[发明专利]一种复合相变储热沥青路面材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种复合相变储热沥青路面材料及其制备方法，属于功能性路面材料技术领域。本发明通过氨水沉积出硅凝胶，并用液氮冻结，利用水相向固相转变过程中的膨胀，促使硅凝胶孔隙扩展，再在冷冻环境下干燥，通过固相水升华进一步扩展硅凝胶，制得具有空间网状结构的膨胀硅凝胶，再利用膨胀硅凝胶的毛细管力将十四烷作为相变储热材料吸附在孔隙中密实凝胶，使其达到相变温度仍能保持稳定的形状而不泄漏，从而获得以十四烷为相变材料、硅凝胶为载体基质的定形效果良好的复合相变材料，增大了沥青混合料的毛体积密度，并降低了沥青混合料的空隙率与矿料间隙率，形成掺量可控的相变储热沥青混合料，主动应对环境温度变化，实现储热降温的功效。

技术领域

本发明涉及一种复合相变储热沥青路面材料及其制备方法，属于功能性路面材料技术领域。

背景技术

沥青是一种温度敏感性的粘弹性材料，在路面工程广泛应用的同时也面临着由温度带来的负面影响。高温的沥青路面还会释放出大量的沥青挥发物，污染人居环境，且蓄积了大量热量的沥青路面不断释放热量导致周围气温升高，加剧了城市热岛效应。为了减轻沥青路面与高温相关病害的产生与发展，国内外主要是从提高沥青结合料与混合料的温度稳定性方面开展重点研究，提出了沥青改性、添加纤维、优化矿料级配等技术措施，被动应对沥青路面使用过程中面临的环境气温变化，解决了一些具体工程技术问题，但沥青路面与高温相关的病害仍很严重。因此，如能采取某种措施主动应对环境气温变化，研发自调温沥青混合料，则可有效地减轻沥青路面与高温相关的病害。

相变储能技术是一种能够将能量以相变潜热的形式高密度储存的高新技术，可解决能量供求在时间和空间上不匹配的矛盾，在太阳能利用、电力的削峰填谷、工业废热和余热的回收利用、民用电子产品以及建筑节能等领域具有良好的应用前景。实现储能技术的核心和基础是相变储热材料，简称相变材料，是指在一定温度范围内，即相变温度范围内改变其相态以潜热的形式吸收、贮存或释放大量热量而本身温度保持不变的材料，这类材料具有热能储存和温度调节控制的特性，在许多领域具有应用价值。近年来科研工作者们利用相变材料的相变特性，将其应用于沥青混合料中制备具有相变储热功能沥青路面材料，主动调节沥青路面温度。在高温季节可有效缩短路面的高温作用时间，降低沥青路面温度，主动减轻路面高温病害；延长道路使用寿命、减少道路的维修费用、提高交通安全；同时还可减少高温路面向环境散发的有害物质和大量热量，从而改善人居环境，缓解城市热岛效应，节约能源。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对现有路面材料力学性能和高温稳定性较差的问题，提供了一种复合相变储热沥青路面材料及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种复合相变储热沥青路面材料，其由下述重量份原料组成：80～100份石油沥青，12～15份脱硫胶粉，0.2～0.3份复合相变储热材料。

所述复合相变储热材料为膨胀硅凝胶在真空泵中吸附十四烷，再用癸二酸二异辛酯-乙醇溶液封装后烘干研磨制得。

所述物料重量份为100～200份膨胀硅凝胶，100～200份十四烷，400～800份质量分数为8.5%癸二酸二异辛酯-乙醇溶液。

所述膨胀硅凝胶为硅溶胶经氨水调节pH为5.0～5.5，静置老化后滴入液氮中冻结并冷冻干燥，水洗醇洗后干燥制得。

所述硅溶胶SiO₂固含量为28.2～29.3%，pH为9.5～9.9。

所述冷冻干燥温度为-50～-30℃。

所述醇洗过程为浸泡在无水乙醇中，在50～60℃恒温水浴下浸泡3～5h。

所述干燥过程为加热至50～60℃干燥5～6h，再加热至80～100℃下干燥2～3h。

一种复合相变储热沥青路面材料，具体步骤为：