本发明属于改性沥青混凝土技术领域，涉及一种间苯型不饱和聚酯树脂改性沥青混凝土及其制备方法。
背景技术：
随着经济和公路运输的发展，桥梁结构的跨径也越来越大。桥面铺装层是桥面板与行车直接接触的表面层，能够保护桥面板不受车辆荷载、温度荷载和水的直接作用，其铺装质量的好坏和使用耐久性直接影响到车辆的行使质量和路面的使用寿命。因此，桥面铺装层要具有抗车辙性能好、表面抗滑以及水和温度稳定性好等特点。
当前，国内外应用比较广泛采用的桥面铺装层类型主要是浇注式沥青混凝土、改性沥青SMA和环氧沥青混凝土。但浇注式沥青混凝土的高温稳定性较差，改性沥青SMA的低温抗裂性和抗疲劳性能性能较差，环氧沥青混凝土虽然强度高、抗车辙和抗疲劳性能优越，但成本高，施工过于复杂。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种间苯型不饱和聚酯树脂改性沥青混凝土及其制备方法，该混凝土的强度高、抗裂性能及抗疲劳性能较强，并且成本低，施工方便。
为达到上述目的，本发明所述的间苯型不饱和聚酯树脂改性沥青混凝土由集料及不饱和聚酯树脂改性沥青为原料制备而成，其中，不饱和聚酯树脂改性沥青由不饱和聚酯树脂、马来酸酐、固化剂、偶联剂、稀释剂及基质沥青为原料制备而成。
集料与不饱和聚酯树脂改性沥青的质量比100：6.5。
不饱和聚酯树脂、马来酸酐、固化剂、偶联剂、稀释剂及基质沥青的质量比为100:7.5:4:2.5:0.6:246。
集料由粗集料A、粗集料B、细集料A、细集料B及矿粉混合而成，其中，粗集料A、粗集料B、细集料A、细集料B及矿粉质量比为23:21:17:34:5。
粗集料A的粒径大于等于10mm且小于等于15mm；
粗集料B的粒径小于10mm且大于等于5mm；
细集料A的粒径小于5mm且大于等于3mm；
细集料B的粒径小于3mm。
基质沥青为A-90#道路石油沥青。
本发明所述的间苯型不饱和聚酯树脂改性沥青混凝土的制备方法包括以下步骤：
1)取集料、不饱和聚酯树脂、马来酸酐、固化剂、偶联剂、稀释剂及基质沥青，再对基质沥青进行加热，然后将马来酸酐加入到基质沥青中，再进行高速剪切，得混合物；
2)对不饱和聚酯树脂进行预热，再将固化剂加入到步骤1)得到的混合物中，搅拌均匀后分批加入偶联剂及稀释剂，搅拌后加入预热后的不饱和聚酯树脂，再进行搅拌，得不饱和聚酯树脂改性沥青；
3)将集料倒入搅拌锅中，再将步骤2)得到的不饱和聚酯树脂改性沥青倒入搅拌锅中，再进行搅拌，然后倒入托板中，再将托板放入烘箱中保温处理，得间苯型不饱和聚酯树脂改性沥青混凝土。
步骤1)中将基质沥青加热至160℃，再将马来酸酐加入到基质沥青中，然后再以转速为200r/min的速度进行高速剪切，马来酸酐与基质沥青混合时产生的白色烟雾消失为止，得混合物；
步骤2)中不饱和聚酯树脂的预热温度为80℃；
步骤2)中搅拌后加入预热后的不饱和聚酯树脂，再进行搅拌5min，得不饱和聚酯树脂改性沥青；
步骤3)中将步骤2)得到的不饱和聚酯树脂改性沥青倒入搅拌锅中，再搅拌90s，然后倒入托板中，再将托板放入140℃的烘箱中保温40-50min，得间苯型不饱和聚酯树脂改性沥青混凝土。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的间苯型不饱和聚酯树脂改性沥青混凝土由集料及不饱和聚酯树脂改性沥青为原料制备而成，其中，不饱和聚酯树脂改性沥青由不饱和聚酯树脂、马来酸酐、固化剂、偶联剂、稀释剂及基质沥青为原料制备而成，其中，不饱和聚酯树脂为热固性树脂材料，具有优异的力学性能及机械性能，通过将基质沥青与不饱和聚酯树脂混合，使固化后基质沥青与不饱和聚酯树脂的混合物形成空间交联网络，从而使间苯型不饱和聚酯树脂改性沥青混凝土具有优异的强度、抗裂性能及抗疲劳性能，提高混凝土的抗车辙能力，同时各原料的成本较低。另外，在制备过程中，通过将不饱和聚酯树脂、马来酸酐、固化剂、偶联剂、稀释剂及基质沥青混合加热搅拌形成不饱和聚酯树脂改性沥青，然后再将不饱和聚酯树脂改性沥青与集料进行混合，从而得到间苯型不饱和聚酯树脂改性沥青混凝土，操作简单，易于实现。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步详细描述，以下是对本发明的解释而不是限定。
本发明所述的间苯型不饱和聚酯树脂改性沥青混凝土由集料及不饱和聚酯树脂改性沥青为原料制备而成，其中，不饱和聚酯树脂改性沥青由不饱和聚酯树脂、马来酸酐、固化剂、偶联剂、稀释剂及基质沥青为原料制备而成。
集料与不饱和聚酯树脂改性沥青的质量比100：6.5。
不饱和聚酯树脂、马来酸酐、固化剂、偶联剂、稀释剂及基质沥青的质量比为100:7.5:4:2.5:0.6:246。
集料由粗集料A、粗集料B、细集料A、细集料B及矿粉混合而成，其中，粗集料A、粗集料B、细集料A、细集料B及矿粉质量比为23:21:17:34:5。
粗集料A的粒径大于等于10mm且小于等于15mm；
粗集料B的粒径小于10mm且大于等于5mm；
细集料A的粒径小于5mm且大于等于3mm；
细集料B的粒径小于3mm。
基质沥青为A-90#道路石油沥青。
本发明所述的间苯型不饱和聚酯树脂改性沥青混凝土的制备方法包括以下步骤：
1)取集料、不饱和聚酯树脂、马来酸酐、固化剂、偶联剂、稀释剂及基质沥青，再对基质沥青进行加热，然后将马来酸酐加入到基质沥青中，再进行高速剪切，得混合物；
2)对不饱和聚酯树脂进行预热，再将固化剂加入到步骤1)得到的混合物中，搅拌均匀后分批加入偶联剂及稀释剂，搅拌后加入预热后的不饱和聚酯树脂，再进行搅拌，得不饱和聚酯树脂改性沥青；
3)将集料倒入搅拌锅中，再将步骤2)得到的不饱和聚酯树脂改性沥青倒入搅拌锅中，再进行搅拌，然后倒入托板中，再将托板放入烘箱中保温处理，得间苯型不饱和聚酯树脂改性沥青混凝土。
步骤1)中将基质沥青加热至160℃，再将马来酸酐加入到基质沥青中，然后再以转速为200r/min的速度进行高速剪切，马来酸酐与基质沥青混合时产生的白色烟雾消失为止，得混合物；
步骤2)中不饱和聚酯树脂的预热温度为80℃；
步骤2)中搅拌后加入预热后的不饱和聚酯树脂，再进行搅拌5min，得不饱和聚酯树脂改性沥青；
步骤3)中将步骤2)得到的不饱和聚酯树脂改性沥青倒入搅拌锅中，再搅拌90s，然后倒入托板中，再将托板放入140℃的烘箱中保温40-50min，得间苯型不饱和聚酯树脂改性沥青混凝土。
马歇尔试验
按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ 052-2000)进行试验，并与基质沥青和SBS改性沥青的相关指标进行对比，测试结果见表1。
表1
由表1数据，得出结论：本发明的稳定度分别是基质沥青及SBS改性沥青混合料的2.81及1.85倍，说明本发明的力学性能优良。
劈裂试验
按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ 052-2000)进行试验，并与基质沥青和SBS改性沥青的相关指标进行对比，测试结果见表2。
表2
由表2数据，得出结论：本发明的劈裂强度分别是基质沥青及SBS改性沥青混合料的2.92及1.85倍，说明本发明的强度较大。
车辙试验
按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ 052-2000)进行试验，并与基质沥青和SBS改性沥青的相关指标进行对比，测试结果见表3。
表3
由表3可以看出，本发明的动稳定度环氧沥青混合料的38.1％，但却是基质沥青和SBS改性沥青的6.75和2.27倍，说明本发明混合料高温性能优良。
小梁弯曲试验
按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ 052-2000)进行试验，并与基质沥青和SBS改性沥青的相关指标进行对比。测试结果见表4。
表4
由表4可以看出，本发明的最大弯拉应变分别是基质沥青和SBS改性沥青混合料的1.79和1.41倍，说明本发明的柔韧性优良，低温抗裂性强。
浸水马歇尔和冻融劈裂试验
按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ 052-2000)进行试验，并与基质沥青和SBS改性沥青的相关指标进行对比。测试结果见表5。
表5
由表5中数据，得出结论：本发明的浸水残留稳定度略小于几种沥青混合料的相关指标，但也满足规范要求；冻融强度比却很大，是基质沥青和SBS改性沥青混合料的1.14倍和1.10倍，说明本发明冻融后强度损失较小，水稳定性好。
疲劳试验
采用中点小梁弯曲试验对沥青混合料疲劳性能进行试验。试验小梁尺寸为长250mm±2mm，宽40mm±2mm，高40mm±2mm，试验仪器为MTS-810型材料测试系统。采用正弦波形荷载进行疲劳试验，加载频率为10Hz，试验温度为15℃，应力比采用了0.3～0.6四个等级，并与基质沥青和SBS改性沥青的相关指标进行对比。试验结果见表6和表7。
表6
表7
由表6-7中数据，得出结论：相同的应力比下，本发明的疲劳寿命大于基质沥青，与SBS改性沥青混合料疲劳寿命相当，说明本发明的抗疲劳性能与SBS改性沥青混合料相当，性能较为优越。
由以上结论，本发明的强度、高温稳定性和低温抗裂性均优于基质和SBS改性沥青混合料，但水稳定性和抗疲劳性能与SBS改性沥青混合料相当，本发明的路用性能优良。