一种用于尾气降解的光催化多孔集料沥青路面微表处的制作方法

本发明属于微表处预防性养护技术领了，涉及一种用于尾气降解的光催化多孔集料沥青路面微表处。

背景技术：

1、随着我国经济和基建的不断发展，部分早期建设的道路已经进入了大规模的养护需求阶段。近年来，微表处作为一项预防性养护措施，其经济效益和有效性得到了广泛的认可，越来越多的养护部门将微表处作为一项用于改善路面使用性能、延长路面使用寿命的主要养护手段。同时，由于交通需求的上涨，大部分早期建设的道路交通量越来越大，开始出现大规模的堵车现象，这就导致道路运营期间机动车的尾气排放越来越严峻。

2、道路使用性能的衰减和尾气排放对沿线大气环境的影响对道路养护工作提出了更高的要求。机动车尾气排放与其运行工况息息相关，通畅的道路通行条件有利于内燃机的运行，可以降低单位里程下机动车尾气排放，但当道路使用性能衰减，造成道路通行条件恶化，机动车的行驶将进入对排放不利的工况，对沿线大气环境造成更大的影响。因此，这两个问题存在互相影响、共同恶化的关系。道路使用性能的衰减将影响道路使用者的体验，降低通行效率，甚至影响通行安全；尾气排放的恶化将造成尾气污染物对沿线环境的巨大影响，不仅对人体的呼吸系统造成严重的伤害，同时也会导致其他动植物的发育异常、造成酸雨和光化学烟雾等环境灾害。因此，通过生态功能预防性养护措施提出对这两个问题的协同解决方案，对于优化路面使用性能、延长道路使用寿命、降低尾气污染对沿线环境的影响具有重要意义。

3、目前，光催化技术在新建路面中的研究屡见不鲜，许多研究将光催化材料负载到沥青混合料或水泥混凝土中，形成生态路面材料，以试图降低道路运营期机动车尾气排放对周边环境的影响。但这种方式只适用于新建或改建道路项目，对于旧路尚无配套的解决方案。且在生态路面材料中光催化材料掺量较大，大部分光催化材料不能接触到尾气和光照，造成了极大的浪费。另一方面，光催化路用涂层虽然解决了光催化材料浪费的问题，提高了光催化材料利用效率，但涂层的实施方式容易引起道路抗滑能力的衰减，其耐磨耗性也普遍较差。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种用于尾气降解的光催化多孔集料沥青路面微表处，提供光催化材料与预防性养护措施相结合形成对道路使用性能和环保需求协同解决方案，该微表处具有尾气降解和提高沥青路面抗滑能力，延长使用寿命的功能，对推动实现道路预防性养护措施生态功能和治理旧路沿线大气污染具有重要意义。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：

3、一种用于尾气降解的光催化多孔集料沥青路面微表处，包括以下原料：乳化沥青、普通矿料、光催化泡沫混凝土多孔集料、填料和水。

4、本发明还包括如下技术特征：

5、具体的，按重量份数计，包括以下原料：乳化沥青6～10份，普通矿料40～60份，光催化泡沫混凝土多孔集料30～50份，填料5～10份，水1～10份。

6、具体的，所述乳化沥青为普通乳化沥青或改性乳化沥青，离子类型为阴离子型、阳离子型或非离子型中的一种；

7、所述普通矿料为玄武岩集料；

8、所述填料为石灰岩矿粉。

9、具体的，所述光催化泡沫混凝土多孔集料由光催化泡沫混凝土破碎而成，粒径在0.075～9mm之间。

10、具体的，所述光催化泡沫混凝土的原料包括：水泥、泡沫、光催化材料、掺合料和水；

11、所述水泥为硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥；

12、所述泡沫为发泡剂、稳泡剂和水混合后通过发泡机制得的泡沫；

13、所述光催化材料为纳米二氧化钛、石墨相氮化碳或纳米二氧化钛和石墨相氮化碳的改性材料中的一种或多种；

14、所述掺合料为粉煤灰、硅灰中的一种或多种。

15、具体的，所述光催化泡沫混凝土，按重量份数计，包括以下原料：300～500份水泥，100～200份光催化材料，100～200份掺合料，200～250份水，2～5份泡沫。

16、具体的，所述泡沫，按重量份数计，包括以下原料：2～5份发泡剂，100～150份水，0.2～1份稳泡剂；

17、所述发泡剂为松香树脂、表面活性剂和动植物蛋白发泡剂中的一种或多种。

18、具体的，所述光催化泡沫混凝土多孔集料的制备方法，包括以下步骤：

19、步骤1，向搅拌机中加入配方量的水泥、光催化材料、掺合料和水，充分搅拌得到充分混合后的混合物m1；

20、步骤2，向发泡机中加入配方量的水、发泡剂和稳泡剂进行发泡，得到均匀气泡p1；

21、步骤3，将配方量的p1加入m1中，并采用混凝土搅拌机搅拌，得到光催化泡沫混凝土浆体c1；

22、步骤4，将c1装入模具，并在标准养护条件下养护到预定时间后进行脱模，得到光催化泡沫混凝土c2；

23、步骤5，采用集料破碎装置将光催化泡沫混凝土破碎成光催化泡沫混凝土多孔集料a1。

24、本发明与现有技术相比，具有如下技术效果：

25、本发明相比于现有的微表处预防性养护材料，具有尾气降解的生态功能，可以提高道路沿线环境的宜居性，提高道路使用性能的同时减小道路运营对周边大气环境的影响；相比于现有的光催化道路涂层和光催化路面材料，本发明可适用于尾气污染问题更加严峻的大交通量既有路面，而且通过泡沫混凝土多孔集料负载光催化材料对尾气污染物产生富集效应，提高了光催化效率，泡沫混凝土多孔集料的应用既解决了光催化路面材料的光催化剂浪费，又避免了光催化涂层耐磨耗性能差且引起路面抗滑能力下降的问题。

26、本发明针对光催化路面材料光催化剂掺量大且不适用于既有路面，以及光催化路用涂层耐磨性能差造成部分路面使用性能降低的问题，提出以泡沫混凝土多孔集料为载体，负载光催化材料，形成强度满足路用要求、可吸附降解尾气污染物的光催化集料，将其应用到微表处中的技术方案。本发明通过光催化泡沫混凝土多孔集料的应用有效解决了光催化技术在路面领域应用的难题，通过多孔集料的吸附特性显著提高了尾气污染物降解效率。

技术特征：

1.一种用于尾气降解的光催化多孔集料沥青路面微表处，其特征在于，包括以下原料：乳化沥青、普通矿料、光催化泡沫混凝土多孔集料、填料和水。

2.如权利要求1所述的用于尾气降解的光催化多孔集料沥青路面微表处，其特征在于，按重量份数计，包括以下原料：乳化沥青6～10份，普通矿料40～60份，光催化泡沫混凝土多孔集料30～50份，填料5～10份，水1～10份。

3.如权利要求1所述的用于尾气降解的光催化多孔集料沥青路面微表处，其特征在于，所述乳化沥青为普通乳化沥青或改性乳化沥青，离子类型为阴离子型、阳离子型或非离子型中的一种；

4.如权利要求1所述的用于尾气降解的光催化多孔集料沥青路面微表处，其特征在于，所述光催化泡沫混凝土多孔集料由光催化泡沫混凝土破碎而成，粒径在0.075～9mm之间。

5.如权利要求4所述的用于尾气降解的光催化多孔集料沥青路面微表处，其特征在于，所述光催化泡沫混凝土的原料包括：水泥、泡沫、光催化材料、掺合料和水；

6.如权利要求5所述的用于尾气降解的光催化多孔集料沥青路面微表处，其特征在于，所述光催化泡沫混凝土，按重量份数计，包括以下原料：300～500份水泥，100～200份光催化材料，100～200份掺合料，200～250份水，2～5份泡沫。

7.如权利要求6所述的用于尾气降解的光催化多孔集料沥青路面微表处，其特征在于，所述泡沫，按重量份数计，包括以下原料：2～5份发泡剂，100～150份水，0.2～1份稳泡剂；

8.如权利要求7所述的用于尾气降解的光催化多孔集料沥青路面微表处，其特征在于，所述光催化泡沫混凝土多孔集料的制备方法，包括以下步骤：

技术总结本发明公开了一种用于尾气降解的光催化多孔集料沥青路面微表处，包括以下原料：乳化沥青、普通矿料、光催化泡沫混凝土多孔集料、填料和水；采用泡沫混凝土负载光催化材料增强材料对尾气污染物的吸附性能和尾气降解功能的耐久性；通过制备光催化泡沫混凝土并将其破碎形成多孔光催化集料，可以实现对尾气污染物的吸附，提高光催化材料附近尾气污染物浓度，有利于光催化材料降解尾气。本发明以微表处的方式将光催化集料作为预防性养护措施应用到路面上，可适用于旧沥青路面，在改善旧沥青路面路用性能的同时赋予其尾气降解的环保功能。技术研发人员：程俊伟,郑木莲,陈成勇,卢川,刘乐民,严文科,王同福,孔令弟,刘松涛,丁强,林贵森,肖向阳受保护的技术使用者：山东高速基础设施建设有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11