CN114702264A - 一种抗冻融耐水侵蚀的冷补沥青混合料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗冻融耐水侵蚀的冷补沥青混合料及其制备方法，涉及沥青材料技术领域。本发明在制备的抗冻融耐水侵蚀的冷补沥青混合料时，先将环氧树脂芯聚酯纤维和马来酸酐芯聚酯纤维混合后依次和氯化亚砜、氨丙基三甲氧基硅烷反应制得改性混合聚酯纤维，将改性混合聚酯纤维和乙醇混合制得纤维溶液，将沥青、沥青添加剂、柴油、纤维溶液和石灰岩矿料混合制得抗冻融耐水侵蚀的冷补沥青混合料。本发明制备的抗冻融耐水侵蚀的冷补沥青混合料具有优异的的防水性能和抗冻性能。

Description

一种抗冻融耐水侵蚀的冷补沥青混合料及其制备方法
技术领域
本发明涉及沥青材料技术领域，具体为一种抗冻融耐水侵蚀的冷补沥青混合料及其制备方法。
背景技术
我国对冷补沥青混合料的研究起步较晚，近年来，许多国外企业来华推销他们的冷拌材料，但其价格昂贵，用户难以承受，由于气候特征、集料特点等方面的差异，在进行混合料配置时，集料的选择和级配、矿粉的选择和用量、沥青的选择和用量、添加剂的配制和用量也不能完全照搬外地的生产经验，因此，无论从技术还是经济角度上考虑，针对自身特点，积极开展冷拌冷补沥青混合料配制技术的研究具有十分重要的意义。
冷补沥青混合料是一种新型的沥青材料，主要用于路面的维修养护以及新建路面的面层铺筑。由于冷拌沥青混合料具有良好的存储性能，可以及时对破损路面进行维修，而且具有对环境污染小，施工方便等优点。随着东北地区冬季道桥养护工作面对情况日益复杂，艰巨。对使用的冷补沥青混合料的耐久性、水侵蚀、抗冻融等特性也要求越来越高。
目前的冷补沥青料常用拌和方法是预拌好的冷补沥青产品+级配碎石拌和工艺，沥青添加剂+沥青+稀释剂拌和工艺两种。但是经过实际使用及试验结果显示，东北地区冬季极端寒冷(-10～-30℃)，普通的冷补沥青料不是都适用于东北地区。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗冻融耐水侵蚀的冷补沥青混合料及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。
一种抗冻融耐水侵蚀的冷补沥青混合料及其制备方法，其特征在于，按重量份数计，主要包括：100～200份沥青，1～4份沥青添加剂，20～60份柴油，20～60份纤维溶液和1800～4400份石灰岩矿料。
作为优化，所述沥青添加剂是将防水剂Z6403、SBS、碳纤维混合制得。
作为优化，所述纤维溶液是将环氧树脂芯聚酯纤维和马来酸酐芯聚酯纤维混合后依次和氯化亚砜、氨丙基三甲氧基硅烷反应制得改性混合聚酯纤维，将改性混合聚酯纤维和乙醇混合制得。
作为优化，一种抗冻融耐水侵蚀的冷补沥青混合料的制备方法，主要包括以下制备步骤：
(1)将聚酯溶液在55～65℃，0.15～0.17MPa的条件下从直径0.1mm的喷丝头被挤出，将环氧树脂从直径0.05mm的喷丝头中心空腔同步挤出并对外侧进行支撑，用24～26℃的自来水进行凝固浴，凝固浴时间10～15s，纤维长度33～38mm，密封纤维末端并收集固化成型的纤维，在-10～-1℃，1～10Pa干燥6～8h，制得环氧树脂芯聚酯纤维；将聚酯溶液在55～65℃，0.15～0.17MPa的条件下从直径0.1mm的喷丝头被挤出，将马来酸酐从直径0.05mm的喷丝头中心空腔同步挤出并对外侧进行支撑，用24～26℃的自来水进行凝固浴，凝固浴时间10～15s，纤维长度33～38mm，密封纤维末端并收集固化成型的纤维，在-10～-1℃，1～10Pa干燥6～8h，制得马来酸酐芯聚酯纤维，将马来酸酐芯聚酯纤维和环氧树脂芯聚酯纤维按质量比1：3～1：5混合均匀，制得混合聚酯纤维；
(2)将混合聚酯纤维进行酸处理，再置于混合聚酯纤维质量6～10倍的氯化亚砜中，并加入混合聚酯纤维质量0.003～0.005倍的四氢呋喃，依次在40～50℃，300～500r/min搅拌反应1～2h，在60～70℃继续搅拌反应1～2h，过滤并在10～30℃，1～2kPa静置30～40min，制得预改性混合聚酯纤维，将预改性混合聚酯纤维和硅烷混合液按质量比1：5～1：6混合，在0～5℃，300～500r/min搅拌50～60min，在室温下静置20～24h，过滤并用无水乙醇洗涤3～5次，在-10～-1℃，1～10Pa干燥6～8h，制得改性混合聚酯纤维；
(3)将沥青加热到120～140℃，加入沥青质量0.01～0.02倍的沥青添加剂和青质量0.2～0.3倍的柴油并以500～600r/min搅拌30～40min，降温至90～100℃加入沥青质量0.2～0.3倍的纤维溶液和沥青质量18～22倍的粒径小于12mm的石灰岩矿料，在200～300r/min搅拌20～30min，冷却至室温制得抗冻融耐水侵蚀的冷补沥青混合料。
作为优化，步骤(1)所述聚酯溶液的制备方法为：将聚对苯二甲酸乙二醇酯和N,N-二甲基乙酰胺按质量比1：3～1：4混合均匀，在55～65℃，200～400r/min搅拌3～5h，再置于55～65℃，2～3kPa静置10～12h制备而成。
作为优化，步骤(1)所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂。
作为优化，步骤(2)所述酸处理的方法为：将混合聚酯纤维进行浸没在质量分数1～3％的盐酸溶液中，在50～60℃静置3～5min，冷却至室温后取出，并用纯水洗涤3～5次，在-10～-1℃，1～10Pa干燥6～8h。
作为优化，步骤(2)所述硅烷混合液是将氨丙基三甲氧基硅烷、三乙胺和二氯甲烷按质量比1：0.3：10～1：0.4：12混合均匀，在0～5℃，300～500r/min搅拌3～5min，配制而成。
作为优化，步骤(3)所述沥青为90号A级石油沥青；所述沥青添加剂是由防水剂Z6403、SBS、碳纤维按质量比1：1：1～1：2：2混合均匀配制而成。
作为优化，步骤(3)所述纤维溶液是将改性混合聚酯纤维和质量分数90～95％的乙醇按质量比1：3～1：4混合，在10～30℃，300～500r/min搅拌3～5min，配制而成。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
本发明在制备的抗冻融耐水侵蚀的冷补沥青混合料时，将环氧树脂芯聚酯纤维和马来酸酐芯聚酯纤维混合后依次和氯化亚砜、氨丙基三甲氧基硅烷反应制得改性混合聚酯纤维，将改性混合聚酯纤维和乙醇混合制得纤维溶液，将沥青、沥青添加剂、柴油、纤维溶液和石灰岩矿料混合制得抗冻融耐水侵蚀的冷补沥青混合料。
首先，本发明中，沥青添加剂能起到初期强度高，高、低温稳定性都好，使冷补沥青料获得必要的疏松性和压实性，提高低温抗裂性，耐磨性和水稳定性；沥青经柴油稀释混合后起到低温条件下的冷补沥青料保有足够的粘结力，对集料有良好的粘结力；具有足够的粘度便于混合料拌和施工；混合料适宜的凝结速度。
其次，对聚酯纤维进行空腔填充制得环氧树脂芯聚酯纤维和马来酸酐芯聚酯纤维，在使用时环氧树脂芯聚酯纤维和马来酸酐芯聚酯纤维在压实的过程中会断裂流出环氧树脂和马来酸酐芯在空隙处交联固化，提高了结合效果，从而提高了抗冻融耐水侵蚀的冷补沥青混合料的防水性能；对混合聚酯纤维进行改性后，改性上的三甲氧基硅基水解成硅羟基可以和石料或自身形成硅氧连接，形成有机/无机杂化网络结构，对石料和其他成分的结合保护能力提高，从而提高了抗冻融耐水侵蚀的冷补沥青混合料的防水性能，同时对石料结合保护能力提高，可避免水在石料表面凝结导致拌和不便，从而提高了抗冻融耐水侵蚀的冷补沥青混合料的抗冻性能。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例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。
为了更清楚的说明本发明提供的方法通过以下实施例进行详细说明，在以下实施例中制备的抗冻融耐水侵蚀的冷补沥青混合料的各指标测试方法如下：
防水性：将各实施例所得的抗冻融耐水侵蚀的冷补沥青混合料与对比例材料取相同质量，在相同主体上形成沥青膜，在相同条件下进行相同次数的水煮实验，记录完好率＝完好表面积/总表面积。
抗冻性：将将各实施例所得的抗冻融耐水侵蚀的冷补沥青混合料与对比例材料取相同质量，在松散状态下放进-20℃的冰柜中保持24小时，取出后在室温下放置达到室温后，用铝铲拌和操作，是否容易插入试样中，拌和方便。
实施例1
一种抗冻融耐水侵蚀的冷补沥青混合料，按重量份数计，主要包括：100份沥青，1份沥青添加剂，20份柴油，20份纤维溶液和1800份石灰岩矿料。
一种抗冻融耐水侵蚀的冷补沥青混合料的制备方法，所述抗冻融耐水侵蚀的冷补沥青混合料的制备方法主要包括以下制备步骤：
(1)将聚对苯二甲酸乙二醇酯和N,N-二甲基乙酰胺按质量比1：3混合均匀，在55℃，200r/min搅拌5h，再置于55℃，2kPa静置12h制得聚酯溶液；将聚酯溶液在55℃，0.15MPa的条件下从直径0.1mm的喷丝头被挤出，将环氧树脂从直径0.05mm的喷丝头中心空腔同步挤出并对外侧进行支撑，用24℃的自来水进行凝固浴，凝固浴时间10s，纤维长度33mm，密封纤维末端并收集固化成型的纤维，在-10℃，1Pa干燥8h，制得环氧树脂芯聚酯纤维；将聚酯溶液在55℃，0.15MPa的条件下从直径0.1mm的喷丝头被挤出，将马来酸酐从直径0.05mm的喷丝头中心空腔同步挤出并对外侧进行支撑，用24℃的自来水进行凝固浴，凝固浴时间10s，纤维长度33mm，密封纤维末端并收集固化成型的纤维，在-10℃，1Pa干燥8h，制得马来酸酐芯聚酯纤维，将马来酸酐芯聚酯纤维和环氧树脂芯聚酯纤维按质量比1：3混合均匀，制得混合聚酯纤维；
(2)将混合聚酯纤维进行浸没在质量分数1％的盐酸溶液中，在50℃静置5min，冷却至室温后取出，并用纯水洗涤3次，在-10℃，1Pa干燥8h，再置于混合聚酯纤维质量6倍的氯化亚砜中，并加入混合聚酯纤维质量0.003倍的四氢呋喃，依次在40℃，300r/min搅拌反应2h，在60℃继续搅拌反应1h，过滤并在10℃，1kPa静置40min，制得预改性混合聚酯纤维，将氨丙基三甲氧基硅烷、三乙胺和二氯甲烷按质量比1：0.3：10混合均匀，在0℃，300r/min搅拌5min，配成硅烷混合液，将预改性混合聚酯纤维和硅烷混合液按质量比1：5混合，在0℃，300r/min搅拌60min，在室温下静置24h，过滤并用无水乙醇洗涤3次，在-10℃，1Pa干燥8h，制得改性混合聚酯纤维；
(3)将防水剂Z6403、SBS、碳纤维按质量比1：1：1混合均匀配制成沥青添加剂，将改性混合聚酯纤维和质量分数95％的乙醇按质量比1：3混合，在10℃，300r/min搅拌5min，配制成纤维溶液，将沥青加热到120℃，加入沥青质量0.01倍的沥青添加剂和青质量0.2倍的柴油并以500r/min搅拌40min，降温至90℃加入沥青质量0.2倍的纤维溶液和沥青质量18倍的粒径小于12mm的石灰岩矿料，在200r/min搅拌30min，冷却至室温制得抗冻融耐水侵蚀的冷补沥青混合料。
实施例2
一种抗冻融耐水侵蚀的冷补沥青混合料，按重量份数计，主要包括：150份沥青，2.3份沥青添加剂，32.5份柴油，32.5份纤维溶液和3000份石灰岩矿料。
一种抗冻融耐水侵蚀的冷补沥青混合料的制备方法，所述抗冻融耐水侵蚀的冷补沥青混合料的制备方法主要包括以下制备步骤：
(1)将聚对苯二甲酸乙二醇酯和N,N-二甲基乙酰胺按质量比1：3.5混合均匀，在60℃，300r/min搅拌4h，再置于60℃，2.5kPa静置11h制得聚酯溶液；将聚酯溶液在60℃，0.16MPa的条件下从直径0.1mm的喷丝头被挤出，将环氧树脂从直径0.05mm的喷丝头中心空腔同步挤出并对外侧进行支撑，用25℃的自来水进行凝固浴，凝固浴时间12s，纤维长度35mm，密封纤维末端并收集固化成型的纤维，在-5℃，5Pa干燥7h，制得环氧树脂芯聚酯纤维；将聚酯溶液在60℃，0.16MPa的条件下从直径0.1mm的喷丝头被挤出，将马来酸酐从直径0.05mm的喷丝头中心空腔同步挤出并对外侧进行支撑，用25℃的自来水进行凝固浴，凝固浴时间12s，纤维长度35mm，密封纤维末端并收集固化成型的纤维，在-5℃，5Pa干燥7h，制得马来酸酐芯聚酯纤维，将马来酸酐芯聚酯纤维和环氧树脂芯聚酯纤维按质量比1：4混合均匀，制得混合聚酯纤维；
(2)将混合聚酯纤维进行浸没在质量分数2％的盐酸溶液中，在55℃静置4min，冷却至室温后取出，并用纯水洗涤4次，在-5℃，5Pa干燥7h，再置于混合聚酯纤维质量8倍的氯化亚砜中，并加入混合聚酯纤维质量0.004倍的四氢呋喃，依次在45℃，400r/min搅拌反应1.5h，在65℃继续搅拌反应1.5h，过滤并在20℃，1.5kPa静置35min，制得预改性混合聚酯纤维，将氨丙基三甲氧基硅烷、三乙胺和二氯甲烷按质量比1：0.35：11混合均匀，在3℃，400r/min搅拌4min，配成硅烷混合液，将预改性混合聚酯纤维和硅烷混合液按质量比1：5.5混合，在3℃，400r/min搅拌55min，在室温下静置22h，过滤并用无水乙醇洗涤4次，在-5℃，5Pa干燥7h，制得改性混合聚酯纤维；
(3)将防水剂Z6403、SBS、碳纤维按质量比1：1.5：1.5混合均匀配制成沥青添加剂，将改性混合聚酯纤维和质量分数93％的乙醇按质量比1：3.5混合，在20℃，400r/min搅拌4min，配制成纤维溶液，将沥青加热到130℃，加入沥青质量0.015倍的沥青添加剂和青质量0.25倍的柴油并以550r/min搅拌35min，降温至95℃加入沥青质量0.25倍的纤维溶液和沥青质量20倍的粒径小于12mm的石灰岩矿料，在250r/min搅拌25min，冷却至室温制得抗冻融耐水侵蚀的冷补沥青混合料。
实施例3
一种抗冻融耐水侵蚀的冷补沥青混合料，按重量份数计，主要包括：200份沥青，4份沥青添加剂，60份柴油，60份纤维溶液和4400份石灰岩矿料。
一种抗冻融耐水侵蚀的冷补沥青混合料的制备方法，所述抗冻融耐水侵蚀的冷补沥青混合料的制备方法主要包括以下制备步骤：
(1)将聚对苯二甲酸乙二醇酯和N,N-二甲基乙酰胺按质量比1：4混合均匀，在65℃，400r/min搅拌3h，再置于65℃，3kPa静置10h制得聚酯溶液；将聚酯溶液在65℃，0.15～0.17MPa的条件下从直径0.1mm的喷丝头被挤出，将环氧树脂从直径0.05mm的喷丝头中心空腔同步挤出并对外侧进行支撑，用26℃的自来水进行凝固浴，凝固浴时间15s，纤维长度38mm，密封纤维末端并收集固化成型的纤维，在-1℃，10Pa干燥6h，制得环氧树脂芯聚酯纤维；将聚酯溶液在65℃，0.17MPa的条件下从直径0.1mm的喷丝头被挤出，将马来酸酐从直径0.05mm的喷丝头中心空腔同步挤出并对外侧进行支撑，用26℃的自来水进行凝固浴，凝固浴时间15s，纤维长度38mm，密封纤维末端并收集固化成型的纤维，在-1℃，10Pa干燥6h，制得马来酸酐芯聚酯纤维，将马来酸酐芯聚酯纤维和环氧树脂芯聚酯纤维按质量比1：5混合均匀，制得混合聚酯纤维；
(2)将混合聚酯纤维进行浸没在质量分数3％的盐酸溶液中，在60℃静置3min，冷却至室温后取出，并用纯水洗涤5次，在-1℃，10Pa干燥6h，再置于混合聚酯纤维质量10倍的氯化亚砜中，并加入混合聚酯纤维质量0.005倍的四氢呋喃，依次在50℃，500r/min搅拌反应1h，在70℃继续搅拌反应1h，过滤并在30℃，2kPa静置30min，制得预改性混合聚酯纤维，将氨丙基三甲氧基硅烷、三乙胺和二氯甲烷按质量比1：0.4：12混合均匀，在5℃，500r/min搅拌3min，配成硅烷混合液，将预改性混合聚酯纤维和硅烷混合液按质量比1：6混合，在5℃，500r/min搅拌50min，在室温下静置24h，过滤并用无水乙醇洗涤5次，在-1℃，10Pa干燥6h，制得改性混合聚酯纤维；
(3)将防水剂Z6403、SBS、碳纤维按质量比1：2：2混合均匀配制成沥青添加剂，将改性混合聚酯纤维和质量分数95％的乙醇按质量比1：3混合，在30℃，500r/min搅拌3min，配制成纤维溶液，将沥青加热到140℃，加入沥青质量0.02倍的沥青添加剂和青质量0.3倍的柴油并以600r/min搅拌30min，降温至100℃加入沥青质量0.3倍的纤维溶液和沥青质量22倍的粒径小于12mm的石灰岩矿料，在300r/min搅拌20min，冷却至室温制得抗冻融耐水侵蚀的冷补沥青混合料。
对比例1
一种抗冻融耐水侵蚀的冷补沥青混合料，按重量份数计，主要包括：150份沥青，2.3份沥青添加剂，32.5份柴油，32.5份纤维溶液和3000份石灰岩矿料。
一种抗冻融耐水侵蚀的冷补沥青混合料的制备方法，所述抗冻融耐水侵蚀的冷补沥青混合料的制备方法主要包括以下制备步骤：
(1)将聚对苯二甲酸乙二醇酯和N,N-二甲基乙酰胺按质量比1：3.5混合均匀，在60℃，300r/min搅拌4h，再置于60℃，2.5kPa静置11h制得聚酯溶液；将聚酯溶液在60℃，0.16MPa的条件下从直径0.1mm的喷丝头被挤出，用25℃的自来水进行凝固浴，凝固浴时间12s，纤维长度35mm，收集固化成型的纤维，在-5℃，5Pa干燥7h，制得聚酯纤维；
(2)将聚酯纤维进行浸没在质量分数2％的盐酸溶液中，在55℃静置4min，冷却至室温后取出，并用纯水洗涤4次，在-5℃，5Pa干燥7h，再置于聚酯纤维质量8倍的氯化亚砜中，并加入聚酯纤维质量0.004倍的四氢呋喃，依次在45℃，400r/min搅拌反应1.5h，在65℃继续搅拌反应1.5h，过滤并在20℃，1.5kPa静置35min，制得预改性聚酯纤维，将氨丙基三甲氧基硅烷、三乙胺和二氯甲烷按质量比1：0.35：11混合均匀，在3℃，400r/min搅拌4min，配成硅烷混合液，将预改性聚酯纤维和硅烷混合液按质量比1：5.5混合，在3℃，400r/min搅拌55min，在室温下静置22h，过滤并用无水乙醇洗涤4次，在-5℃，5Pa干燥7h，制得改性聚酯纤维；
(3)将防水剂Z6403、SBS、碳纤维按质量比1：1.5：1.5混合均匀配制成沥青添加剂，将改性聚酯纤维和质量分数93％的乙醇按质量比1：3.5混合，在20℃，400r/min搅拌4min，配制成纤维溶液，将沥青加热到130℃，加入沥青质量0.015倍的沥青添加剂和青质量0.25倍的柴油并以550r/min搅拌35min，降温至95℃加入沥青质量0.25倍的纤维溶液和沥青质量20倍的粒径小于12mm的石灰岩矿料，在250r/min搅拌25min，冷却至室温制得抗冻融耐水侵蚀的冷补沥青混合料。
对比例2
一种抗冻融耐水侵蚀的冷补沥青混合料，按重量份数计，主要包括：150份沥青，2.3份沥青添加剂，32.5份柴油，32.5份纤维溶液和3000份石灰岩矿料。
一种抗冻融耐水侵蚀的冷补沥青混合料的制备方法，所述抗冻融耐水侵蚀的冷补沥青混合料的制备方法主要包括以下制备步骤：
(1)将聚对苯二甲酸乙二醇酯和N,N-二甲基乙酰胺按质量比1：3.5混合均匀，在60℃，300r/min搅拌4h，再置于60℃，2.5kPa静置11h制得聚酯溶液；将聚酯溶液在60℃，0.16MPa的条件下从直径0.1mm的喷丝头被挤出，将环氧树脂从直径0.05mm的喷丝头中心空腔同步挤出并对外侧进行支撑，用25℃的自来水进行凝固浴，凝固浴时间12s，纤维长度35mm，密封纤维末端并收集固化成型的纤维，在-5℃，5Pa干燥7h，制得环氧树脂芯聚酯纤维；将聚酯溶液在60℃，0.16MPa的条件下从直径0.1mm的喷丝头被挤出，将马来酸酐从直径0.05mm的喷丝头中心空腔同步挤出并对外侧进行支撑，用25℃的自来水进行凝固浴，凝固浴时间12s，纤维长度35mm，密封纤维末端并收集固化成型的纤维，在-5℃，5Pa干燥7h，制得马来酸酐芯聚酯纤维，将马来酸酐芯聚酯纤维和环氧树脂芯聚酯纤维按质量比1：4混合均匀，制得混合聚酯纤维；
(2)将防水剂Z6403、SBS、碳纤维按质量比1：1.5：1.5混合均匀配制成沥青添加剂，将混合聚酯纤维和质量分数93％的乙醇按质量比1：3.5混合，在20℃，400r/min搅拌4min，配制成纤维溶液，将沥青加热到130℃，加入沥青质量0.015倍的沥青添加剂和青质量0.25倍的柴油并以550r/min搅拌35min，降温至95℃加入沥青质量0.25倍的纤维溶液和沥青质量20倍的粒径小于12mm的石灰岩矿料，在250r/min搅拌25min，冷却至室温制得抗冻融耐水侵蚀的冷补沥青混合料。
对比例3
一种抗冻融耐水侵蚀的冷补沥青混合料，按重量份数计，主要包括：150份沥青，2.3份沥青添加剂，32.5份柴油，32.5份纤维溶液和3000份石灰岩矿料。
一种抗冻融耐水侵蚀的冷补沥青混合料的制备方法，所述抗冻融耐水侵蚀的冷补沥青混合料的制备方法主要包括以下制备步骤：
(1)将聚对苯二甲酸乙二醇酯和N,N-二甲基乙酰胺按质量比1：3.5混合均匀，在60℃，300r/min搅拌4h，再置于60℃，2.5kPa静置11h制得聚酯溶液；将聚酯溶液在60℃，0.16MPa的条件下从直径0.1mm的喷丝头被挤出，用25℃的自来水进行凝固浴，凝固浴时间12s，纤维长度35mm，收集固化成型的纤维，在-5℃，5Pa干燥7h，制得聚酯纤维；
(2)将防水剂Z6403、SBS、碳纤维按质量比1：1.5：1.5混合均匀配制成沥青添加剂，将聚酯纤维和质量分数93％的乙醇按质量比1：3.5混合，在20℃，400r/min搅拌4min，配制成纤维溶液，将沥青加热到130℃，加入沥青质量0.015倍的沥青添加剂和青质量0.25倍的柴油并以550r/min搅拌35min，降温至95℃加入沥青质量0.25倍的纤维溶液和沥青质量20倍的粒径小于12mm的石灰岩矿料，在250r/min搅拌25min，冷却至室温制得抗冻融耐水侵蚀的冷补沥青混合料。
效果例
下表1给出了采用本发明实施例1～3与对比例1～3的抗冻融耐水侵蚀的冷补沥青混合料的防水性能和抗冻性能的性能分析结果。
Figure BDA0003564963720000151
Figure BDA0003564963720000161
表1
从表1中实施例1～3和对比列1～3的实验数据比较可发现，本发明制备的抗冻融耐水侵蚀的冷补沥青混合料具有良好的防水性能和抗冻性能。
从实施例1、2、3和对比列1的实验数据比较可发现，实施例1、2、3对比对比例1的完好率高，说明了对聚酯纤维进行空腔填充制得环氧树脂芯聚酯纤维和马来酸酐芯聚酯纤维，在使用时环氧树脂芯聚酯纤维和马来酸酐芯聚酯纤维在压实的过程中会断裂流出环氧树脂和马来酸酐芯在空隙处交联固化，提高了结合效果，从而提高了抗冻融耐水侵蚀的冷补沥青混合料的防水性能；从实施例1、2、3对比对比例2实验数据比较可发现，实施例1、2、3对比对比例2的完好率高，拌和方便，说明了混合聚酯纤维进行改性后，改性上的三甲氧基硅基水解成硅羟基可以和石料或自身形成硅氧连接，形成有机/无机杂化网络结构，对石料和其他成分的结合保护能力提高，从而提高了抗冻融耐水侵蚀的冷补沥青混合料的防水性能，同时对石料结合保护能力提高，可避免水在石料表面凝结导致拌和不便，从而提高了抗冻融耐水侵蚀的冷补沥青混合料的抗冻性能。
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。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种抗冻融耐水侵蚀的冷补沥青混合料，其特征在于，按重量份数计，主要包括：100～200份沥青，1～4份沥青添加剂，20～60份柴油，20～60份纤维溶液和1800～4400份石灰岩矿料。
2.根据权利要求1所述的一种抗冻融耐水侵蚀的冷补沥青混合料，其特征在于，所述沥青添加剂是将防水剂Z6403、SBS、碳纤维混合制得。
3.根据权利要求2所述的一种抗冻融耐水侵蚀的冷补沥青混合料，其特征在于，所述纤维溶液是将环氧树脂芯聚酯纤维和马来酸酐芯聚酯纤维混合后依次和氯化亚砜、氨丙基三甲氧基硅烷反应制得改性混合聚酯纤维，将改性混合聚酯纤维和乙醇混合制得。
4.一种抗冻融耐水侵蚀的冷补沥青混合料的制备方法，其特征在于，主要包括以下制备步骤：
(1)将聚酯溶液在55～65℃，0.15～0.17MPa的条件下从直径0.1mm的喷丝头被挤出，将环氧树脂从直径0.05mm的喷丝头中心空腔同步挤出并对外侧进行支撑，用24～26℃的自来水进行凝固浴，凝固浴时间10～15s，纤维长度33～38mm，密封纤维末端并收集固化成型的纤维，在-10～-1℃，1～10Pa干燥6～8h，制得环氧树脂芯聚酯纤维；将聚酯溶液在55～65℃，0.15～0.17MPa的条件下从直径0.1mm的喷丝头被挤出，将马来酸酐从直径0.05mm的喷丝头中心空腔同步挤出并对外侧进行支撑，用24～26℃的自来水进行凝固浴，凝固浴时间10～15s，纤维长度33～38mm，密封纤维末端并收集固化成型的纤维，在-10～-1℃，1～10Pa干燥6～8h，制得马来酸酐芯聚酯纤维，将马来酸酐芯聚酯纤维和环氧树脂芯聚酯纤维按质量比1：3～1：5混合均匀，制得混合聚酯纤维；
(2)将混合聚酯纤维进行酸处理，再置于混合聚酯纤维质量6～10倍的氯化亚砜中，并加入混合聚酯纤维质量0.003～0.005倍的四氢呋喃，依次在40～50℃，300～500r/min搅拌反应1～2h，在60～70℃继续搅拌反应1～2h，过滤并在10～30℃，1～2kPa静置30～40min，制得预改性混合聚酯纤维，将预改性混合聚酯纤维和硅烷混合液按质量比1：5～1：6混合，在0～5℃，300～500r/min搅拌50～60min，在室温下静置20～24h，过滤并用无水乙醇洗涤3～5次，在-10～-1℃，1～10Pa干燥6～8h，制得改性混合聚酯纤维；
(3)将沥青加热到120～140℃，加入沥青质量0.01～0.02倍的沥青添加剂和青质量0.2～0.3倍的柴油并以500～600r/min搅拌30～40min，降温至90～100℃加入沥青质量0.2～0.3倍的纤维溶液和沥青质量18～22倍的粒径小于12mm的石灰岩矿料，在200～300r/min搅拌20～30min，冷却至室温制得抗冻融耐水侵蚀的冷补沥青混合料。
5.根据权利要求4所述的一种抗冻融耐水侵蚀的冷补沥青混合料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述聚酯溶液的制备方法为：将聚对苯二甲酸乙二醇酯和N,N-二甲基乙酰胺按质量比1：3～1：4混合均匀，在55～65℃，200～400r/min搅拌3～5h，再置于55～65℃，2～3kPa静置10～12h制备而成。
6.根据权利要求4所述的一种抗冻融耐水侵蚀的冷补沥青混合料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂。
7.根据权利要求4所述的一种抗冻融耐水侵蚀的冷补沥青混合料的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述酸处理的方法为：将混合聚酯纤维进行浸没在质量分数1～3％的盐酸溶液中，在50～60℃静置3～5min，冷却至室温后取出，并用纯水洗涤3～5次，在-10～-1℃，1～10Pa干燥6～8h。
8.根据权利要求4所述的一种抗冻融耐水侵蚀的冷补沥青混合料的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述硅烷混合液是将氨丙基三甲氧基硅烷、三乙胺和二氯甲烷按质量比1：0.3：10～1：0.4：12混合均匀，在0～5℃，300～500r/min搅拌3～5min，配制而成。
9.根据权利要求4所述的一种抗冻融耐水侵蚀的冷补沥青混合料的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述沥青为90号A级石油沥青；所述沥青添加剂是由防水剂Z6403、SBS、碳纤维按质量比1：1：1～1：2：2混合均匀配制而成。
10.根据权利要求4所述的一种抗冻融耐水侵蚀的冷补沥青混合料的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述纤维溶液是将改性混合聚酯纤维和质量分数90～95％的乙醇按质量比1：3～1：4混合，在10～30℃，300～500r/min搅拌3～5min，配制而成。
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GR01 Patent grant
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