本发明涉及一种复合改性剂，特别是涉及一种用于沥青路面的复合改性剂。
背景技术
青藏高原地区太阳辐射强，冻土分布面积广。已建青藏公路的路面结构形式主要是沥青路面，而沥青路面吸热性极强。在高原区强辐射的背景下，大量热量被路面吸收，传至路基，进而引起路基温度升高，扰动冻土，引发冻土融沉，造成沥青路面病害频发。这严重威胁着青藏高原的冻土稳定以及青藏公路的行车安全，制约着我国青藏公路和高速公路的建设。
为降低沥青路面对冻土的扰动，目前采取的主要的技术措施有：块石路基、通风管、通风板、eps保温板、热棒等技术。这些技术虽然有一定成效，但普遍存在一些问题：造价高昂、工程量浩大、施工周期长、效果有限。其中热棒技术虽然效果较好，但作用范围有限，因此极易引起冻土路基不均匀沉降，使路面破坏更加严重。
此外，有研究技术指出将空心漂珠添加到沥青混合料中替代细集料和矿粉能够降低沥青混合料的热导率，降低沥青路面的吸热效率。但是受混合料级配的限制，空心漂珠的添加量有限，阻热效果很不明显；且由于空心漂珠的表面亲水性和低密度，与沥青的粘附性较差，在混合料中难以均匀分布，严重影响着混合料的路用性能。
技术实现要素：
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种用于冻土区沥青路面的复合改性剂。该复合改性剂集阻热与蓄热于一体，添加到沥青混合料中，对沥青混合料的力学性能、路用性能和施工性能无不良影响，能够有效降低冻土区沥青路面吸热效率，减少进入路基的热量，减小路面温度变化幅值，减小路面对冻土的扰动，有效避免冻土融沉的发生，对冻土保护及青藏公路建设具有重要意义。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种用于冻土区沥青路面的复合改性剂，其特征在于，由以下质量百分比的原料制成：空心漂珠29.6%~70.8%，石蜡5.8%~46.1%，硅烷偶联剂0.6%~1.8%。
上述的一种用于冻土区沥青路面的复合改性剂，其特征在于，所述的硅烷偶联剂为a-1100、sh-6030、kbe-403中的一种。
本发明复合改性剂的制备方法包括以下步骤：
步骤一：在60℃温度条件下，使用浓度为5%的氢氧化钠溶液，对空心漂珠表面处理1小时，过滤后，在135℃的烘箱内烘干12小时；
步骤二：将使用乙醇水解后的硅烷偶联剂，在80℃的温度条件下，与步骤一所得的空心漂珠混合搅拌，以1000转/分钟的速度搅拌1小时；
步骤三：将石蜡与四氯化碳在40℃条件下搅拌至完全混合，取步骤二所得的空心漂珠，加入到混合溶液中，在65℃恒温条件下，以800转/分钟的速度搅拌1.5小时，过滤后晾干，得到复合改性剂。
利用本发明复合改性剂制备改性沥青混合料的方法为：将沥青加热到130℃~150℃，然后将本发明复合改性剂加入到热沥青中，复合改性剂按（3~1）:1的重量比等量替代矿粉，持续搅拌30~100分钟，得到复合改性沥青；然后按道路沥青混合料规范要求，与集料混合均匀后，得到复合改性沥青混合料。
本发明复合改性剂由空心漂珠、石蜡和偶联剂组成。首先使用氢氧化钠溶液处理空心漂珠表面，以形成粗糙的表面纹理，增强对偶联剂以及石蜡的吸附性；然后用硅烷偶联剂处理碱化后的空心漂珠，使空心漂珠表面由亲无机变为亲有机，提高与石蜡和沥青的粘结强度；最后把空心漂珠与石蜡溶液混合，使其充分吸附、枝接石蜡。本发明加入到沥青混合料后，通过物理化学作用与沥青形成极强的连结，并均匀的分散在沥青中，形成稳定的分散体系。且本发明复合改性剂具有低热导率和高热容，能够显著降低沥青路面的吸热效率，并减小路表温度变化的幅值，通过阻热蓄热的协同作用，能明显减小沥青路面对冻土的扰动，从而起到保护冻土的作用。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1.改善了界面相容性，增强与沥青的粘结强度，对沥青混合料的力学性能和路用性能无不良影响；
2.集阻热蓄热于一体，具有更低的传热率和吸热率，使路面温度变化幅值更小，对冻土的扰动更低；
3.增大了空心漂珠的密度，在沥青混合料中分布更均匀，更易形成均质体系；
4.施工工艺简单，具有良好的经济效益和社会效益。
具体实施方式：
为了更好地理解分发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容。
实施例1
本实施例用于冻土区沥青路面的复合改性剂由以下质量百分比的原料制成：空心漂珠70.8%，石蜡28.2%，硅烷偶联剂1.0%。
本实施例复合改性剂所用的硅烷偶联剂为sh-6030。
本实施例复合改性剂的制备方法包括以下步骤：
步骤一：在60℃温度条件下，使用浓度为5%的氢氧化钠溶液，对空心漂珠表面处理1小时，过滤后，在135℃的烘箱内烘干12小时；
步骤二：将使用乙醇水解后的硅烷偶联剂，在80℃的温度条件下，与步骤一所得的空心漂珠混合搅拌，以1000转/分钟的速度搅拌1小时；
步骤三：将石蜡与四氯化碳在40℃条件下搅拌至完全混合，取步骤二所得的空心漂珠，加入到混合溶液中，在65℃恒温条件下，以800转/分钟的速度搅拌1.5小时，过滤后晾干，得到复合改性剂。
利用本实施例复合改性剂制备改性沥青混合料的方法为：将沥青加热到130℃，然后将本发明复合改性剂加入到热沥青中，复合改性剂按2.4:1的重量比等量替代矿粉，持续搅拌80分钟，得到复合改性沥青；然后按规范要求，与集料混合均匀后，得到复合改性沥青混合料。
实施例2
本实施例用于冻土区沥青路面的复合改性剂由以下质量百分比的原料制成：空心漂珠59.0%，石蜡39.2%，硅烷偶联剂1.8%。
本实施例复合改性剂所用的硅烷偶联剂为a-1100。
本实施例复合改性剂的制备方法包括以下步骤：
步骤一：在60℃温度条件下，使用浓度为5%的氢氧化钠溶液，对空心漂珠表面处理1小时，过滤后，在135℃的烘箱内烘干12小时；
步骤二：将使用乙醇水解后的硅烷偶联剂，在80℃的温度条件下，与步骤一所得的空心漂珠混合搅拌，以1000转/分钟的速度搅拌1小时；
步骤三：将石蜡与四氯化碳在40℃条件下搅拌至完全混合，取步骤二所得的空心漂珠，加入到混合溶液中，在65℃恒温条件下，以800转/分钟的速度搅拌1.5小时，过滤后晾干，得到复合改性剂。
利用本实施例复合改性剂制备改性沥青混合料的方法为：将沥青加热到150℃，然后将本发明复合改性剂加入到热沥青中，复合改性剂按1.5:1的重量比等量替代矿粉，持续搅拌50分钟，得到复合改性沥青；然后按规范要求，与集料混合均匀后，得到复合改性沥青混合料。
对比例1
本对比例制备的沥青混合料与实施例1的不同之处仅在于：所添加的空心漂珠未进行任何改性。
对比例2
本对比例制备的沥青混合料与实施例1的不同之处仅在于：未添加任何复合改性剂，仅添加矿粉。
为了验证用于冻土区沥青路面的复合改性剂对沥青混合料的热学性能、力学性能和路用性能的影响，本发明根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（jtje20-2011）的相关规定对沥青混合料进行了路用性能和路用性能试验，并且自制了由照射装置、绝热装置和温度传感器组成的测温实验设备，对实施例和对比例照射5小时，对沥青混合料的隔热效果进行了检测，具体实验数据如表1所示。
表1对比例与实施例沥青混合料试验数据
由表1可知，利用本发明复合改性剂制备的沥青混合料，其高温性能、低温性能和水温性能均满足《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（jtje20-2011）的相关技术要求，且略优于对比例2。并且通过对比试验可知通过对漂珠表面的改性处理，使复合改性剂表现出优良的改性效果。利用本发明复合改性剂制备的沥青混合料，具有优异的隔热降温效果。
综上所述，本发明用于冻土区沥青路面的复合改性剂集阻热与蓄热于一体，添加到沥青混合料中，对沥青混合料的力学性能、路用性能和施工性能无不良影响，能够有效降低冻土区沥青路面吸热效率，减少进入路基的热量，减小路面温度变化幅值，减小路面对冻土的扰动，有效避免冻土融沉的发生，对冻土保护及青藏公路建设具有重要意义。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。