一種可快速升溫的瀝青混合料的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明公路瀝青路面用的瀝青基復合材料，涉及一種可快速升溫的瀝青混合料的制備方法，本發明制備的瀝青混合料(或稱瀝青基復合材料、瀝青混凝土、吸波瀝青混凝土)可以利用微波快速加熱，用于公路瀝青路面，特別適用于道路除冰、公路瀝青路面保養和快速修補。
【背景技術】
[0002]隨著我國高速公路網體系的快速發展及完善，對于通車里程和路齡有了很大的要求。瀝青混凝土路面較之傳統的水泥混凝土路面具有很多優勢，其中最明顯的的一個優勢就是施工方便快捷，且面臨重修時，瀝青混凝土路面較之水泥混凝土路面更為快速簡單。瀝青混凝土路面正逐步取代水泥混凝土路面，得到更為廣闊的發展。然而，隨著瀝青路面的蓬勃發展，問題也隨之而來。在我國，冬季道路冰層和地面黏結十分牢固，清除困難，對交通帶來不便；路面在長期使用過程當中，由于日曬雨淋和車輛長期作用的結果，不可避免會出現損害，這些是我們急需解決的問題。
[0003]傳統的道路路面除冰方法有三種:人工法、機械法和融化法。人工除冰雖然簡單易行，但是消耗大量的人力資源，效率比較低，影響交通；機械除冰效率高，但會對瀝青路面帶來一定損傷，且設備價格昂貴，閑置期長，限制了其大范圍推廣。目前，應用最廣泛的是融化法，融化法包括化學融化和熱融化；化學融化法是通過融雪劑降低冰雪凝固點達到融冰化雪的目的，這類方法往往會對瀝青路面有嚴重的腐蝕作用，降低了瀝青路面的使用壽命，甚至對環境也帶來了危害；熱融化法通過加熱升溫達到融冰化雪的目的，是一種比較環保的方法。
[0004]如何對瀝青路面實行高質量的保養以及對損害路面進行快速修補是當前公路工程技術人員迫切需要解決的問題。現有的瀝青路面保養及快速修補方式主要還是利用熱輻射和熱傳導，應用較為廣泛的是遠紅外加熱技術，這種技術對路面材料有較強的穿透能力，加熱效率比較高，然而這種技術采用的是連續輻射加熱方式，對路面面層造成瀝青老化、焦化；且路面內層達不到施工溫度，從而降低了實際施工質量。

【發明內容】

[0005]本發明的目的旨在克服現有技術中的不足，提供一種可快速升溫的瀝青混合料的制備方法。本發明制備的瀝青混合料可以利用微波快速加熱升溫，可用于公路瀝青路面，特別適用于道路除冰、公路瀝青路面保養和快速修補；除冰效率高，并且能克服傳統加熱方法中溫度上升不均勻，瀝青出現老化、焦化的問題，從而實現公路瀝青路面的快速養護修補。
[0006]本發明的內容是:一種可快速升溫的瀝青混合料的制備方法，其特征是步驟為:
a、制備吸波集料:
按硫鐵礦燒渣:還原劑=8?10:1的質量比取硫鐵礦燒渣和還原劑，按硫鐵礦燒渣與還原劑總質量的1%?5%取礦化劑，備用； 將硫鐵礦燒渣與還原劑置于球磨機內球磨0.5?2h，制得粉料，將制得的粉料與礦化劑混合均勻，制得混合料；再將混合料經壓制成型、在40?120°C溫度下干燥6?12h、再在1250?1450°C溫度下煅燒150?200min，制得吸波集料；
所述還原劑是褐煤、煙煤、無煙煤、半無煙煤等煤炭、以及煤矸石中的任一種或兩種以上的混合物；
所述礦化劑是0&匕或NaHCO 3； b、制備瀝青混合料:
按重交道路瀝青4.6%?6%、集料94%?95.4%的質量百分比取重交道路瀝青和集料，將集料破碎(粉碎)后、在180?200°C溫度下預熱I?2h，將重交道路瀝青在160?170°C溫度下加熱0.5?Ih后，在165?180°C溫度下將預熱后的集料與加熱后的重交道路瀝青攪拌混合，即制得(可微波加熱的)瀝青混合料；
所述集料由質量百分比為75%?100%吸波集料與O?25%天然集料組成；
所述天然集料是石灰巖、玄武巖、花崗巖中的任一種或兩種以上的混合物。
[0007]本發明的內容中:步驟b中所述重交道路瀝青為70#、90#、110#或130#道路瀝青(道路瀝青的生產企業有:上海石化、廣州石化、中油秦皇島、洛陽石化等)。
[0008]本發明的內容中:步驟a中所述制得粉料的粒徑范圍可以是5?150 μπι。
[0009]本發明的內容中:步驟b中所述集料破碎(粉碎)后的集料粒徑< 16mm。
[0010]步驟b中所述集料破碎(粉碎)后的集料的標準方孔篩通過率較好的可以為(可以將集料破碎及粉碎，經過國家標準篩篩選，制得不同粒徑規格的集料)0.075mm 5.5?6.5%、
0.15mm 7.5 ?9.5%、0.3mm 9.5 ?12.5%、0.6mm 12.5 ?16%、1.18mm 20 ?25%、2.36mm26.5 ?35%、4.75mm 39 ?47%、9.5mm 70 ?75、13.2mm 93 ?96%、16mm 100%。
[0011]本發明的內容中:步驟a中所述硫鐵礦燒渣的主要化學成分和質量百分比例組成可以為 -Fe2O3 35 ?45%、Al2O3 15 ?25%、S12 18 ?27%、CaO 5 ?10%、T12 I ?3%、SO3
1.2 ?2.5%。
[0012]本發明的內容中:步驟a中所述制得吸波集料的壓碎值> 26、洛杉磯磨耗損失> 28、表觀密度術2.6、吸水率氺2.0、磨光值術42，滿足瀝青路面材料用集料的技術要求。
[0013]本發明的內容中:步驟b所述制備瀝青混合料，可以是根據JTG F40-2004公路瀝青路面施工技術規范中AC-13瀝青基復合材料的制備方法，將步驟a制備的吸波集料部分或全部代替天然集料(或稱普通集料)，來制備可微波加熱的瀝青混合料。
[0014]與現有技術相比，本發明具有下列特點和有益效果:
(1)采用本發明制備吸波集料，大量充分利用了硫酸工業排放的廢渣，變廢為寶，減少了工業廢渣對環境的危害，使二次資源得到了有效利用；
(2)采用本發明制備的吸波集料主要由莫來石和磁鐵礦組成，磁鐵礦為磁性材料，有良好的吸波能力和微波加熱效率，普通天然集料的介電常數和介電損耗角相比制備的集料要小得多，所制備吸波集料的微波加熱效率是普通天然集料的幾倍至幾十倍；現有瀝青混凝土的主要組成材料瀝青和普通集料屬于不含導電材料的純絕緣體，不是極性材料，這類材料的微波損耗小，對微波的吸收能力很弱，微波加熱的效率也很低；采用本發明，硫鐵礦燒渣中有豐富的鐵資源，燒渣中的Fe主要以赤鐵礦的形式存在，赤鐵礦不是磁性材料，它的微波發熱效率也很低；以硫鐵礦燒渣為原料，摻加少量還原劑，在還原氣氛下高溫還原制備集料；經過高溫還原，原料中的赤鐵礦大部分被還原為磁鐵礦，磁鐵礦為磁性材料，其具有良好的介電性能和導磁性，在微波環境下，微波經過介電損耗和導磁損耗，將電磁能轉化為熱能；所以，微波與磁鐵礦有良好的親合發熱效應；在制備的吸波集料中，含有磁鐵礦，因此該吸波集料與微波也具有良好的耦合發熱效應；
(3)采用本發明制備瀝青混合料，可以采用傳統制備瀝青混凝土的工藝方法:設計配合比、拌合混合料、運輸、鋪攤及碾壓，技術比較成熟；
(4)采用本發明制備的瀝青混合料中含有大量吸波集料，在微波環境下，微波穿透瀝青混合料內部，對吸波集料加熱，使每部分吸波集料都為熱源，所制備瀝青混合料的微波加熱效率是普通瀝青混凝土的幾倍至十幾倍；
(5)采用本發明制備的瀝青混合料，在采用微波裝置加熱的微波環境下，微波穿透到瀝青混合料內部，微波直接對吸波集料進行加熱，由集料與集料之間傳熱，所用集料有良好的吸波能力和微波加熱效率，加熱速率高，且加熱比較均勻，克服了由外及內的傳統加熱方式加熱速率慢和加熱不均的問題；
(6)本發明制備工藝簡單，操作使用方便，效果良好，實用性強；可廣泛應用于高寒地區瀝青路面的面層，以保證冬季路面的快速除冰；適用于道路除冰、公路瀝青路面保養和快速修補。
【具體實施方式】
[0015]下面給出的實施例擬對本發明作進一步說明，但不能理解為是對本發明保護范圍的限制，該領域的技術人員根據上述本發明的內容對本發明作出的一些非本質的改進和調