一种适用于沥青混合料的相变材料制备方法

技术领域

本发明涉及公路工程材料领域，具体为一种适用于沥青混合料的相变材料制备方法。

背景技术

近几年公路基础建设的飞速发展，其中沥青混合料路面由于其平顺性、耐磨性、易维修等优点在我国高公路建设中得到了广泛的应用。然而，由于环境变化和车辆荷载等因素的影响，沥青路面在使用寿命内也会出现很多缺陷，影响了沥青路面的使用性能和使用寿命。产生这些问题的主要原因之一就是沥青混合料对温度的敏感性。沥青混合料作为一种典型的温度敏感材料，其力学性能、弹性模量等都随温度变化而发生变化，在温度较高时，沥青混合料会软化，从而在车辆荷载作用下产生车辙病害，在温度较低时混合料会硬化收缩从而产生裂缝，这些由于环境温度变化引起的缺陷如果处理不当，会引起道路整体结构的破坏并危害道路行车安全。而在沥青混合料中加入相变材料，可以通过材料相变过程中吸收和释放热量，从而达到条件沥青混合料温度的目的，目前国内外相关研究主要借鉴了相变材料在建筑领域中的应用方法，证明了相变材料应用于沥青路面从而主动调节路面温度是一种切实可行的途径，但由于沥青路面在使用过程中必然要经受交通荷载反复作用、气候条件变化等外界因素的影响；此外，还需考虑铺设的施工工艺如高温拌和、碾压成型等不利因素，因而对应用其中的相变材料性能提出了更高的要求。

发明内容

本发明的目的在于考虑沥青混合料拌合铺筑等施工过程中高温条件和公路工程对沥青混合料性能的要求，制备一种适用于沥青混合料的相变材料，以达到提高路面温度调节能力的作用。

为了实现上述目的，本发明制备一种适用于沥青混合料的相变材料，是由基础相变材料、载体合成材料、聚合促进剂等原料组成。其中基础相变材料为聚乙二醇(HO(CH

相变材料制备过程：聚丙烯酰胺的聚合，聚乙二醇聚丙烯酰胺的接枝共聚，共沸法得到相变材料固体，真空干燥。其中聚丙烯酰胺的聚合为丙烯酰胺和过硫酸钾溶于去离子水后在40℃水浴环境中至完全溶解，聚乙二醇聚丙烯酰胺的接枝共聚为在上一步的基础上加入聚乙二醇，并将温度提高至80℃至反应完全。通过添加该相变材料的沥青混合料，路用性能试验的各项指标均满足规范要求，表现出良好的适用性。

本发明的优点，主要是：①与普通沥青混合料相比较，在低温环境(0℃)情况下添加该相变材料沥青混合料问题提高2-3℃，在高温环境(40℃)情况下添加该相变材料沥青混合料问题降低1-2℃，有效降低了沥青混合料的温度敏感性。②在规定范围内添加该相变材料沥青混合料的水稳定性能和低温性能有所提高。③从社会经济效益层面看，沥青混合料用相变材料是一种环境友好型材料，该材料的使用可以提高道路温度调节能力，从而提高路面整体寿命，减少公路养护费用。同时，使用该材料使沥青路面具有夏天减少城市热岛效应，冬天路面主动融雪化冰的应用潜力，对于保护路域环境，提高行车安全均具有重要意义。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实例，对本发明进行进一步详细说明。

实施例1，本实施例公开了适用于力混合料的相变材料，包括如下重量含量的成分：聚乙二醇56份、丙烯酰胺40份、过硫酸钾4份。

制备原理如下：相变材料中起吸放热作用的材料为聚乙二醇，其具有潜热值大、热重损失小、相变体积变化小、无毒无害的特点，是一种环境友好型材料；起骨架作用的是聚丙烯酰胺，其软化温度为210℃，高于沥青混合料施工温度，并可以通过枝结与聚乙二醇结合，使聚乙二醇在熔点以上依然保持固体化状态，保证在沥青混合料施工和后期应用过程中不会产生泄漏，保证沥青混合料路用性能。

在本发明中，优选地采用共沸法得到相变材料固体，可以保证相变材料的纯度。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。