用于融雪化冰的浇注式导电沥青混凝土及其制备与应用制造技术

本发明专利技术公开了一种用于融雪化冰的浇注式导电沥青混凝土及其制备方法，旨在解决现有除雪副作用大，且效率低、成本高的技术问题。该导电沥青混凝土制备原料包括矿料、SBS改性沥青、Sasobit改性剂，KNG

【技术实现步骤摘要】
用于融雪化冰的浇注式导电沥青混凝土及其制备与应用


[0001]本专利技术涉及路面
，具体涉及一种用于融雪化冰的浇注式导电沥青混凝土及其制备方法。

技术介绍

[0002]我国疆域辽阔，地域条件复杂，而处于寒区的国土面积比重较大，冬季多有道路路面积雪结冰的问题。已建成的工程也发现浇注式沥青混凝土钢桥面铺装虽然性能优异，但不能避免在冬季出现桥面积雪结冰的现象。而桥面易结冰雪，不仅影响交通，还可能危及生命和财产安全。
[0003]面对冬季道面积冰雪的严峻问题，各类道路除冰雪技术应运而生。道路传统的除冰方式主要以人工、机械以及使用化学除雪剂为主，其中人工除雪对路面积雪清除较彻底，但难点路段还要配合机械除雪，而且人工除雪费用高、效率低，且有时要中断交通，影响交通出行；机械除雪法是运用机械除雪设备进行清除，但其会影响交通流甚至还会对路面产生损坏，而且机械设备的维护保养费用高，全年的使用频率不高；化学除雪法是通过在积雪的路面上撒布盐类除雪剂，但大量使用的除雪剂会给路面结构和环境带来许多负面影响，如由于氯盐的渗透使得混凝土中的钢筋锈蚀，钢桥面钢板锈蚀，路面剥离，使得周边土壤盐侵化，造成了道路和桥梁的严重破坏，为此则需要花费巨资来修复；如美国花费了2000多亿美元对已建钢筋混凝土桥进行修复，其修复费用是最初建桥的4倍。
[0004]随着我国经济实力的增强，越来越多大跨径钢桥的建成，大部分桥面气候恶劣，冬季存在桥面积雪结冰的严峻现象，易引发交通事故，中断交通，并对道路的交通安全和人们的财产损失造成了极大的影响，故需要探索用于钢桥面铺装的浇注式导电沥青混凝土融冰雪技术。
[0005]中国专利文献CN112110681A中公开一种导电浇注料，其主要由天然湖沥青、石墨烯微片、高纯铜粉、超细不锈钢纤维等制成，但其材料成本较高，而且导电能力、升温效率、融冰效率及能耗等方面仍有待提高。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种用于融雪化冰的浇注式导电沥青混凝土及其制备方法，以解决现有除雪副作用大（如破坏结构、影响环境等），且效率低、成本高的技术问题。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：设计一种用于融雪化冰的浇注式导电沥青混凝土，其制备原料包括矿料、SBS改性沥青、Sasobit改性剂，KNG
‑
G2石墨烯粉体、铝粉、铜纤维；其中，油石比为10.6%～13.6%，石墨烯粉体占总料重的0.04%～0.1%，铝粉占总料重的5%～15%，铜纤维占总料重的0.3%～0.5%，SBS改性沥青与Sasobit改性剂的重量比为100：2～4。
[0008]所述矿料包括粗集料、细集料、矿粉，其级配要求如下：筛孔（mm）13.29.454.752.361.180.60.30.150.075
通过率（%）10080
‑
10063
‑
8048
‑
6338
‑
5232
‑
4627
‑
4024
‑
3620
‑
30中值级配1009071.555.5453933.53025
[0009]混合料中粗集料、细集料、矿粉掺比由各个粒径的筛余通过率确定。
[0010]所述KNG
‑
G2石墨烯粉体的堆积密度0.01～0.02g/ml，粒度D507.0～12.0μm，电导率7.6
×
105S/m。
[0011]所述铝粉为鳞片状粉末、相对密度2.55，精度16～30μm。
[0012]所述铜纤维为FCS90/4
‑
PC型，当量直径90μm，单丝长度为4mm，铜含量≥99.9%。
[0013]用于融雪化冰的浇注式导电沥青混凝土的制备方法，包括如下步骤：1）分别将集料和矿粉加热至240℃～250℃烘料，将粗、细集料加入预热至230℃～240℃的搅拌锅中搅拌均匀；2）将SBS改性沥青加热至160℃～180℃，加入Sasobit改性剂，搅拌均匀并保温；3）将改性沥青倒入搅拌锅中与集料混合搅拌2～4min，然后加入铜纤维混合搅拌2～4min，最后加入石墨烯粉体、铝粉和矿粉拌和35～45min，得浇注式导电沥青混凝土混合物。
[0014]所述用于融雪化冰的浇注式导电沥青混凝土应用在桥面、道路或机场铺装时，先于在桥面、道路或机场待铺装面上布设内埋电极，然后摊铺所述浇注式导电沥青混凝土，使其自密实成型。
[0015]本专利技术融冰雪的作用机理在于：KNG
‑
G2石墨烯粉体、铝粉、铜纤维填充在沥青混凝土缝隙中和沥青胶浆中，紧密的与沥青胶浆包裹在一起，KNG
‑
G2石墨烯粉体、铝粉、铜纤维形成多层次填充，分散在浇注式导电沥青混凝土的空隙中，当其掺量很少时，通电时导电粒子无法在混合料中发生跃迁形成导电通路，此时混合料的电阻率较大，当其掺入量达到渗流阈值时，导电分子之间虽然被少量的集料和沥青胶浆阻断，但导电分子之间间距较小、跃迁较快，导致电阻率下降到一个最值，其电阻率骤降（隧道效应），当其掺量高于渗流阈值时，此时导电分子间距更小，甚至可以直接接触，KNG
‑
G2石墨烯粉体颗粒在混合料中形成良好的导电链，但此时的电阻率降低趋势已经很缓慢，继续的添加导电材料会增加成本而达不到预期的效果。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的主要有益技术效果在于：1. 本专利技术浇注式导电沥青混合料环保无毒无污染，路用性能优良，可快速融化铺装路面上的积雪和结冰，耗能少，效果良好，对保证桥面交通舒畅具有重要的意义。
[0017]2. 本专利技术混合料中无需掺配湖沥青，路用性能不下降，极大的节约了原材料的成本；而且其导电能力更强，升温效率更快，融冰效率更高，消耗能量更少。
[0018]3. 本专利技术混合料中铜纤维起到在沥青混合料中的补强作用，极大的改善了浇注式导电沥青混凝土的导电性能；鳞片状铝粉极大的改善了浇注式导电沥青混凝土的导电性能；KNG
‑
G2石墨烯粉体极大的改善了浇注式导电沥青混凝土的导电性能和路用性能。
[0019]4. 本专利技术浇注式导电沥青混凝土具有良好的贯入度和流动度，自密实成型，无需碾压，节约了大量的机械成本和人工成本。
附图说明
[0020]图1为本专利技术浇注式导电沥青混凝土级配曲线图。
[0021]图2为本专利技术浇注式导电沥青混凝土制备工艺流程图。
[0022]图3为本专利技术浇注式导电沥青混凝土车辙板电阻测量场景图。
[0023]图4为本专利技术浇注式导电沥青混凝土融冰效果图。
具体实施方式
[0024]下面结合实施例来说明本专利技术的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本专利技术，并不以任何方式限制本专利技术的范围。
[0025]在以下实施例中所涉及的仪器设备如无特别说明，均为常规仪器设备；所涉及的建材原料如无特别说明，均为市售常规原料；所涉及的试验、检本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于融雪化冰的浇注式导电沥青混凝土，其制备原料包括矿料、SBS改性沥青、Sasobit改性剂，其特征在于，还包括：KNG
‑
G2石墨烯粉体、铝粉、铜纤维；其中，油石比为10.6%～13.6%，石墨烯粉体占总料重的0.04%～0.1%，铝粉占总料重的5%～15%，铜纤维占总料重的0.3%～0.5%，SBS改性沥青与Sasobit改性剂的重量比为100：2～4。2.根据权利要求1所述的用于融雪化冰的浇注式导电沥青混凝土，其特征在于，所述矿料包括粗集料、细集料、矿粉，其级配要求如下：筛孔（mm）13.29.454.752.361.180.60.30.150.075通过率（%）10080
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10063
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8048
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6338
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5232
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4627
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4024
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3620
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30中值级配1009071.555.5453933.53025。3.根据权利要求1所述的用于融雪化冰的浇注式导电沥青混凝土，其特征在于，所述KNG
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G2石墨烯粉体的堆积密度0.01～0....

【专利技术属性】
技术研发人员：李振霞，陈渊召，张亚婕，张渊龙，杨玉庆，郭滕滕，杨文平，李战辉，任清，何梓闻，冯秋红，孙卫华，李东伟，李高鹏，王朝辉，郭鹏，何新民，牛相杰，江晓晓，孙新凯，聂嘉昕，王宁，丁盛权，王琪琛，李政辰，张运堂，冯小伟，
申请(专利权)人：华北水利水电大学，
类型：发明
国别省市：