本发明涉及沥青抗凝冰领域，具体是一种可替代沥青中矿粉的抗凝冰添加剂。
背景技术：
目前，沥青路面在我国道路中占据绝对主导地位，国内高速公路及各等级道路、桥面铺装、机场跑道、城市道路等主要道路中均采用沥青路面形式。然而，随着我国道路建设的发展，道路在全国各地大规模修建，在冬季时节，道路积雪和暗冰的形成严重威胁着道路行车安全，极大得制约了运输行业的发展，给人们的生产生活带来了诸多不便。因此，解决冬季道路降雪凝冰问题，减少交通事故损失，提高道路运营效率，成为了现在道路科技工作者亟需攻克的方向。
现有的冬季除冰雪方法主要采用被动除雪法，在降雪发生后，通过人工除雪、撒布融雪剂和机械除雪来实现清雪工作。被动除雪法的通病在于其无法即时完成除雪工作，时效性差，且难以解决除雪后的路面凝冰问题。且人工除雪，效果差，效率低；撒布融雪剂作业粗放，对环境危害大；机械清雪耗能大，对远处高速无法及时清除，对路面破坏极大。
为解决被动除雪法的各种弊病，主动除雪法逐渐成为道路除冰雪技术的主要方向。主动除冰雪技术主要有供能型和非供能型，供能型主要通过事先铺设的管线，采取电热、水热的方式进行融雪化冰；非供能型主要采用蓄盐类或弹性路面达到除冰雪效果。在经过长时间的科研和应用后认为，在考虑成本，维护、作用时间和使用效果的情况下，采用蓄盐类技术为比较合理的技术，但是现有的蓄盐类抗凝冰技术存在施工困难和长效性不佳的问题，这就为人们的使用带来了不便。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种可替代沥青中矿粉的抗凝冰添加剂，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种可替代沥青中矿粉的抗凝冰添加剂，包括以下重量份的原料：氯化钙45-55份、磷酸5-8份、羧酸8-15份、多孔石灰岩粉末5-10份、多孔石英粉末8-15份、白云石粉末5-8份和聚氨酯泡沫粉末5-8份。
作为本发明进一步的方案：将氯化钙替换为氯化钠和氯化钙的混合物，氯化钠在混合物中的质量分数为1-100％。
作为本发明进一步的方案：氯化钙、多孔石灰岩粉末和聚氨酯泡沫粉末的粒径均低于0.075mm。
所述可替代沥青中矿粉的抗凝冰添加剂的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，在干燥环境下将磷酸与羧酸混合均匀并且加热至340-360摄氏度，再向其中加入多孔石灰岩粉末和白云石粉末，保温并且快速搅拌1-1.8小时；
步骤二，将步骤一的产物停止加热并且自然冷却，自然冷却至95-105摄氏度时保温，向其中加入氯化钙和多孔石英粉末，持续搅拌均匀并且冷却至室温；
步骤三，将聚氨酯泡沫粉末加入步骤二的产物中并且高速搅拌均匀，即得到成品。
作为本发明进一步的方案：步骤一中快速搅拌的速度为750-1080rpm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明原料来源广泛，使用钙和镁的络盐、氯化钙或氯化钠为主要融雪材料，多孔石英粉为主要载体，聚氨酯为疏水隔离层，实现施工友好的效果，制备的成品可直接替代矿粉进行沥青混合料的生产，在-15-0℃的路面防冻效果好，并实现5-10年的长期使用效果，解决了现有蓄盐类抗凝冰技术存在施工困难和长效性不佳等问题。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种可替代沥青中矿粉的抗凝冰添加剂，包括以下重量份的原料：氯化钙45份、磷酸5份、羧酸8份、多孔石灰岩粉末5份、多孔石英粉末8份、白云石粉末5份和聚氨酯泡沫粉末5份。氯化钙、多孔石灰岩粉末和聚氨酯泡沫粉末的粒径均低于0.075mm。
所述可替代沥青中矿粉的抗凝冰添加剂的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，在干燥环境下将磷酸与羧酸混合均匀并且加热至340摄氏度，再向其中加入多孔石灰岩粉末和白云石粉末，保温并且快速搅拌1.5小时；
步骤二，将步骤一的产物停止加热并且自然冷却，自然冷却至95摄氏度时保温，向其中加入氯化钙和多孔石英粉末，持续搅拌均匀并且冷却至室温；
步骤三，将聚氨酯泡沫粉末加入步骤二的产物中并且高速搅拌均匀，即得到成品。
实施例2
一种可替代沥青中矿粉的抗凝冰添加剂，包括以下重量份的原料：氯化钠52份、磷酸6.8份、羧酸13份、多孔石灰岩粉末7.5份、多孔石英粉末12.4份、白云石粉末6.6份和聚氨酯泡沫粉末7.2份。氯化钠、多孔石灰岩粉末和聚氨酯泡沫粉末的粒径均低于0.075mm。
所述可替代沥青中矿粉的抗凝冰添加剂的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，在干燥环境下将磷酸与羧酸混合均匀并且加热至350摄氏度，再向其中加入多孔石灰岩粉末和白云石粉末，保温并且以960rpm的转速快速搅拌1小时；
步骤二，将步骤一的产物停止加热并且自然冷却，自然冷却至100摄氏度时保温，向其中加入氯化钙和多孔石英粉末，持续搅拌均匀并且冷却至室温；
步骤三，将聚氨酯泡沫粉末加入步骤二的产物中并且高速搅拌均匀，即得到成品。
实施例3
一种可替代沥青中矿粉的抗凝冰添加剂，包括以下重量份的原料：氯化钙55份、磷酸8份、羧酸15份、多孔石灰岩粉末10份、多孔石英粉末15份、白云石粉末8份和聚氨酯泡沫粉末8份。氯化钙、多孔石灰岩粉末和聚氨酯泡沫粉末的粒径均低于0.075mm。
所述可替代沥青中矿粉的抗凝冰添加剂的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，在干燥环境下将磷酸与羧酸混合均匀并且加热至360摄氏度，再向其中加入多孔石灰岩粉末和白云石粉末，保温并且以1050rpm的转速快速搅拌1.8小时；
步骤二，将步骤一的产物停止加热并且自然冷却，自然冷却至105摄氏度时保温，向其中加入氯化钙和多孔石英粉末，持续搅拌均匀并且冷却至室温；
步骤三，将聚氨酯泡沫粉末加入步骤二的产物中并且高速搅拌均匀，即得到成品。
将实施例1-3的产品进行单独检验，检验步骤如下：步骤一，用汤匙取出成品呈锥堆形堆于滤纸表面，用汤匙地面从锥形顶点压下，使锥形堆压成光滑的内凹面；
步骤二，用0.5ml滴管取无离子水由凹面最低点滴下水滴；
步骤三，记录水滴在凹面的停留不渗入抗凝冰材料的时间。
测得，实施例1-3的产品其水滴在凹面的停留时间均大于10分钟，符合使用条件。
将骨料预拌和30秒，再加入沥青拌和90秒，得到沥青混合料，然后加入实施例1的产品或矿粉与沥青混合料拌和60秒，然后进行成型实验，实验条件参照《公路工程沥青及沥青混合料实验规程》(JTG E20-2011)的具体要求进行，实验结果见表2。将掺有实施例2产品的沥青混合料进行碳钢腐蚀率实验，碳钢腐蚀率实验所用溶液为饱和溶液，见表1。
表1
表2
表1表明，本发明的产品的碳钢腐蚀率符合《融雪剂》(DB11/T161-2012)的要求。
表2表明，本发明用于沥青混合料时，成品的稳定度、流值、车辙动稳定度、冻融劈裂实验残留强度比、残留稳定度、低温弯曲实验破坏应变、渗水指数等指标均符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)的具体要求，而且本发明的产品与沥青混合料配合使用时在-5℃相对于现有沥青混合料更容易除冰。
本发明通过磷酸和羧酸与白云石和石灰岩反应，生成含有钙和镁的络盐，并在剩余磷酸和羧酸的作用下，实现钙和镁的络盐、氯化钙或氯化钠与多孔石英粉的界面粘合，并然后通过聚氨酯泡沫对整体进行隔水处理制备成特征与矿粉相似的混合材料，该混合材料可在现有成熟沥青混合料生产工艺的基础上直接替代矿粉参与混合料生产，并在不影响路面基础性能的同时，长时间发挥防冻功能，可实现-15-0℃以内的路面防冻，实现5-10年的长期使用效果。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。