沥青路面用复合油膜包裹型低冰点材料喷洒液及制备方法

技术领域

本发明涉及道路工程防除冰技术领域，具体涉及一种沥青路面用复合油膜包裹型低冰点材料喷洒液及其制备方法。

背景技术

低冰点路面以其绿色环保理念、良好的融冰效果受到越来越多的关注。目前，沥青路面除冰雪技术主要采用人工除雪、机械除雪以及撒布融雪盐。然而，人工除雪效率低，机械法和化学融雪剂法会造成路面结构及附属设施破损、钢筋锈蚀、土壤和水环境污染。且上述除冰雪技术在清除冰雪过程中需要占用交通通行资源，影响道路正常运行。在此背景下，涂层类低冰点路面因其主动融冰雪和绿色环保的特点，有效地保障了道路交通运行的安全和效率。

涂层类低冰点路面是以乳化沥青为基材，裹附低冰点材料，并采用专用的设备将低冰点乳化沥青乳液以雾状形式喷洒到路面，施工后形成1mm左右厚度的薄膜以达到融雪抑冰效果。然而，低冰点路面因为盐化物易破乳析出，导致融冰雪路面寿命减短，限制了其大面积的应用。为解决这一问题，亟需研制抑冰优异、可多次作用，以期延长除冰使用寿命，达到良好的抑冰功效。

发明内容

本发明的目的是提供一种沥青路面用多次抑冰复合油膜包裹型低冰点材料喷洒液，该复合油膜包裹型低冰点材料喷洒液不仅具有优异的抑冰性能和粘附性、环保、低能耗等优点，同时具备良好的抗滑性和多次抑冰性，是一种可用于抑制沥青路面薄冰灾害的有机无机复合材料。复合油膜包裹型低冰点材料喷洒液可用于抑制沥青路面薄冰形成、降低沥青路面与冰雪界面粘结、辅助机械除冰雪等。

本发明进而提供了一种沥青路面用节能、多次抑冰的复合油膜包裹型低冰点材料喷洒液的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用了以下的技术方案：

本发明给出了一种沥青路面用复合油膜包裹型低冰点材料喷洒液，包括下述质量比的原料：

沥青135-140份，水49份，稀盐酸0.01-0.02份，乳化剂0.6-1.2份；废机油8-12份，溶剂煤油2-3份；乙酸钙7份，乙酸镁4份，亚硝酸钠4份。

作为优选，所述沥青为煤焦沥青、石油沥青或天然沥青中的一种。

作为优选，所述稀盐酸为浓度2.5-3mol/L的盐酸。

作为优选，所述乳化剂为阳离子快裂快凝沥青乳化剂BH-K的一种。

作为优选，所述溶剂煤油为D80溶剂油、D60溶剂油、D40溶剂油的一种。

本发明还进一步给出了一种沥青路面用复合油膜包裹型低冰点材料喷洒液的制备方法，包括下述步骤：

A.首先将质量比为85-90份沥青和8-12份废机油与质量比为2-3份溶剂煤油混合，制备得到低冰点材料裹覆液；

B.按质量比将步骤A中得到的低冰点材料裹覆液、7份乙酸钙、4份乙酸镁和4份亚硝酸钠充分混合，搅拌后用筛网将固体颗粒滤出，晾干，得到复合油膜包裹型低冰点材料；

C.再将质量比为50份沥青、0.6-1.2份乳化剂、49份水和0.01-0.02份稀盐酸混合搅拌，得到乳化沥青；

D.按质量比将步骤B中得到的复合油膜包裹型低冰点材料与步骤C中得到的乳化沥青充分混合，得到沥青路面用复合油膜包裹型低冰点材料喷洒液。

作为优选，所述步骤A，制备低冰点材料裹覆液的温度为50-60℃，搅拌时间为20-30min。

作为优选，所述步骤B，制备复合油膜包裹型低冰点材料的温度为50-60℃，搅拌时间为8-15min。

作为优选，所述步骤C，制备乳化沥青时，加入水的温度为60-70℃，乳化沥青制备温度为120-135℃。

本发明利用废机油、煤油和沥青配制低冰点材料裹覆液，降低了沥青使用量，有效控制了低冰点材料裹覆液成本；乙酸钙、乙酸镁、亚硝酸钠混合形成的低冰点材料对环境影响较小，抑冰性能优异；乳化剂与沥青制成的喷洒液基材使路面快速干燥，缩短了施工占用交通管控时间，可适应快速开放交通条件下快速恢复车辆通行；低冰点材料喷洒液除了兼备一定的粘附性、抗滑稳定性外，掺入废机油的油膜增强了抑冰次数并节省了石油能源；低冰点材料喷洒液各组分环保、低能耗，满足当前环境保护要求。

低冰点材料喷洒液在干燥条件下摆式摩擦仪BPN值不低于80，粘结强度大于2MPa；复合油膜包裹型低冰点材料喷洒液常温条件下喷洒在沥青路面可在1小时内完成干燥，并开放交通。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。

本发明沥青路面用复合油膜包裹型低冰点材料喷洒液的制备方法，包括以下步骤：

A.首先将质量比为85-90份沥青(采用煤焦沥青、石油沥青或天然沥青中的一种，可选用基质沥青)和8-12份废机油与质量比为2-3份煤油(为D80溶剂油、D60溶剂油或D40溶剂油)按照比例均匀准确称量，使用加热炉搅拌，采用温度为50-60℃，搅拌时间为20-30min，制备得包裹性优良的低冰点材料裹覆液；

B.按质量比将步骤A中得到的低冰点材料裹覆液、7份乙酸钙、4份乙酸镁4份亚硝酸钠充分混合，再次使用加热炉采用温度为50-60℃，搅拌时间为8-15min搅拌后，用筛网将固体颗粒滤出晾干，得到复合油膜包裹型低冰点材料；

C.将质量比为50份沥青(同上沥青)、0.6-1.2份乳化剂(为快裂快凝阳离子沥青乳化剂BH-K)、质量比为49份水(温度为60-70℃)和0.01-0.02份稀盐酸按照比例均匀准确称量，使用胶体磨制备得到乳化沥青；

D.按质量比将步骤B中得到的复合油膜包裹型低冰点材料与步骤C中得到的乳化沥青充分混合，得到沥青路面用复合油膜包裹型低冰点材料喷洒液。

其中，乙酸钙为含量98％化学纯乙酸钙，乙酸镁为含量99％化学纯乙酸镁。

下面给出具体实施例来进一步说明本发明制备方法。

实施例1

A.将质量比为88份煤焦沥青和10份废机油与质量比为2份D80溶剂油按照比例均匀准确称量，混合，搅拌，60℃下搅拌20min，得到低冰点材料裹覆液；

B.按质量比将低冰点材料裹覆液、7份乙酸钙、4份乙酸镁4份亚硝酸钠充分混合，50℃下搅拌10min，筛网将固体颗粒滤出晾干，得到复合油膜包裹型低冰点材料；

C.将质量比为50份煤焦沥青、1.0份快裂快凝乳化剂BH-K、60℃的49份水和0.01份稀盐酸混匀，使用胶体磨制备得到乳化沥青；

D.按质量比将步骤B中得到的复合油膜包裹型低冰点材料与步骤C中得到的乳化沥青充分混合，得到沥青路面用复合油膜包裹型低冰点材料喷洒液。

实施例2

A.将质量比为85份煤焦沥青和12份废机油与质量比为2.5份D80溶剂油按照比例均匀准确称量，混合，搅拌，55℃下搅拌25min，得到低冰点材料裹覆液；

B.按质量比将低冰点材料裹覆液、7份乙酸钙、4份乙酸镁4份亚硝酸钠充分混合，55℃下搅拌12min，筛网将固体颗粒滤出晾干，得到复合油膜包裹型低冰点材料；

C.将质量比为50份煤焦沥青、0.6份快裂快凝乳化剂BH-K、70℃的49份水和0.02份稀盐酸混匀，使用胶体磨制备得到乳化沥青；

D.按质量比将步骤B中得到的复合油膜包裹型低冰点材料与步骤C中得到的乳化沥青充分混合，得到沥青路面用复合油膜包裹型低冰点材料喷洒液。

实施例3

A.将质量比为40份煤焦沥青和8份废机油与质量比为3份D80溶剂油按照比例均匀准确称量，混合，搅拌，50℃下搅拌30min，得到低冰点材料裹覆液；

B.按质量比将低冰点材料裹覆液、7份乙酸钙、4份乙酸镁4份亚硝酸钠充分混合，60℃下搅拌15min，筛网将固体颗粒滤出晾干，得到复合油膜包裹型低冰点材料；

C.将质量比为50份煤焦沥青、1.2份快裂快凝乳化剂BH-K、70℃的49份水和0.01份稀盐酸混匀，使用胶体磨制备得到乳化沥青；

D.按质量比将步骤B中得到的复合油膜包裹型低冰点材料与步骤C中得到的乳化沥青充分混合，得到沥青路面用复合油膜包裹型低冰点材料喷洒液。

下述给出了对比例与本发明实施例比较，来进一步说明发明效果。

对比例1：沥青，对比例2：低冰点材料混合物；配合比例以重量份计的配方，见表1：

表1对比例配方

对比例2的具体制备工艺：将乙酸钙、乙酸镁、亚硝酸钠按比例称量，加入烧杯中室温下搅拌均匀，得到的低冰点材料混合物按一定比例均匀撒铺在马歇尔试件。

实施例与对比例的性能测试结果对比见表2。

表2性能指标对比

注：检测项目用试件均利用成型的双层车辙板钻芯或切割所得，洒布剂量均为0.6kg/m

根据性能试验结果，与对比例相比，本发明制备的节能、多次抑冰的复合油膜包裹型低冰点材料喷洒液，其-5℃、0.3mm薄冰条件下抑冰次数均不低于10次；-5℃条件下干燥状态试件BPN值不低于80；粘结力不低于2MPa，结合制备工艺及各组分性质可得知，复合油膜包裹型低冰点材料喷洒液不仅具有优异的抑冰性能和粘附性、环保、低能耗等优点，同时具备良好的抗滑性和多次抑冰性，是一种制备操作快速简便的复合油膜包裹型低冰点材料喷洒液。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推理或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。