的质量百分数之和不大于7％，所述吸波粉末由质量比为1:1的氧化铝粉末和四氧化三铁粉末的混合而成；所述改性沥青为SBS改性沥青或SBR改性沥青，所述氧化铝粉末和四氧化三铁粉末的粒度均为50nm～100nm。

上述的一种微波除冰雪用沥青路面混合料，其特征在于，由以下质量百分比的原料制成：改性沥青4.5％～5.5％、粗集料43.5％～50％、细集料37.5％～45％、矿粉2％～4％、吸波粉末3％～5％。

上述的一种微波除冰雪用沥青路面混合料，其特征在于，由以下质量百分比的原料制成：改性沥青5％、粗集料47％、细集料41％、矿粉2％、吸波粉末5％。

进一步，本发明还提供了一种制备如上述微波除冰雪用沥青路面混合料的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、将改性沥青预热至165℃～170℃，将矿粉和吸波粉末混合后预热至185℃～195℃，将粗集料和细集料混合后预热至190℃～220℃；

步骤二、将步骤一中预热后的矿粉、吸波粉末、改性沥青、粗集料和细集料混合后搅拌60s，得到微波除冰雪用沥青路面混合料。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明的沥青路面混合料铺筑于路面表层时，能够显著增强路面表层吸收微波的能力，当使用微波除冰雪方法融化冰雪时，微波能够穿透冰层，使路面表层快速发热升温，通过热传导将能量传递给冰雪层，使冰雪层熔化为液态水，从而使冰层和路面剥离，然后再采用人工或机械的方式清除冰雪，极大地提高了微波除冰雪方法的工作效率。

2、本发明制备的沥青路面混合料中添加氧化铝粉末和四氧化三铁粉末的混合粉末作为吸波粉末，在制备沥青路面混合料时，首先将吸波粉末与适量矿粉混合，在引入吸波功能的同时，充分发挥矿粉的活性作用，由于在进一步将各原料混合时，矿粉和改性沥青混合后能够形成沥青胶浆，提高沥青路面混合料的强度和稳定性，因此本发明的沥青路面混合料能够在保证路用性能的情况下，显著提高其吸收微波的能力，将该沥青路面混合料经摊铺工艺摊铺在路面作为上面层，在采用微波除冰雪的方法过程中，选择频率为1GHz～10GHz的微波对路面进行加热时的吸收效率最佳。