一种用于路面降温隔热的钢渣基超薄磨耗层材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种用于路面降温隔热的钢渣基超薄磨耗层材料，利用生产钢铁过程的副产品钢渣作为集料，利用其具有较好的棱角性和耐磨性，以增强由所述钢渣基超薄磨耗层材料改性后的沥青路面的抗滑性；添加的陶瓷纤维具有导热系数低、耐高温、无毒等优点；另外，通过将传统天然集料石灰岩替换为导热能力差的热阻材料钢渣，改变制备的所述钢渣基超薄磨耗层材料的热物参数，从而降低沥青路面导热能力，从而大大减缓沥青路面车辙的产生；并且所述钢渣基超薄磨耗层材料能同时改善沥青道路的水稳定性能、抗滑性能和热阻性能。抗滑性能和热阻性能。

【技术实现步骤摘要】
一种用于路面降温隔热的钢渣基超薄磨耗层材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及沥青路面养护材料
，尤其涉及一种用于路面降温隔热的钢渣基超薄磨耗层材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]沥青路面由于其极高的吸热能力，在夏季通常会吸收大量热量积聚在路面结构中。夏炎热区沥青路面内的温度甚至可以达到70℃以上，导致沥青混合料的流动性增加、黏度下降、抗剪能力不足，引发车辙、拥包、搓板等病害。这些病害严重影响沥青路面的路用性能、行车安全及服役寿命。除此之外，路面结构内贮存的热量，会造成城市持续高温，加剧“热岛效应”。
[0003]现有技术中的热反射涂层、能量收集路面、热阻磨耗层、多孔沥青混凝土等技术虽然能够降低沥青路面温度并减少路面高温病害的发生，但是存在不足之处，如热反射涂层的耐磨耗性和抗滑性较差，也容易对驾驶员造成炫光，降低行驶安全性；能量收集路面的早期投资较大，路面铺筑工艺复杂繁琐，且会降低路面的整体承载能力；多孔沥青混凝土由于其空隙率较大，与空气、水等接触面积大，其水稳定性和耐老化性较差。因此，提供一种能同时改善沥青道路的水稳定性能、抗滑性能和热阻性能的用于道路养护或薄层建设的热阻磨耗层是现有技术亟需解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种用于路面降温隔热的钢渣基超薄磨耗层材料及其制备方法和应用，本专利技术提供的用于路面降温隔热的钢渣基超薄磨耗层材料，直接用于道路养护或薄层建设，无需对已有路面进行重筑，能同时改善沥青道路的水稳定性能、抗滑性能和热阻性能；采用钢渣作为原料，可有效消耗固废，减少对自然矿料资源及能源的消耗，所述钢渣基超薄磨耗层材料的隔热降温功能不会随着时间推移而衰减，具有维护简单及材料造价低廉的优势。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种用于路面降温隔热的钢渣基超薄磨耗层材料，按重量份数计，由包括以下组分的原料制备得到：石灰岩集料22～25份，钢渣58～60份，陶瓷纤维0.1～0.14份，沥青4～8份，木质素纤维0.2～0.4份，石灰石矿粉9～12份；
[0007]所述钢渣的粒径为2～5mm；所述沥青为SBS改性沥青。
[0008]优选地，所述钢渣的粒径为2.36～4.75mm。
[0009]优选地，所述陶瓷纤维为喷吹型陶瓷纤维；所述陶瓷纤维的分类温度为1260℃。
[0010]优选地，所述陶瓷纤维的平均长度为15～25mm，所述陶瓷纤维的导热系数为0.15～0.19W/(m
·
K)。
[0011]优选地，所述木质素纤维的平均长度为2.5～6mm，所述木质素纤维的灰分含量为
18～22wt％。
[0012]本专利技术还提供了上述技术方案所述用于路面降温隔热的钢渣基超薄磨耗层材料的制备方法，包括以下步骤：
[0013](1)将预热后的石灰岩集料、预热后的钢渣、陶瓷纤维和木质素混合后，进行拌和，得到第一混合物；
[0014](2)向所述步骤(1)得到的第一混合物中加入沥青，然后进行第一搅拌处理，得到第二混合物；
[0015](3)向所述步骤(2)得到的第二混合物中加入石灰石矿粉，然后进行第二搅拌处理，得到用于路面降温隔热的钢渣基超薄磨耗层材料。
[0016]优选地，所述步骤(1)中预热后的钢渣通过在160～168℃下预热4～6h得到。
[0017]优选地，所述步骤(2)中第一搅拌处理的温度为155～160℃，所述第一搅拌处理的时间为50～70s。
[0018]优选地，所述步骤(3)中第二搅拌处理的温度为155～160℃，所述第二搅拌处理的时间为50～70s。
[0019]本专利技术还提供了上述技术方案所述的钢渣基超薄磨耗层材料或所述制备方法制备得到的钢渣基超薄磨耗层材料在路面养护中的应用。
[0020]本专利技术提供了一种用于路面降温隔热的钢渣基超薄磨耗层材料，利用生产钢铁过程的副产品钢渣作为集料，利用其具有较好的棱角性和耐磨性，以增强由所述钢渣基超薄磨耗层材料改性后的沥青路面的抗滑性；另外，钢渣作为一种导热不良体，导热能力较差，可作为热阻材料，通过将传统天然集料石灰岩替换为导热能力差的热阻材料钢渣，改变制备的所述钢渣基超薄磨耗层材料的热物参数，从而降低沥青路面导热能力，从而大大减缓沥青路面车辙的产生；添加的陶瓷纤维具有导热系数低、耐高温、无毒等优点；并且所述钢渣基超薄磨耗层材料能同时改善沥青道路的水稳定性能、抗滑性能和热阻性能。本专利技术提供的钢渣基超薄磨耗层材料，不仅使钢渣固废得到重新利用，减少环境污染，并可节约天然石材资源，而且能够提供优异的抗滑性能，可在现有道路的养护工作中直接使用，减缓热量向路面内部传递，减少沥青路面高温病害的产生。此外，采用本专利技术方法制备的钢渣基超薄磨耗层材料，进行体积性能、路用性能以及热常数、阻热性能等热物理性能试验，路用性能达到交通部颁发标准JTG F40
‑
2004《公路沥青路面施工技术规范》的要求。实施例的结果显示，本专利技术实施例1～5制备的用于路面降温隔热的钢渣基超薄磨耗层材料的各项性能指标均达到《JTG F40
‑
2004公路沥青路面施工技术规范》所规定的技术标准要求；并且当陶瓷纤维含量为沥青用量的2％时，用于路面降温隔热的钢渣基超薄磨耗层材料的导热系数和热扩散系数均达到最低值，具有最优的热阻性能。
具体实施方式
[0021]本专利技术提供了一种用于路面降温隔热的钢渣基超薄磨耗层材料，按重量份数计，由包括以下组分的原料制备得到：石灰岩集料22～25份，钢渣58～60份，陶瓷纤维0.1～0.14份，沥青4～8份，木质素纤维0.2～0.4份，石灰石矿粉9～12份；
[0022]所述钢渣的粒径为2～5mm；所述沥青为SBS改性沥青。
[0023]按重量份数计，制备本专利技术所述用于路面降温隔热的钢渣基超薄磨耗层材料的原
料包括石灰岩集料22～25份，优选为21～24份。在本专利技术中，所述石灰岩集料优选包括粒径为4.75～9.5mm的石灰岩集料8～8.2份，粒径为1.18～2.36mm的石灰岩集料5.5～5.8份，粒径为0.6～1.18mm的石灰岩集料3.5～3.7份，粒径为0.3～0.6mm的石灰岩集料2.5～2.9份，粒径为0.15～0.3mm的石灰岩集料0.3～0.5份，粒径为0.075～0.15mm的石灰岩集料0.3～0.5份，粒径为0～0.075mm的石灰岩集料2.2～2.5份。
[0024]按重量份数计，制备本专利技术所述用于路面降温隔热的钢渣基超薄磨耗层材料的原料包括钢渣58～60份，优选为58.5～59.5份。本专利技术控制钢渣的用量在上述范围，以满足SMA
‑
5沥青混合料的结构设计要求并尽可能地实现更好的隔热效果。在本专利技术中，所述钢渣的粒径优选为2.36～4.75mm。
[0025]按重量份数计，制备本专利技术所述用于路面降温隔热的钢渣基超薄磨耗层材料的原料包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于路面降温隔热的钢渣基超薄磨耗层材料，按重量份数计，由包括以下组分的原料制备得到：石灰岩集料22～25份，钢渣58～60份，陶瓷纤维0.1～0.14份，沥青4～8份，木质素纤维0.2～0.4份，石灰石矿粉9～12份；所述钢渣的粒径为2～5mm；所述沥青为SBS改性沥青。2.根据权利要求1所述的钢渣基超薄磨耗层材料，其特征在于，所述钢渣的粒径为2.36～4.75mm。3.根据权利要求1所述的钢渣基超薄磨耗层材料，其特征在于，所述陶瓷纤维为喷吹型陶瓷纤维；所述陶瓷纤维的分类温度为1260℃。4.根据权利要求1或3所述的钢渣基超薄磨耗层材料，其特征在于，所述陶瓷纤维的平均长度为15～25mm，所述陶瓷纤维的导热系数为0.15～0.19W/(m
·
K)。5.根据权利要求1所述的钢渣基超薄磨耗层材料，其特征在于，所述木质素纤维的平均长度为2.5～6mm，所述木质素纤维的灰分含量为18～22wt％。6.权利要求1～5所述用于路面降温隔热的钢渣基超...

【专利技术属性】
技术研发人员：程刚，胡新贺，曹重复，万九鸣，胡小弟，范海斌，程敬童，曹佳瑜，胡俊康，
申请(专利权)人：武汉工大杰诚工程质量检测有限公司，
类型：发明
国别省市：