CN116444203A - 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 - Google Patents
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 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116444203A CN116444203A CN202310346155.XA CN202310346155A CN116444203A CN 116444203 A CN116444203 A CN 116444203A CN 202310346155 A CN202310346155 A CN 202310346155A CN 116444203 A CN116444203 A CN 116444203A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- steel slag
- wearing layer
- layer material
- pavement
- asphalt
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 126
- 239000002893 slag Substances 0.000 title claims abstract description 126
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 126
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 80
- 238000001816 cooling Methods 0.000 title claims abstract description 56
- 238000009413 insulation Methods 0.000 title claims abstract description 55
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims description 15
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 79
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 claims abstract description 66
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 claims abstract description 55
- 239000006028 limestone Substances 0.000 claims abstract description 55
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 54
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 45
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 43
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 claims description 33
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 22
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 22
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 20
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 14
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 13
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims description 8
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 231100000956 nontoxicity Toxicity 0.000 abstract description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- 101100257136 Caenorhabditis elegans sma-5 gene Proteins 0.000 description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 5
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 4
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 4
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 239000011384 asphalt concrete Substances 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 2
- 241000510097 Megalonaias nervosa Species 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 230000004313 glare Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B26/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing only organic binders, e.g. polymer or resin concrete
- C04B26/02—Macromolecular compounds
- C04B26/26—Bituminous materials, e.g. tar, pitch
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/0075—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for road construction
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
- C04B2201/30—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for heat transfer properties such as thermal insulation values, e.g. R-values
- C04B2201/32—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for heat transfer properties such as thermal insulation values, e.g. R-values for the thermal conductivity, e.g. K-factors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Road Paving Structures (AREA)
Abstract
本发明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。
Description
技术领域
本发明涉及沥青路面养护材料技术领域，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。
背景技术
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”。
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。
发明内容
本发明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，本发明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。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明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；
所述钢渣的粒径为2～5mm；所述沥青为SBS改性沥青。
优选地，所述钢渣的粒径为2.36～4.75mm。
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℃。
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)。
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％。
本发明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：
(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；
(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；
(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。
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。
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。
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。
本发明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。
本发明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。本发明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，采用本发明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，本发明实施例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
本发明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；
所述钢渣的粒径为2～5mm；所述沥青为SBS改性沥青。
按重量份数计，制备本发明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。在本发明中，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。
按重量份数计，制备本发明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。本发明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。在本发明中，所述钢渣的粒径优选为2.36～4.75mm。
按重量份数计，制备本发明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陶瓷纤维0.1～0.14份，优选0.11～0.13份。本发明控制陶瓷纤维的用量在上述范围，以达到最佳的路用及隔热性能。在本发明中，所述陶瓷纤维优选为喷吹型陶瓷纤维；所述陶瓷纤维的分类温度优选为1260℃。在本发明中，所述陶瓷纤维的平均长度优选为15～25mm，更优选为20mm。本发明控制陶瓷纤维的平均长度在上述范围，以达到纤维结构更为稳定的目的。在本发明中，所述陶瓷纤维的导热系数优选为0.15～0.19W/(m·K)，更优选为0.175W/(m·K)。本发明控制陶瓷纤维的导热系数在上述范围，以实现隔热性能的最大化。
按重量份数计，制备本发明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沥青4～8份，优选5～7份。在本发明中，所述沥青为SBS改性沥青，更优选为SBS(I-D)改性沥青。本发明控制沥青的用量在上述范围，以确保SMA-5沥青混合料的体积性能
按重量份数计，制备本发明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木质素纤维0.2～0.4份，优选0.25～0.35份。本发明控制木质素纤维的用量在上述范围，以符合国家规范要求。在本发明中，所述木质素纤维的平均长度优选为2.5～6mm，更优选为3.0～5.5mm。本发明控制木质素纤维的平均长度在上述范围，以符合国家规范要求。在本发明中，所述木质素纤维的灰分含量优选为18～22wt％，更优选为20.6wt％。
按重量份数计，制备本发明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石矿粉9～12份，优选9.5～11份。本发明控制石灰石矿粉的用量在上述范围，以符合级配设计需求。
本发明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：
(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；
(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；
(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。
本发明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。
在本发明中，所述预热后的石灰岩集料优选通过在160～168℃下预热4～6h得到。
在本发明中，所述预热后的钢渣优选通过在160～168℃下预热4～6h得到。
在本发明中，所述陶瓷纤维在使用前优选撕成小份。在本发明中，所述拌合的时间优选为50～70s，更优选为60s。本发明控制拌合的时间在上述范围，以更精准控制拌合过程。
得到第一混合物后，本发明向所述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。
在本发明中，所述第一搅拌处理的温度优选为155～160℃；所述第一搅拌处理的时间优选为50～70s，更优选为60s。本发明控制第一搅拌处理的温度和时间在上述范围，以更精准控制拌合过程。
得到第二混合物后，本发明向所述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。
在本发明中，所述第二搅拌处理的温度优选为155～160℃；所述第二搅拌处理的时间优选为50～70s，更优选为60s。本发明控制第二搅拌处理的温度和时间在上述范围，以更精准控制拌合过程。
本发明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。
在本发明中，将所述钢渣基超薄磨耗层材料用于路面养护的方法，包括以下步骤：将制备好的用于路面降温隔热的钢渣基超薄磨耗层材料置于基体表面，进行摊铺碾压。
在本发明中，所述基体表面优选为待改善降温隔热性能的道路表面或建筑表面。
本发明对摊铺碾压的方式没有特殊的限制，采用本领域熟知的摊铺碾压技术方案即可。
本发明提供的用于路面降温隔热的钢渣基超薄磨耗层材料的制备方法操作简单，反应条件温和，适宜施工现场。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
将0-2.36mm石灰岩集料与2.36-4.75mm钢渣筛分成单档集料，石灰石矿粉掺量为矿料质量的12％，确定SMA-5级配。使用SBS(Ⅰ-D)改性沥青，并掺入陶瓷纤维和木质素纤维进行配合比设计，确定普通SMA-5混合料的最佳油石比为6.6％，实施例1～5的SMA-5级配范围如表1所示。
表1 SMA-5级配
实施例1
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27.1份，钢渣54.97份，陶瓷纤维0.1份，沥青6.23份，木质素纤维0.3份，石灰石矿粉11.3份；
所述钢渣的粒径为2～5mm；所述沥青为SBS(I-D)改性沥青；；所述木质素纤维的平均长度为3.0～5.5mm，灰分含量为20.6wt％。
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：
(1)将预热后的石灰岩集料、预热后的钢渣、撕成小份的陶瓷纤维和木质素混合后，进行拌和60s，得到第一混合物；
所述预热后的钢渣和预热后的石灰岩集料分别通过在165℃下预热5h得到；
(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60s，得到第二混合物；
(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60s，得到用于路面降温隔热的钢渣基超薄磨耗层材料。
实施例2
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26.36份，钢渣56.22份，陶瓷纤维0.1份，沥青6.36份，木质素纤维0.3份，石灰石矿粉10.66份；
所述钢渣的粒径为2～5mm；所述沥青为SBS(I-D)改性沥青；所述陶瓷纤维为喷吹型陶瓷纤维，分类温度为1260℃，平均长度为20mm，导热系数为0.175W/(m·K)；所述木质素纤维的平均长度为3.0～5.5mm，灰分含量为20.6wt％。
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：
(4)将预热后的石灰岩集料、预热后的钢渣、撕成小份的陶瓷纤维和木质素混合后，进行拌和60s，得到第一混合物；
所述预热后的钢渣和预热后的石灰岩集料分别通过在165℃下预热5h得到；
(5)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60s，得到第二混合物；
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60s，得到用于路面降温隔热的钢渣基超薄磨耗层材料。
实施例3
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23.48份，钢渣59.10份，陶瓷纤维0.12份，沥青6.17份，木质素纤维0.3份，石灰石矿粉10.83份；
所述钢渣的粒径为2～5mm；所述沥青为SBS(I-D)改性沥青；所述陶瓷纤维为喷吹型陶瓷纤维，分类温度为1260℃，平均长度为20mm，导热系数为0.175W/(m·K)；所述木质素纤维的平均长度为3.0～5.5mm，灰分含量为20.6wt％。
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：
(6)将预热后的石灰岩集料、预热后的钢渣、撕成小份的陶瓷纤维和木质素混合后，进行拌和60s，得到第一混合物；
所述预热后的钢渣和预热后的石灰岩集料分别通过在165℃下预热5h得到；
(7)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60s，得到第二混合物；
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60s，得到用于路面降温隔热的钢渣基超薄磨耗层材料。
实施例4
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28.49份，钢渣54.53份，陶瓷纤维0.11份，沥青6.39份，木质素纤维0.3份，石灰石矿粉10.18份；
所述钢渣的粒径为2～5mm；所述沥青为SBS(I-D)改性沥青；所述陶瓷纤维为喷吹型陶瓷纤维，分类温度为1260℃，平均长度为20mm，导热系数为0.175W/(m·K)；所述木质素纤维的平均长度为3.0～5.5mm，灰分含量为20.6wt％。
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：
(8)将预热后的石灰岩集料、预热后的钢渣、撕成小份的陶瓷纤维和木质素混合后，进行拌和60s，得到第一混合物；
所述预热后的钢渣和预热后的石灰岩集料分别通过在165℃下预热5h得到；
(9)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60s，得到第二混合物；
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60s，得到用于路面降温隔热的钢渣基超薄磨耗层材料。
实施例5
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23.92份，钢渣58.67份，陶瓷纤维0.13份，沥青6.41份，木质素纤维0.3份，石灰石矿粉10.57份；
所述钢渣的粒径为2～5mm；所述沥青为SBS(I-D)改性沥青；所述陶瓷纤维为喷吹型陶瓷纤维，分类温度为1260℃，平均长度为20mm，导热系数为0.175W/(m·K)；所述木质素纤维的平均长度为3.0～5.5mm，灰分含量为20.6wt％。
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：
(10)将预热后的石灰岩集料、预热后的钢渣、撕成小份的陶瓷纤维和木质素混合后，进行拌和60s，得到第一混合物；
所述预热后的钢渣和预热后的石灰岩集料分别通过在165℃下预热5h得到；
(11)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60s，得到第二混合物；
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60s，得到用于路面降温隔热的钢渣基超薄磨耗层材料。
将实施例1～5制备的用于路面降温隔热的钢渣基超薄磨耗层材料制作成双层车辙板和马歇尔试件，采用室外降温实验方法和室内降温实验分别检测实施例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路用性能与阻热性能，并使用红外热像仪分别测试上述双层车辙板试件上表面和下表面的温度，采用热常数分析仪(Hot Disk)测试5种不同的用于路面降温隔热的钢渣基超薄磨耗层材料的导热系数、热扩散系数和比热容，具体结果如下表2和3所示。
表2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路用性能
表3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阻热性能
由表2和表3可以看出，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；钢渣和陶瓷纤维可以显著降低所述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，同时钢渣可以增大混合料的比热容；当陶瓷纤维掺量为沥青用量的2％且掺入钢渣时，制备的用于路面降温隔热的钢渣基超薄磨耗层材料的降温效果最好。
综上可知，本发明通过加入钢渣，并控制陶瓷纤维的含量，可以降低制备的用于路面降温隔热的钢渣基超薄磨耗层材料加热时所吸收的热量，利于降低沥青混合料的永久变形，可以大大减缓沥青路面车辙的产生，对减轻城市热岛效应也有极其重大的意义。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
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薄磨耗层材料的制备方法，包括以下步骤：
(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；
(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；
(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。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中预热后的钢渣通过在160～168℃下预热4～6h得到。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，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。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，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。
10.权利要求1～5任意一项所述的钢渣基超薄磨耗层材料或权利要求6～9任一项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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310346155.XA CN116444203B (zh) | 2023-04-03 | 2023-04-03 | 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 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310346155.XA CN116444203B (zh) | 2023-04-03 | 2023-04-03 | 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 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116444203A true CN116444203A (zh) | 2023-07-18 |
| CN116444203B CN116444203B (zh) | 2023-11-17 |
Family
ID=87128164
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310346155.XA Active CN116444203B (zh) | 2023-04-03 | 2023-04-03 | 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 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116444203B (zh) |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102674753A (zh) * | 2012-05-30 | 2012-09-19 | 长安大学 | 一种用于沥青路面的热阻式陶粒磨耗层及其制备方法 |
| CN107165018A (zh) * | 2017-05-11 | 2017-09-15 | 广州珠江黄埔大桥建设有限公司 | 一种单粒径沥青碎石超薄磨耗层及其制备方法 |
| CN109537395A (zh) * | 2018-10-25 | 2019-03-29 | 浙江工业大学 | 一种阻热降温式沥青混凝土磨耗层施工方法 |
| CN109592940A (zh) * | 2019-01-04 | 2019-04-09 | 葛洲坝武汉道路材料有限公司 | 一种基于钢渣骨架的超薄抗滑磨耗层及其制备方法 |
| CN110499687A (zh) * | 2019-09-03 | 2019-11-26 | 中南大学 | 一种抗车辙的沥青路面降温结构及其各层材料组成 |
| KR102252921B1 (ko) * | 2020-04-03 | 2021-05-20 | 주식회사 이레하이테크이앤씨 | 미세먼지흡착, 방수, 제설 및 차열효과를 가지는 다기능 아스팔트 도로포장재 조성물 및 이를 이용한 노후 아스팔트 도로포장 보수공법 |
| CN112876138A (zh) * | 2021-01-25 | 2021-06-01 | 南京朝科路桥工程技术有限公司 | 一种超薄罩面沥青混凝土及其制备方法 |
| CN113582587A (zh) * | 2021-07-26 | 2021-11-02 | 东南大学 | 一种基于钢渣集料的极薄抗滑磨耗材料及其应用 |
| CN115650639A (zh) * | 2022-11-17 | 2023-01-31 | 中铁四局集团有限公司 | 一种钢渣抗滑磨耗层沥青混合料及其制备方法 |
-
2023
- 2023-04-03 CN CN202310346155.XA patent/CN116444203B/zh active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102674753A (zh) * | 2012-05-30 | 2012-09-19 | 长安大学 | 一种用于沥青路面的热阻式陶粒磨耗层及其制备方法 |
| CN107165018A (zh) * | 2017-05-11 | 2017-09-15 | 广州珠江黄埔大桥建设有限公司 | 一种单粒径沥青碎石超薄磨耗层及其制备方法 |
| CN109537395A (zh) * | 2018-10-25 | 2019-03-29 | 浙江工业大学 | 一种阻热降温式沥青混凝土磨耗层施工方法 |
| CN109592940A (zh) * | 2019-01-04 | 2019-04-09 | 葛洲坝武汉道路材料有限公司 | 一种基于钢渣骨架的超薄抗滑磨耗层及其制备方法 |
| CN110499687A (zh) * | 2019-09-03 | 2019-11-26 | 中南大学 | 一种抗车辙的沥青路面降温结构及其各层材料组成 |
| KR102252921B1 (ko) * | 2020-04-03 | 2021-05-20 | 주식회사 이레하이테크이앤씨 | 미세먼지흡착, 방수, 제설 및 차열효과를 가지는 다기능 아스팔트 도로포장재 조성물 및 이를 이용한 노후 아스팔트 도로포장 보수공법 |
| CN112876138A (zh) * | 2021-01-25 | 2021-06-01 | 南京朝科路桥工程技术有限公司 | 一种超薄罩面沥青混凝土及其制备方法 |
| CN113582587A (zh) * | 2021-07-26 | 2021-11-02 | 东南大学 | 一种基于钢渣集料的极薄抗滑磨耗材料及其应用 |
| CN115650639A (zh) * | 2022-11-17 | 2023-01-31 | 中铁四局集团有限公司 | 一种钢渣抗滑磨耗层沥青混合料及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116444203B (zh) | 2023-11-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106186922B (zh) | 半刚性沥青路面材料及其制备方法 | |
| CN108129073B (zh) | 一种冷拌冷铺沥青混合料及冷拌冷铺沥青混合料磨耗层 | |
| CN100372891C (zh) | 利用废旧轮胎采用混合法制备改性沥青混合料的方法 | |
| CN106007491B (zh) | 常温再生沥青混合料及其制备方法 | |
| CN101591881B (zh) | 一种采用冷再生技术维修的路面及其施工方法 | |
| CN102515650B (zh) | 相变调温水泥沥青复合式混凝土及其制备方法 | |
| CN113636786B (zh) | 一种乳化沥青厂拌冷再生沥青混合料及其制备方法 | |
| CN109650781B (zh) | 一种中低温温拌高摩阻薄层罩面沥青混合料及其制备方法 | |
| CN102351468A (zh) | 再生沥青混合料及其制备方法 | |
| CN102849987B (zh) | 低排放型复合相变改性沥青混合料及其制备方法 | |
| CN107698990B (zh) | 一种利用工业废渣的陶瓷抛光砖粉改性沥青及其制备方法 | |
| CN109180071B (zh) | 一种道路面层用高性能冷拌混合料及其制备方法 | |
| CN113186772B (zh) | 一种轻质隔热半柔性抗裂路面及其制备方法 | |
| CN115650639A (zh) | 一种钢渣抗滑磨耗层沥青混合料及其制备方法 | |
| CN110128070B (zh) | 级配碎石灌入式半柔性复合路面混合料及路面施工方法 | |
| CN104631269B (zh) | 一种公路养护用钢渣集料同步碎石封层材料及施工方法 | |
| CN113698138B (zh) | 一种rap高掺量的再生混合料、其制备方法及应用 | |
| WO2023231618A1 (zh) | 一种油页岩渣及干馏钻井油屑渣无害化利用的方法 | |
| CN109021595A (zh) | 一种热再生钢渣沥青混合料 | |
| CN103508702A (zh) | 一种冷拌相变储热型沥青混合料 | |
| CN106630769A (zh) | 一种可用于重交通道路中面层的改性乳化沥青冷拌冷铺混合料及其制备方法 | |
| CN116444203B (zh) | 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 | |
| CN115849769B (zh) | 一种城市道路用沥青混合料及其制备方法 | |
| CN112142395A (zh) | 一种掺入垃圾焚烧炉渣的水泥稳定碎石混合料 | |
| CN107759139A (zh) | 高抗疲劳抗开裂透水沥青混合料及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |