[发明专利]一种疏水防冰乳化沥青及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于公路养护技术领域，具体涉及一种适用于寒冷地区沥青路面的疏水防冰乳化沥青及其制备方法。

背景技术

道路的抗滑性能是保证车辆安全行驶的关键因素。在冬季，路面积雪积冰会导致其抗滑性能急剧下降，轮胎附着系数大大降低，从而导致车辆制动距离显著延长，方向失控，引发交通事故频繁发生。目前，世界各国除雪化冰法主要采用机械清除法和融化法：

1、机械除冰雪法：主要采用抛雪车、吸雪车、推雪车和喷气除雪车等除雪机械。虽然除雪效率较高，但是，由于沥青路面构造内的冰很难被清除掉，使得路面除冰效率很低，路面抗滑性难易提高。因此，仅仅依靠机械除冰不仅效益低、成本高，而且对路面的损害非常大。每年大规模除冰行动后，由于石料表面的沥青膜被大量破坏，导致沥青路面出现大范围的坑槽、松散等病害，大大降低了沥青路面的使用寿命。

2、盐类化合物除冰法：主要通过撒盐，以降低雨水的结冰点，使得雨水在摄氏零度附近不宜结冰。该法具有材料来源广泛、价格便宜、化冰雪效果好等特点，因而得到了普遍应用。但是，大量撒盐不仅严重腐蚀车辆、破坏桥梁钢铁结构，还对城市土壤、植被等生态环境造成长期的破坏。例如，盐类导致植物泛黄枯萎、土壤成分盐化、地下管线腐蚀、路面寿命下降、桥面钢筋纤维锈蚀等。2010年，河南等省已明令禁止使用盐类融雪剂。

近年常用的环保型除雪剂，主要原理仍是在氯盐中加入少量防腐剂。日本前田株式会社开发了Mafilon除雪技术，该技术通过将含有氯化物等活性成分(氯化钠，氯化钙等)的材料添加到沥青混合料中，形成盐类缓释性沥青路面，可降低冰点3～5℃，从而使路面具有2年左右的降低路面结冰效果。该技术虽然融雪有效性长，但是，其本质仍然是释放盐类，对交通设施和生态环境的破坏效应依然存在，不符合现代绿色环保要求。

为此，近年来，一些基于物理原理的除冰技术得到了较快的发展，并且已应用到一些特殊路面。其中，“加热融化技术”和“应力除冰技术”较为典型。

1、加热融化法：主要是利用各类热源，如电能、天然气、蒸汽、地热等进行融雪，融冰雪速度快，安全环保，但是，通常能耗大、费用高、工艺复杂，对路面材料、结构和施工难度都有特殊的或很高的要求，适用路段也有一定的限制；另外，后期维修养护常需要开挖路面，其成本较高，因而，使用范围受到很大的限制。其中，使用导电混凝土技术主要是通过在沥青混凝土中添加适当种类、含量的导电分散相材料，如石墨、炭黑、碳纤维等，使沥青混凝土变成具有一定阻值的导电体。当路面存在积雪积冰时，通过交流电加热，使路面温度升高，进而融化路面冰雪，保障道路畅通和行车安全。从低碳节能角度看，很显然，这种技术需要消耗大量的宝贵电力，同时由于无机材料与沥青的相容性差，还会对路面铺装性能提出很高的要求。如采用铁丝网电加热技术，裂缝渗水现象还会导致加热铁丝网生锈、断裂，后期的维护也会很高。

2、应力除冰法是指在路面铺设弹性材料。由于弹性材料的弹性，当车轮碾压时，路面会有轻微变形，这种微小变形破坏了冰雪整体结构，使冰层产生破裂，易于被清除。一般地，弹性材料常采用橡胶、废轮胎胶粉颗粒、氨甲酸酷树脂等。添加弹性材料的方法，有在沥青中掺加弹性材料，也有在新铺沥青路面撒上弹性材料，并压入路面层，或填入排水性路面的空隙中。哈尔滨工业大学的专利技术提出，在温度-2℃、冰层厚度0.2mm时，应力技术能够有效除冰；但在-12℃以下低温时，积雪厚度在10mm时，该技术则对冰层的破坏力将会变小。

上述冬季除冰雪方法存在污染环境、长效性不足、耐久性欠佳等问题，路面防冰问题尚未得到真正的解决。由于路面结冰前，冰水常常已经渗透入沥青路面层，在沥青路面构造的孔隙内形成“冰须”，紧紧“钉住”路面，使得冰层与沥青路面的粘连力非常大，即便使用镐刨锹铲，其除冰效果依然很不理想。因此，寻找主动、节能、高效、环保的沥青路面冰雪清除技术，确保冬季道路交通安全，已成为亟待解决的冬季交通主要问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术在沥青路面上除冰的缺陷，提供一种具有较好的抗凝冰、易除冰的优异性能，对降低路面的水损害和提高抗冰冻能力具有较好的作用，且车轮磨耗作用并不会迅速削弱养护层的疏水性能的疏水防冰乳化沥青，并为该疏水防冰乳化沥青提供一种制备方法。

解决上述技术问题所采用的疏水防冰乳化沥青由下述质量份配比的原料组成：

基质沥青500～510份、皂液500～505份、疏水剂100～220份、界面剂7～9.5份、水性环氧树脂120～140份、固化剂3.8～5.0份。