本發明屬于路面鋪裝技術領域，特別是涉及一種抑制凍結劑，一種瀝青路面材料，以及這種抑制凍結劑和瀝青路面材料的制備方法。
背景技術：
我國北方地區冬季氣候寒冷，路面積雪結冰對公路發展和交通安全運營制約嚴重。目前除冰雪的方法有：人工機械清除冰雪、撒融雪劑和抑制凍結鋪裝技術，其中人工除冰雪費時、并且效果也不好，撒融雪劑的方法則會給環境帶來污染，為此國內外對抑制凍結鋪裝技術的研究變得越來越多。常用的道路抑制凍結鋪裝技術大體分為兩類，一類為在路面鋪裝材料中添加彈性材料，通過面層變形，使冰雪破碎融化；另一類為在路面鋪裝材料中摻加抑制凍結材料，通過該材料的緩釋析出，降低冰點，抑制凍結，如日本研制Maflion材料（一種粉末狀鹽化物）和瑞士研發的V-260（一種顆粒狀鹽化物），但是他們的價格十分昂貴，不適合國內的大面積推廣應用。為此，國內需要自主研發一種性能良好、價格低廉、適宜推廣的抑制凍結鋪裝劑。
技術實現要素：
本發明提出了一種抑制凍結劑及瀝青混合料及其制備方法，要解決傳統的抑制凍結的瀝青路面成本高、抑凍性能不好和不適宜被廣泛運用的技術問題。
本發明技術方案如下。
一種抑制凍結劑，其特征在于：包括如下重量份的組分：
火山石粉：8份～12份；
氯化鈣：34份～56份；
所述火山石粉酸性火山巖研磨而成。
優選的，所述火山石粉的細度為150～300目，火山石粉的顏色為暗紅色或土紅色。
一種抑制凍結劑的制備方法，其特征在于，包括步驟如下：將氯化鈣溶于水，制成飽和氯化鈣溶液，再將火山石粉加入飽和氯化鈣溶液中，使火山石粉全部溶于飽和氯化鈣溶液，均勻攪拌，最后烘干，研磨，制得抑制凍結劑；制得的抑制凍結劑需密封保存。
一種瀝青混合料，其特征在于：包括如下重量份的組分：
10mm≤粒徑≤15mm 的碎石 22～26份
5mm≤粒徑≤10mm的碎石 20～24份
0≤粒徑≤5mm的石屑 46～52份
礦粉 1.5～2.5份
抑制凍結劑 1.5～2.5份
瀝青 4～6份。
其中抑制凍結劑為上述方法制得的抑制凍結劑。
優選的，所述碎石、石屑和礦粉均由玄武巖或者石灰巖經過加工制成。
一種瀝青混合料的制備方法，其特征在于，包括步驟如下：
步驟1、制備抑制凍結劑；將氯化鈣溶于水，制成飽和氯化鈣溶液，再將火山石粉加入飽和氯化鈣溶液中，使火山石粉全部溶于飽和氯化鈣溶液，均勻攪拌，最后烘干，研磨，制得抑制凍結劑；制得的抑制凍結劑需密封保存。
步驟2、制備瀝青混合料；將步驟1中制備好的抑制凍結劑、瀝青、10mm≤粒徑≤15mm 的碎石、5mm≤粒徑≤10mm的碎石 、0≤粒徑≤5mm的石屑和礦粉按比例配制瀝青混合料。
優選的，步驟1中所述抑制凍結劑的火山石粉為酸性火山巖研磨而成。
優選的，步驟1中火山石粉的細度為150～300目，火山石粉的顏色為暗紅色或土紅色。
優選的，步驟1中，烘干溫度200～300℃，烘干時間大于等于3小時。
優選的，步驟2中，先將10mm≤粒徑≤15mm 的碎石、5mm≤粒徑≤10mm的碎石和0≤粒徑≤5mm的石屑加熱到180℃～190℃；再加入瀝青，混合攪拌均勻，攪拌溫度為170℃～180℃，攪拌時間為60s～120s；混合攪拌均勻后加入抑制凍結劑和礦粉繼續攪拌50s以上，拌合均勻即可。
與現有技術相比本發明具有以下特點和有益效果。
（1）本發明方法中的抑制凍結劑中氯化鈣逐漸的釋放出來，由于火山石粉的
吸附作用，氯化鈣在路面壓力和孔隙水動力作用下不會一次性地釋放到路面，而是逐漸釋放到路面，溶解在雪水中的氯化鈣降低了路面雪水冰點，氯化鈣溶于水后含量只要達到12%，即可使冰點降到-8℃，經試驗驗證，本發明中所述瀝青混合料，在有少量雪水接觸和在雪水的不斷沖刷的過程中，氯離子會每小時析出總氯離子量的4%，相比較于中到小雪的下雪量，在有雪水沖刷的條件下，雪水中氯化鈣含量很快即可達到10%以上，所以路面析出的鹽分足以融化這些冰雪。較傳統瀝青混合料鋪設的路面，在冬天路面結冰情況下，融解冰雪的效果更好，可以有效解決冬季道路融冰雪及行車安全問題。
（2）本發明中制備抑制凍結劑所用到的火山石粉是一種吸附作用較強的物質，且成粉狀，比表面積大，可以與氯化鈣結合的更緊密，并且用較少量的火山石粉即可吸附結合大量的氯化鈣等鹽類，制備過程相對更加簡便，并且鹽離子與火山石粉相剝離的速度更加平穩，可以均衡平穩地釋放到路面，從而使融解冰雪的效果更好。
（3）本發明中的抑制凍結劑呈粉體狀態易于添加，可以作為填料加入瀝青中，因此本發明具有操作簡單，條件可控的優點。
（4）由于本發明中抑制凍結劑有效成分為氯化鈣，起融雪化冰效果，可降低冰點，同時對瀝青混合料正常使用性能沒有影響。
（5）本發明的抑制凍結劑的造價低廉，以氯化鈣為例，氯化鈣5700元/t，火山石粉500元/t，按火山石粉和氯化鈣1：5混合，綜合價格低于0.5萬元/t。而國外的Maflion價格為1.5萬元/t，V-260的價格為2～3萬元/t，因此本發明成本低廉，易于推廣利用。
具體實施方式
本實施例所用的原材料如下：
當然在其他實施例中用其他酸性火山石粉也可以，例如用流紋巖或者英安流紋巖研磨而成。
本實施例采用細粒式AC-13C密級配改性瀝青混合料，其級配篩分結果如表1-表3：
表1礦粉級配篩分結果
本實施例中，采用的粗集料（碎石）、細集料（石屑）級配篩選分級如表2和表3所示。
表2粗集料篩分結果
表3細集料篩分結果
篩分結果符合JTG F40-2004《公路瀝青路面施工技術規范》所推薦的級配表確定集料的級配范圍，將配好相同體積的抑制凍結劑置換相同體積的礦粉。
本實施例所用瀝青性質如表4。
表4瀝青性質
在其它實施例中的瀝青也可以采用橡膠瀝青。
實施例1：
本實施例中，這種抑制凍結劑，包括如下重量份的組分：
火山石粉： 8份；
無水氯化鈣：34份。
本實施例中，所述火山石粉為酸性火山巖研磨而成，例如流紋巖或者英安流紋巖，火山石粉的顏色為暗紅色或土紅色，火山石粉的細度為200目。
其他實施例中火山石粉的細度也可以為：150目、300目或150到300目之間的某一數值。
這種這種抑制凍結劑的制備方法，包括步驟如下：
將無水氯化鈣溶于水，制成飽和氯化鈣溶液，再將火山石粉按比例加入飽和氯化鈣溶液中，使火山石粉全部溶于飽和氯化鈣溶液，使火山石粉全部溶于飽和氯化鈣溶液，均勻攪拌，最后烘干，烘干溫度為300℃左右，并且烘干時間為大于等于3小時；用球磨機研磨烘干后的物質，研磨至150～300目，制得抑制凍結劑，制得的抑制凍結劑需密封保存。
本實施例中，所制得的抑制凍結劑細度為200目。
其他實施例中抑制凍結劑細度的細度也可以為：150目、300目或150到300目之間的某一數值。
這種瀝青混合料，包括如下重量份的組分：
10mm≤粒徑≤15mm 的碎石 22份
5mm≤粒徑≤10mm的碎石 20份
0≤粒徑≤5mm的石屑 46份
礦粉 1.5份
抑制凍結劑 1.5份
瀝青 4份。
其中所述抑制凍結劑包括如下重量份的組分：
火山石粉：8份；無水氯化鈣：34份。
這種瀝青混合料的制備方法，包括步驟如下：
步驟1、制備抑制凍結劑；將無水氯化鈣溶于水，制成飽和氯化鈣溶液，再將火山石粉按比例加入飽和氯化鈣溶液中，混合均勻后，使火山石粉全部溶于飽和氯化鈣溶液，均勻攪拌，最后烘干，烘干溫度定為300℃左右，并且烘干時間為3小時左右；用球磨機研磨烘干后的物質，研磨至150～300目，制得抑制凍結劑，制得的抑制凍結劑需密封保存。
本實施例中，烘干后的物質研磨至200目。
步驟2、將制備好的抑制凍結劑、瀝青、粗集料、細集料和礦粉按比例配制瀝青混合料；先將碎石和石屑加熱到185℃左右；再加入瀝青，混合攪拌均勻，攪拌溫度為175℃左右，攪拌時間為60～120s；混合攪拌均勻后加入抑制凍結劑和礦粉繼續攪拌50～60s，拌合均勻即可。
本實施例中，步驟2中所述的制備溫度和時間是在瀝青混凝土大型攪拌設備進行的。
實施例2：
本實施例中，這種抑制凍結劑，由如下重量份的組分組成：
火山石粉 12份；
無水氯化鈣 56份。
本實施例中，所述火山石粉為酸性火山巖研磨而成，例如流紋巖或者英安流紋巖，火山石粉的顏色為暗紅色或土紅色；火山石粉的細度為200目。其他實施例中火山石粉的細度也可以為：150目、300目或150到300目之間的某一數值。
這種抑制凍結劑的制備方法，包括步驟如下：
將無水氯化鈣溶于水，制成飽和氯化鈣溶液，再將火山石粉按比例加入飽和氯化鈣溶液中，使火山石粉全部溶于飽和氯化鈣溶液，均勻攪拌，最后烘干，烘干溫度定為300℃左右，并且烘干時間為大于等于3小時；用球磨機研磨烘干后的物質，研磨至150～300目，制得抑制凍結劑，制得的抑制凍結劑需密封保存。
本實施例中，所制得抑制凍結劑細度為200目。
其他實施例中所制得的將烘抑制凍結劑細度也可以為：150目、300目或150到300目之間的某一數值。
這種瀝青混合料，包括如下重量份的組分：
10mm≤粒徑≤15mm 的碎石 26份
5mm≤粒徑≤10mm的碎石 24份
0≤粒徑≤5mm的石屑 52份
礦粉 2.5份
抑制凍結劑 2.5份
瀝青 6份。
其中所述抑制凍結劑由如下重量份的組分組成：
火山石粉： 12份；
氯化鈣： 56份。
本實施例中，本實施例中，所述火山石粉為酸性火山巖研磨而成，例如流紋巖或者英安流紋巖，火山石粉的顏色為暗紅色或土紅色；火山石粉的細度為200目。其他實施例中火山石粉的細度也可以為：其他實施例中火山石粉的細度也可以為：150目、300目或150到300目之間的某一數值。
這種瀝青混合料的制備方法，包括步驟如下：
步驟1、制備抑制凍結劑；將無水氯化鈣溶于水，制成飽和氯化鈣溶液，再將火山石粉按比例加入飽和氯化鈣溶液中，混合均勻后，使火山石粉全部溶于飽和氯化鈣溶液，均勻攪拌，最后烘干，烘干溫度定為300℃左右，并且烘干時間為3小時左右；用球磨機研磨烘干后的物質，研磨至150～300目，制得抑制凍結劑，制得的抑制凍結劑需密封保存。
本實施例中，所制得抑制凍結劑細度為200目。
其他實施例中所制得的將烘抑制凍結劑細度也可以為：150目、300目或150到300目之間的某一數值。
步驟2、將制備好的抑制凍結劑、瀝青、粗集料、細集料和礦粉按比例配制瀝青混合料；先將碎石和石屑加熱到185℃左右；再加入瀝青，混合攪拌均勻，攪拌溫度為175℃左右，攪拌時間為60～120s；混合攪拌均勻后加入抑制凍結劑和礦粉繼續攪拌50～60s，拌合均勻即可。
本實施例中，步驟2中所述的制備溫度和時間是在瀝青混凝土大型攪拌設備進行的。
實施例3：
本實施例中，這種抑制凍結劑，由如下重量份的組分組成：
火山石粉 10份；
無水氯化鈣 47份。
本實施例中，所述火山石粉為酸性火山巖研磨而成，例如流紋巖或者英安流紋巖，火山石粉的顏色為暗紅色或土紅色，火山石粉的細度為200目。
其他實施例中火山石粉的細度也可以為：150目、300目或150到300目之間的某一數值。
這種抑制凍結劑的制備方法，包括步驟如下：
將無水氯化鈣溶于水，制成飽和氯化鈣溶液，再將火山石粉按比例加入飽和氯化鈣溶液中，使火山石粉全部溶于飽和氯化鈣溶液，均勻攪拌，最后烘干，烘干溫度定為300℃左右，并且烘干時間為大于等于3小時；用球磨機研磨烘干后的物質，研磨至150～300目，制得抑制凍結劑，制得的抑制凍結劑需密封保存。
本實施例中，所制得抑制凍結劑細度為200目。
其他實施例中所制得的將烘抑制凍結劑細度也可以為：150目、300目或150到300目之間的某一數值。
這種瀝青混合料的重量份的組分如下：
10mm≤粒徑≤15mm 的碎石 24份
5mm≤粒徑≤10mm的碎石 22份
0≤粒徑≤5mm的石屑 50份
礦粉 1.5份
抑制凍結劑 2.5份
瀝青 5份
在本實施例中，所述抑制凍結劑包括如下重量份的組分：
火山石粉：10份；
無水氯化鈣：47份。
這種瀝青混合料的制備方法，包括步驟如下：
步驟1：制備抑制凍結劑；將無水氯化鈣溶于水，制成飽和氯化鈣溶液，再將火山石粉按比例加入飽和氯化鈣溶液中，混合均勻后，使火山石粉全部溶于飽和氯化鈣溶液，均勻攪拌，最后烘干，烘干溫度定為300℃左右，并且烘干時間為3小時左右；用球磨機研磨烘干后的物質，研磨至150～300目，制得抑制凍結劑，制得的抑制凍結劑需密封保存。
本實施例中，所制得抑制凍結劑細度為200目。
其他實施例中所制得的將烘抑制凍結劑細度也可以為：150目、300目或150到300目之間的某一數值。
步驟2、將制備好的抑制凍結劑、瀝青、粗集料、細集料和礦粉按比例配制瀝青混合料；先將碎石和石屑加熱到185℃左右；再加入瀝青，混合攪拌均勻，攪拌溫度為175℃左右，攪拌時間為60～120s；混合攪拌均勻后加入抑制凍結劑和礦粉繼續攪拌50～60s，拌合均勻即可。（步驟2中所述的制備溫度和時間是在瀝青混凝土大型攪拌設備進行的）
將制備好的抑制凍結瀝青混合料運至路面進行攤鋪和碾壓；鋪設抑制凍結瀝青混合料路面的溫度不小于160℃；碾壓時不可向壓路機輪表面噴灑水，可噴灑煤油等使不粘輪。
本說明書實施例所述的內容僅僅是對發明構思的實現形式的列舉，本發明的保護范圍不應當被視為僅限于實施例所陳述的具體形式，本發明的保護范圍涵蓋本領域技術人員根據本發明構思所能夠想到的等同技術手段。