专利名称：一种沥青混合料及其制备方法和应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及道路路面材料，具体涉及一种用于减少道路路面热量传导的沥青混合料及其制备方法和应用。
背景技术：
高速公路沥青路面早期损坏现象主要表现为水损害、松散、车辙、裂缝、泛油等。早期病害的出现，大大缩短了路面的使用年限，对行车安全性构成严重威胁，降低了路面使用质量，严重制约了运营效益的发挥。
其中车辙病害可以说是最为严重，危害也是相当大的，它是沥青路面特有的一种损坏现象。在高速公路上一旦形成严重的车辙，就会影响高速行车的舒适和安全，同时也会加速路面的破坏。2005年高速公路工程质量调查报告表明，车辙深度大于10mm的沥青路面占总里程的50％以上，在需要进行维修处理的沥青路面中80％以上是由于车辙过深引起的。
众所周知，沥青是一种吸热材料，它对太阳传导能吸收率很高，达到0.85～0.95。夏季，在太阳的持续热传导作用下，大量势量被沥青路面吸收到35～40℃以上，沥青路面的最高温度要比最高气温高25℃，可能达到60～70℃，可以把这种现象称为沥青路面的“热岛效应”。在如此高的温度下，沥青性能从弹性体向粘性体转化，劲度模量大幅度降低，其抗变形能力急剧下降，在车辆荷载作用下，便会产生剪切流动性的车辙。
分析路面车辙的成因可知，高温是车辙产生的最直接诱因——高温使得沥青变软，造成沥青混凝土的承载能力下降。正因为如此，目前在解决沥青路面的车辙问题时，主要是提高沥青混合料的高温稳定性。即通过提高沥青的高温性能、或采用骨架型集料级配等来提高沥青混合料的抗车辙能力。这是被动式的技术措施，即通过提高沥青混合料自身的高温性能“被动“地接受高温。近年来大量采用改性沥青使工程成本不断增加，大大降低了公路投资的经济效益；骨架型集料级配的采用也使施工难度与质量变异性增大，从而导致水损害加剧。工程实践证明这些技术的应用也未根本上解决车辙问题，同时我国80％的重交通沥青依赖于进口，在面临国际石油市场危机的情况下，另辟蹊径解决沥青路面车辙问题已是当务之急。
发明内容
为解决现有技术所存在上述缺点和不足，本发明提供一种可以降低路表温度和减少车辙的用于公路路面减少热量传导的沥青混合料。本发明还提供这种沥青混合料的制备方法和应用。
本发明所述的一种沥青混合料，其组成成分包括陶瓷砂子和沥青，其中，沥青的质量是陶瓷砂子质量的5％～15％。其组成成分还可以包括矿粉或者矿粉和添加剂的混合物，矿粉或者矿粉和添加剂的混合物的质量是陶瓷砂子质量的0.01％～10％。
所述陶瓷砂子密度为1.2～2.5g/cm3，粒径为0.075mm～13.2mm。
所述陶瓷砂子由多孔材料陶瓷破碎制得；其中，所述的多孔材料陶瓷的孔隙率0.1％～50％，吸水率为0.1％～30％。
所述的多孔材料陶瓷包括多孔材料的墙地瓷砖、卫生陶瓷、园林陶瓷或者耐酸陶瓷等。
所述的添加剂包括硅酸盐水泥、消石灰、硫酸铝、氯化钙、聚乙烯醇、羧甲基纤维素。
所述的矿粉是指符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)标准的市售矿粉。
所述的矿粉和添加剂的混合物中，矿粉和添加剂之间的配比没有特殊的要求，可以以任意比混合。
本发明所述的沥青混合料的制备方法，包括以下步骤(1)将陶瓷经机械破碎得陶瓷砂子；(2)将陶瓷砂子筛分；(3)加入沥青，沥青用量为陶瓷砂子质量的5％～15％，然后拌和均匀即得。
所述步骤(3)中加入沥青前还可包括如下步骤加入矿粉或者矿粉和添加剂的混合物，矿粉或者矿粉和添加剂的混合物的质量是陶瓷砂子质量的0.01％～10％。
本发明所述的沥青混合料在铺路上的应用，是将所述的沥青混合料均匀摊铺于路表，厚度为4mm～20mm即可。
本发明沥青路面的热传导理论入手，主动探询并采取相应的技术措施，实现对沥青路面温度的自主控制，减弱热能在沥青混合料中的累积，降低路面的温度，减少车辙，防止早期病害的出现，提升路面使用质量，延长路面的使用年限，提高交通运输效益，进而会产生巨大的经济效益和社会效应。
本发明的具体的优点(一)采用热阻隔原理，采用多孔废弃瓷砖作级料，可有效地阻隔热能的传导，有效的减少车辙发生；(二)原材料多，且价格便宜；(三)加工简单，不需专门设备。初步研究结果表明采用隔热式沥青路面结构能降低沥青路面温度4～15℃，其路用效果相当于4％～5％SBS改性沥青提供的路用效果，进而可以节约大量的资金与能源。
图1是本发明的沥青混合料应用于路面后与普通微表处路面的性能比较图；其中，T1为普通微表处路面温度，T2为本实施例的沥青混合料所铺路面的温度。
具体实施例方式
以下列举本发明的应用的一些具体实施例，以助于进一步理解本发明。但本发明的应用的实施方式并不仅限于此。
实施例中所用的矿粉为从市场购得的博罗县公庄镇广兴沸石粉厂生产的矿粉。
实施例1取废弃瓷砖机械破碎得到陶瓷砂子，筛分，按微表处规范(表一)取得级配，加入重量为前述陶瓷砂子的3％的矿粉，沥青5％，拌和温度170℃，拌和时间30min，得隔热沥青混合料，在路表先铺连层油再铺上本实施例所得的沥青混合料。
表一
图1是本发明的沥青混合料应用于路面后与普通微表处路面的性能比较图。横坐标为时间，单位为小时，测试为模拟太阳能辐射环境，时间为上午11:00到下午6:00。纵坐标为摄氏温度，其中，T1为普通微表处路面温度；T2为本实施例的沥青混合料所铺路面的温度。
由图1中二者温度的对比可以看出，在同样的模拟太阳辐射下，两者路面温度上升，当普通微表处路面温度恒定在60℃上下波动时，本实施例所得的沥青混合料后所铺路面的温度恒定在50℃下波动，此过程持续4个多小时，平均温度差十几度，对路面温度降低明显。
实施例2取废弃瓷砖机械破碎得陶瓷砂子，筛分，按微表处规范(表二)取得级配，加入重量为前述陶瓷砂子的3％的矿粉，沥青15％，拌和温度170℃，拌和时间30min，得隔热沥青混合料，在路表先铺连层油再铺上本实施例所得的沥青混合料。
表二
实施例3取废弃瓷砖机械破碎得陶瓷砂子，筛分，按微表处规范(表二)取得级配，加入重量为前述陶瓷砂子5％的矿粉和添加剂的混合物(添加剂用硅酸盐水泥)，沥青10％，拌和温度170℃，拌和时间30min，得隔热沥青混合料，在路表先铺连层油再铺上本实施例所得的沥青混合料。
表三
实施例4
取废弃瓷砖机械破碎得陶瓷砂子，筛分，按微表处规范(表二)取得级配，加入重量为前述陶瓷砂子5％的矿粉和添加剂的混合物(添加剂用消石灰)，沥青15％，拌和温度170℃，拌和时间30min，得隔热沥青混合料，在路表先铺连层油再铺上本实施例所得的沥青混合料。
表三
权利要求
1.一种沥青混合料，其特征是，其组成成分包括陶瓷砂子和沥青；其中，沥青的质量是陶瓷砂子质量的5％～15％。
2.根据权利要求1所述的一种沥青混合料，其特征是，所述沥青混合料组成成分还包括矿粉或者矿粉和添加剂的混合物，矿粉或者矿粉和添加剂的混合物的质量是陶瓷砂子质量的0.01％～10％。
3.根据权利要求2所述的一种沥青混合料，其特征是，所述添加剂包括硅酸盐水泥、消石灰、硫酸铝、氯化钙、聚乙烯醇或者羧甲基纤维素。
4.根据权利要求1或2所述的一种用于道路路面减少热量传导的沥青混合料，其特征是，所述陶瓷砂子密度为1.2～2.5g/cm3，粒径为0.075mm～13.2mm。
5.根据权利要求1或2所述的一种用于道路路面减少热量传导的沥青混合料，其特征是，所述陶瓷砂子由多孔材料陶瓷破碎制得；其中，所述的多孔材料陶瓷的孔隙率0.1％～50％，吸水率为0.1％～30％。
6.根据权利要求5所述的一种用于道路路面减少热量传导的沥青混合料，其特征是，所述的多孔材料陶瓷包括多孔材料的墙地瓷砖、卫生陶瓷、园林陶瓷或者耐酸陶瓷。
7.权利要求1或2所述的用于道路路面减少热量传导的沥青混合料的制备方法，其特征是，包括以下步骤(1)将陶瓷经机械破碎得陶瓷砂子；(2)将陶瓷砂子筛分；(3)加入沥青，沥青用量为陶瓷砂子质量的5％～15％，然后拌和均匀即得。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征是，所述步骤(3)中加入沥青前还包括如下步骤加入矿粉或者矿粉和添加剂的混合物，矿粉或者矿粉和添加剂的混合物的质量是陶瓷砂子质量的0.01％～10％。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征是，所述陶瓷砂子密度为1.2～2.5g/cm3，粒径为0.075mm～13.2mm；所述陶瓷为多孔材料陶瓷，其孔隙率0.1％～50％，吸水率为0.1％～30％；其中，所述的多孔材料陶瓷包括多孔材料的墙地瓷砖、卫生陶瓷、园林陶瓷或者耐酸陶瓷。
10.权利要求1或2所述用于道路路面减少热量传导的沥青混合料在铺路上的应用，其特征是，将所述的沥青混合料均匀摊铺于路表，厚度为4mm～20mm即可。
全文摘要
本发明涉及道路路面材料，具体涉及一种用于道路路面减少热量传导的沥青混合料，其组成成分包括陶瓷砂子和沥青，其中，沥青的质量是陶瓷砂子质量的5％～15％。其组成成分还可以包括矿粉或者矿粉和添加剂的混合物，其中，矿粉或者矿粉和添加剂的混合物的质量是陶瓷砂子质量的0.01％～10％。本发明依据沥青路面的热传导理论，探询并采取相应的技术措施，实现对沥青路面温度的主动控制，减弱热能在沥青混合料中的累积，降低路面的温度，减少车辙，防止早期病害的出现，提升路面使用质量，延长路面的使用年限，提高交通运输效益，进而会产生巨大的经济效益和社会效应。
文档编号C08K3/00GK101077936SQ20071002876
公开日2007年11月28日 申请日期2007年6月22日 优先权日2007年6月22日
发明者张肖宁, 廖宇涛 申请人:广州华惠工程技术咨询有限公司