专利名称：一种多功能矿物沥青混凝土路面材料的制备方法
技术领域：
本发明涉及道路路面材料技术领域，具体涉及用于微波加热的一种多功能矿物沥
青混凝土路面材料的制备方法。
背景技术：
众所周知，冬季道路除冰对于道路运输安全，保障交通通畅具有重要意义。微波加 热是一种道路除冰的先进技术，国内外进行了大量研究。 微波加热沥青混凝土路面的再生、养护对于节约道路建设成本、延长道路材料使 用寿命、节能环保同样具有重要意义。 然而在微波加热沥青混凝土路面过程中，明显存在微波加热效率低的缺陷，严重
限制了微波加热技术在路面材料领域的应用推广。究其原因是沥青混凝土材料本身电磁参
数不合理，造成微波吸收率低，微波加热深度大，路面升温速度慢等一系列问题。 在沥青混凝土中添加人工微波吸收剂，由于成本高，限制了其大范围的推广使用。 而沥青混凝土中由于含有沥青材质，属于易燃材料，在微波加热不当或交通事故
中容易发生火灾，沥青阻燃也是沥青路面材料面临的问题，通常采用化学物质阻燃同样存
在成本高的问题。 纤维增强沥青混凝土材料也是沥青混凝土改善力学性能的常规方法，专利 200710021648. 7中提到的高强度无机玄武岩类纤维，要求无机纤维具有大于85GPa的弹性 模量和大于3500GPa的抗张强度，显然矿物纤维很难达到这些指标，且成本高，限制了其广 泛应用。 增强沥青混凝土的微波加热效率，改善其阻燃性能和力学性能且大幅降低沥青混 凝土材料制备成本成了本发明要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种成本低、可以提高沥青路面材料的微波加热速度，用于 除冰、化雪，可再生沥青路面材料施工、沥青路面快速养护等方面的矿物沥青混凝土材料， 同时该类矿物沥青混凝土材料较传统沥青混凝土的阻燃性能和力学性能都得到改善，是集 微波加热、阻燃和增强功能于一体的一种多功能矿物沥青混凝土路面材料的制备方法。
为了克服现有技术的不足，本发明的技术方案是这样解决的一种多功能矿物沥 青混凝土路面材料的制备方法，其特殊之处在于按下述步骤进行 1)、在传统的沥青混凝土中添加磁铁矿粉和水镁石短纤维部分替代传统沥青混凝 土原料中的集料； 2)、所述在传统的沥青混凝土中添加磁铁矿粉和水镁石短纤维按质量比，磁铁矿 粉和水镁石短纤维重量之和占沥青混凝土材料总重量的10-25% ;其中沥青与天然集料重 量占沥青混凝土材料总重量的75_90%，所述磁铁矿粉与水镁石短纤维重量比为1-4 : 1。
所述的磁铁矿粉颗粒直径小于0. 075毫米，其中磁铁矿粉中的四氧化三铁重量含量需大于40%。 所述的水镁石短纤维长度小于5毫米，表面电阻率小于107欧姆/厘米。
所述多功能矿渣沥青混凝土的制备方法与传统沥青混凝土工艺制备方法相同。
本发明与现有技术相比具有以下优点 1)、本发明多功能矿物沥青混凝土路面材料可以采用传统的沥青混凝土制备工艺 和设备获得，制备工艺简单； 2)、本发明多功能矿物沥青混凝土路面材料较传统沥青混凝土的微波加热升温速 率提高几倍至十几倍。本发明获得的微波沥青混凝土材料可以有效克服传统沥青混凝土路 面微波加热过程中微波加热深度大的问题，而且，热量利用率高，表面温升快，可提高微波 除冰、化雪效率和微波养护路面的加热效率； 3)、本发明采用添加磁性矿粉和水镁石矿物纤维，不仅为矿物纤维的利用开辟新 的用途，而且为功能性路面降低成本，提高沥青混凝土的抗拉强度，改善阻燃性能找到新的 解决途径。
具体实施例方式
下面通过实施例，对发明内容进一步的详细说明。 —种多功能矿物沥青混凝土路面材料的制备方法，按下述步骤进行 1)、在传统的沥青混凝土中添加磁铁矿粉和水镁石短纤维部分替代传统沥青混凝
土原料中的集料； 2)、所述在传统的沥青混凝土中添加磁铁矿粉和水镁石短纤维按质量比，磁铁矿 粉和水镁石短纤维重量之和占沥青混凝土材料总重量的10-25% ;其中沥青与天然集料重 量占沥青混凝土材料总重量的75_90%，所述磁铁矿粉与水镁石短纤维重量比为1-4 : 1。
所述的磁铁矿粉颗粒直径小于0. 075毫米，其中磁铁矿粉中的四氧化三铁重量含 量需大于40%。 所述的水镁石短纤维长度小于5毫米，表面电阻率小于107欧姆/厘米。
所述多功能矿渣沥青混凝土的制备方法与传统沥青混凝土工艺制备方法相同。
实施例1 制备方法选用道路用壳牌90#沥青为胶结材料，粗集料为石灰岩碎石，细集料采 用磁铁矿粉，矿物沥青混凝土配比为Fe304含量55%的磁铁矿粉10克，沥青10克，磁铁矿 粉颗粒直径小于0. 075毫米，水镁石短纤维长度为2. 36毫米，水镁石纤维重量5克，石灰岩 碎石粗集料130克，在温度155t: 士5t:下拌和均匀，在20Mpa压力下压制成型，获得直径50 毫米，高度为26毫米的圆柱形试样。在2. 45GHz的微波频率O. 5kw输出功率条件下加热60 秒，沥青混凝土温度升高了 40°C ，而不加磁铁矿粉和水镁石纤维的传统沥青混凝土，加热同 样时间，温度上升不到4°C。矿物沥青混凝土的氧指数较普通沥青混凝土提高5，抗车辙次 数提高6%。
实施例2 制备方法选用道路用壳牌90#沥青为胶结材料，粗集料为石灰岩碎石，细集料采 用磁铁矿粉，矿物沥青混凝土配比为Fe304含量55%的磁铁矿粉15克，沥青10克，磁铁矿 粉颗粒直径为小于0. 075毫米，水镁石短纤维长度为2. 36毫米，水镁石纤维重量10克，按照连续级配计算的石灰岩碎石粗集料120克，在温度155°C 士5t:拌和均匀，在20Mpa压力 下压制成型，获得直径50毫米，高度为26毫米的圆柱形试样。在2. 45GHz的微波频率O. 5kw 输出功率条件下加热60秒，沥青混凝土温度升高了 6(TC，而不加磁铁矿粉和水镁石纤维的 沥青混凝土，加热同样时间，温度上升不到4°C。矿物沥青混凝土的氧指数较普通沥青混凝 土提高12，抗车辙次数提高7%。
实施例3 制备方法选用道路用壳牌70#沥青为胶结材料，粗集料为石灰岩碎石，细集料采 用磁铁矿粉，矿渣沥青混凝土配比为Fe304含量50%的磁铁矿粉20克，沥青10克，磁铁矿 粉颗粒直径小于0. 075毫米，水镁石纤维长度为1. 18毫米，水镁石纤维重量15克，按照级 配计算的0. 075-4. 75毫米的石灰岩碎石粗集料115克，在温度155°C 士5。C拌和均匀，在 20Mpa压力下压制成型，获得直径50毫米，高度为26毫米的圆柱形试样。在2. 45GHz的微 波频率0. 5kw输出功率条件下加热60秒，沥青混凝土温度升高了 66°C ，而不加磁铁矿粉和 水镁石纤维的沥青混凝土，加热同样时间，温度上升不到4°C。矿物沥青混凝土的氧指数较 普通沥青混凝土提高13，抗车辙次数提高10%。
实施例4 制备方法选用道路用壳牌70#沥青为胶结材料，粗集料为石灰岩碎石，细集料采 用磁铁矿粉，矿渣沥青混凝土配比为Fe304含量50%的磁铁矿粉20克，沥青10克，磁铁矿 粉颗粒直径小于0. 075毫米，水镁石纤维长度为4. 75毫米，水镁石纤维重量20克，按照连 续级配计算的0. 075-4. 75毫米石灰岩碎石粗集料110克，在温度155°C 士5。C拌和均匀，在 20Mpa压力下压制成型，获得直径50毫米，高度为26毫米的圆柱形试样。在2. 45GHz的微 波频率0. 5kw输出功率条件下加热60秒，沥青混凝土温度升高了 70°C ，而不加磁铁矿粉和 水镁石纤维的沥青混凝土，加热同样时间，温度上升不到4°C。矿物沥青混凝土氧指数较普 通沥青混凝土提高13，抗车辙次数提高9% 。
权利要求
一种多功能矿物沥青混凝土路面材料的制备方法，按下述步骤进行1)、在传统的沥青混凝土中添加磁铁矿粉和水镁石短纤维部分替代传统沥青混凝土原料中的集料；2)、所述在传统的沥青混凝土中添加磁铁矿粉和水镁石短纤维按质量比，磁铁矿粉和水镁石短纤维重量之和占沥青混凝土材料总重量的10-25％；其中沥青与天然集料重量占沥青混凝土材料总重量的75-90％，所述磁铁矿粉与水镁石短纤维重量比为1-4∶1。
2. 根据权利要求1所述的一种多功能矿物沥青混凝土路面材料的制备方法，其特征在于所述的磁铁矿粉颗粒直径小于0. 075毫米，其中磁铁矿粉中的四氧化三铁重量含量需大于40%。
3. 根据权利要求1所述的一种多功能矿物沥青混凝土路面材料的制备方法，其特征在于所述的水镁石短纤维长度小于5毫米，表面电阻率小于107欧姆/厘米。
4. 根据权利要求1所述的一种多功能矿物沥青混凝土路面材料的制备方法，其特征在于所述多功能矿物沥青混凝土的制备方法与传统沥青混凝土工艺制备方法相同。
全文摘要
本发明公开了一种多功能矿物沥青混凝土路面材料的制备方法。制备方法是在传统沥青混凝土中添加磁铁矿粉和水镁石短纤维部分替代传统沥青混凝土原料中的集料；按质量比，磁铁矿粉和水镁石短纤维重量之和占沥青混凝土材料总重量的10-25％；沥青与天然集料重量占沥青混凝土材料总重量的75-90％，磁铁矿粉与水镁石短纤维重量比为1-4∶1。通过调整沥青混凝土的微波电磁参数，较传统沥青混凝土的微波加热升温速率提高十几倍，沥青混凝土的力学性能和阻燃性能同时得到改善，而材料成本却较低，可提高路面微波除冰、化雪效率，实现路面微波快速加热养护的同时，具有良好的力学性能和阻燃性能，适用于沥青混凝土路面。
文档编号C04B14/38GK101786833SQ200910254550
公开日2010年7月28日 申请日期2009年12月28日 优先权日2009年12月28日
发明者王振军, 艾涛, 赵鹏 申请人:长安大学