本发明属于路面材料领域，具体涉及一种沥青公路用高抗压抗车辙剂。
背景技术：
：沥青路面车辙是道路交通的主要公路病害之一，它是沥青路面在车辆载荷反复作用下，行车道在行车轨迹处产生较大的永久性变形，并在沥青路面上沿车辆行驶方向形成的一种形状类似沟槽的路面损坏现象。车辙病害的发生一般是在高温季节，沥青面层在车辆的反复碾压下产生永久变形和粘性流动逐渐形成。现今的道路交通大部分实施单向行驶，尤其加速了车辙病害的形成。车辙病害严重缩短了道路的使用寿命，降低了道路的服务质量，而且会给行车安全带来极大的安全隐患：如影响路面的平整度，降低行车的安全性；车辙槽内容易积水，极易导致高速行车侧滑，存在巨大隐患；车辙的形成导致路面整体结构不均匀，从而导致整体强度降低，易导致其他衍生性路面损害。抗车辙剂是一种多组分的化工产品，将其按一定比例加入沥青或者其混合料中可以显著改善沥青路面的抗剪切强度或抗形变能力，从而有效阻止或延缓车辙的发生。目前广泛使用的抗车辙剂主要分为无机和有机两大类。玻璃纤维、硅藻土等是主要的无机改性剂，而有机改性剂则以聚乙烯(pe)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(eva)、丁苯橡胶(sbr)等为主。无机类抗车辙剂通过填充嵌挤到集料骨架的空隙中，增强了沥青混合料结构的骨架作用，使混合料之间更加紧密，从而降低成型路面的渗透性进而降低了车辙损害程度。有机类抗车辙剂由于聚合物形成的微结晶区具有相当的强度，且在拌合过程中部分拉丝成塑料纤维，然后交联搭桥形成大网络状结构，因此增强了沥青与集料的黏附力，加强了路面结构的整体性，并且具有一定的弹性恢复功能。抗车辙剂在施工过程中由于高温的作用而软化，这些微粒在碾压过程中热成型，增加了沥青混合料结构的骨架作用，加强了混合料之间的相互作用力，使混合料之间更加紧密，降低了成型路面的渗透性。同时增加了沥青混合料承受荷载的能力。由于抗车辙剂中聚合物形成的微结晶区具有相当的劲度，它在拌和过程中部分拉丝成塑料纤维，在集料骨架内搭桥交联而形成纤维加筋作用。由于聚合物纤维的存在，它在胶结料中形成网状，加强了沥青矿粉胶结料体系相互作用和整体性。目前市面上常见的抗车辙剂产品都以聚乙烯为主料，能显著提高混合料抗车辙性能、使用简单方便，但价格都比较昂贵，经济效益不高。另外产品抗低温性能较差，易在低温环境下产生脆裂现象，抗压性能也较差。从而在无形中增加了抢险救灾和人员逃生的难度。因此，需研发一种抗压性及力学性能强的抗车辙剂。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题：针对目前常用抗车辙剂作用后的抗压性能及力学性能不佳的问题，提供一种沥青公路用高抗压抗车辙剂。为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：一种沥青公路用高抗压抗车辙剂，包括如下组分：8~15份氧化沥青、6~10份聚乙烯、3~7份硼酸锌、6~10份无机填料、20~40份水，还包括：20~40份抗车辙剂基料、10~15份复合辅料。所述抗车辙剂基料的制备方法，包括如下步骤：（1）按质量比1：7~12取贝壳粉、naoh溶液混合，超声分散，于65~80℃加热回流搅拌，过滤，取滤渣水洗，干燥，得干燥物，取干燥物按质量比4~8：0.1：18~25加入钛酸酯偶联剂tmc-201、丙酮混合，搅拌，于30~45℃，超声处理，于55~70℃加热回流处理，冷却，抽滤，取滤饼水洗，干燥，得反应料，取反应料按质量比5~8：0.1：25~40加入分散剂、水混合，均质乳化，得混悬液；（2）于35~50℃，按质量比1：4~7：25~50取结冷胶、蔗糖、水混合搅拌，得胶液，按质量份数计，依次取1~4份盐料、12~20份胶液、20~40份混悬液、7~12份预处理纤维素、0.3~0.7份对苯二甲醛，先于35~50℃，取盐料、胶液、混悬液于反应釜混合搅拌，升温至65~80℃，加入预处理纤维素、对苯二甲醛搅拌混合，保温，即得抗车辙剂基料。所述步骤（1）中的分散剂：按质量比1：6~10：3取十二烷基苯磺酸钠、石蜡、硬脂酸混合，即得分散剂。所述步骤（2）中的盐料：按质量比1：2~5：1取三偏磷酸钠、氯化铵、碳酸氢钾混合，即得盐料。所述步骤（2）中的预处理纤维素：于55~65℃，按质量比为1：4~8：25取纤维素、双氧水、硝酸溶液混合搅拌，过滤，收集滤饼水洗，干燥，即得预处理纤维素。所述复合辅料的制备：于80~95℃，按质量比1：4：20~45取明胶、谷朊粉、水混合搅拌，保温静置溶胀，冷却，得溶胀料，按质量份数计，依次取10~30份溶胀料、20~35份有机溶剂、0.1~0.4份助剂、3~7份预处理滑石粉，先取溶胀料预热至65~80℃，再加入有机溶剂、助剂，搅拌混合，加入预处理滑石粉，剪切分散，即得复合辅料。所述有机溶剂：按体积比3~7：1取丙酮、二氯甲烷混合，即得有机试剂。所述助剂：按质量比2~5：1取n-甲基吡咯烷酮、山梨醇混合，即得助剂。所述预处理滑石粉：按质量比3：0.2：40~50取滑石粉、十六烷基三甲基溴化铵、聚乙烯醇溶液混合搅拌，过滤，收集滤渣冷冻干燥，即得预处理滑石粉。所述无机填料：按质量比4~8：1取粉煤灰、电石渣混合研磨，即得无机填料。本发明与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本发明对贝壳粉进行碱浸、超声波分散提高减少其团聚，并且提高其表面的活性，再以钛酸酯偶联剂进行表面改性，提高其表面的接触角，提高其与胶液等的作用效果，对纤维素酸液氧化处理过程中，使得分子结构的上部分羰基转化为羧基，而羧基及本身自带的羟基，可在体系中产生压缩双电层，使胶乳中的悬浮微粒失去稳定性，并与氧化纤维素发生吸附，而使得悬浮微粒迅速增大并发生沉降，同时，添加的少量金属无机盐在溶液体系中电离产生金属离子，可破坏乳液双电层结构，进而加快活性成分的集聚，分散于抗车辙剂基料，可起到增韧补强的作用，使用时起到分散压力、减小形变、减少车辙产生的效果，添加的结冷胶、混悬液等成分可在对苯二甲醛的作用下发生交联，在体系内形成三维交联网络，且对苯二甲醛分子量较大，形成的交联网络孔隙相对较大，从而有利于使乳液颗粒稳定分散于三维交联网络空隙结构中，而在固化过程中，伴随着水分的减少，乳液颗粒由于彼此的分离状态转变为密集堆积状态，能够提高内部的力学性能效果，并可形成更为致密的交联网络，进一步提高抗压效果；（2）本发明利用聚乙烯醇溶液和表面活性剂对滑石粉进行预处理，可以使得滑石粉表面发生有机化，减少因其表面的羟基等极性基团含量增多，而引起的表面结构不稳定的现象，而导致易发生团聚的现象，并且经十六烷基三甲基溴化铵的插层作用，使得其层间距得到有效拓宽，便于分散外部压力的作用，有利于后续抗车辙剂基料及其它成分进入滑石粉内部结构，另一方面，部分组分的固化过程为放热反应，且体积发生膨胀，使滑石粉层间结构进一步拓宽，采用明胶、谷朊粉等为原料制复合辅料，使得其具有阴阳离子交换功能和优异的吸附性能提高与其它成分间的相容性，并具有良好的黏弹性，可保障体系的稳定性，协同作用可提高抗车辙剂作用后的抗压性能及沥青内部的力学性能，本发明对抗车辙抗压效果改善显著，值得推广使用。具体实施方式分散剂：按质量比1：6~10：3取十二烷基苯磺酸钠、石蜡、硬脂酸混合，即得分散剂。盐料：按质量比1：2~5：1取三偏磷酸钠、氯化铵、碳酸氢钾混合，即得盐料。预处理纤维素：于55~65℃，按质量比为1：4~8：25取纤维素、质量分数为15%的双氧水、质量分数为的20%硝酸溶液于容器混合，以400~700r/min磁力搅拌35~60min，过滤，收集滤饼水洗2~4次后，移至100~110℃烘箱干燥至恒重，即得预处理纤维素。有机试剂：按体积比3~7：1取丙酮、二氯甲烷混合，即得有机试剂。无机填料：按质量比4~8：1取粉煤灰、电石渣于研钵混合，以350~550r/min研磨1~3h，即得无机填料。预处理滑石粉：按质量比3：0.2：40~50取滑石粉、十六烷基三甲基溴化铵、质量分数为8%的聚乙烯醇溶液混合，以2000~3000r/min磁力搅拌30~55min，过滤，收集滤渣于-40℃冷冻干燥机干燥4~8h，即得预处理滑石粉。助剂：按质量比2~5：1取n-甲基吡咯烷酮、山梨醇混合，即得助剂。抗车辙剂基料的制备方法，包括如下步骤：（1）按质量比1：7~12取粒径0.2~0.5mm的贝壳粉、质量分数为10%的naoh溶液混合，移至超声波震荡仪以50~65khz频率超声分散15~30min，于65~80℃加热回流搅拌2~5h，过滤，取滤渣用水清洗2~4次后，于75~90℃烘箱干燥3~5h，得干燥物，取干燥物按质量比4~8：0.1：18~25加入钛酸酯偶联剂tmc-201、丙酮混合，以500~800r/min磁力搅拌40~60min，于30~45℃，以45~55khz频率超声处理25~40min，于55~70℃加热回流处理1~3h，自然冷却至室温，抽滤，取滤饼用水冲洗2~4次，于70~90℃烘箱干燥4~8h，得反应料，取反应料按质量比5~8：0.1：25~40加入分散剂、水混合，以3000~4000r/min均质乳化8~15min，得混悬液；（2）于35~50℃，按质量比1：4~7：25~50取结冷胶、蔗糖、水于反应釜混合，以800~1200r/min搅拌35~60min，得胶液，按质量份数计，依次取1~4份盐料、12~20份胶液、20~40份混悬液、7~12份预处理纤维素、0.3~0.7份对苯二甲醛，先于35~50℃，取盐料、胶液、混悬液于反应釜混合，以400~700r/min转速搅拌混合45~60min，升温至65~80℃，加入预处理纤维素、对苯二甲醛搅拌混合，保温1~3h，即得抗车辙剂基料。复合辅料的制备：于80~95℃，按质量比1：4：20~45取明胶、谷朊粉、水于反应釜混合，以400~700r/min磁力搅拌30~55min，保温静置溶胀2~4h后，自然冷却至室温，得溶胀料，按质量份数计，依次取10~30份溶胀料、20~35份有机溶剂、0.1~0.4份助剂、3~7份预处理滑石粉，先取溶胀料预热至65~80℃，再加入有机溶剂、助剂，搅拌混合20~45min后，加入预处理滑石粉，以3000~4000r/min剪切分散6~10min，即得复合辅料。一种沥青公路用高抗压抗车辙剂，按质量份数计，包括如下组分：8~15份氧化沥青、6~10份聚乙烯、3~7份硼酸锌、6~10份无机填料、20~40份水、20~40份抗车辙剂基料、10~15份复合辅料。一种沥青公路用高抗压抗车辙剂的制备方法，包括如下步骤：（1）按质量份数计，取8~15份氧化沥青、6~10份聚乙烯、3~7份硼酸锌、20~40份水、6~10份无机填料、20~40份抗车辙剂基料、10~15份复合辅料；（2）先于30~45℃，取氧化沥青、硼酸锌、水、无机填料、复合辅料于反应釜混合，以500~800r/min磁力搅拌40~60min，升温至55~70℃，加入聚乙烯、抗车辙剂基料混合，以2000~4000r/min高速搅拌25~50min，即得沥青公路用高抗压抗车辙剂。分散剂：按质量比1：6：3取十二烷基苯磺酸钠、石蜡、硬脂酸混合，即得分散剂。盐料：按质量比1：2：1取三偏磷酸钠、氯化铵、碳酸氢钾混合，即得盐料。预处理纤维素：于55℃，按质量比为1：4：25取纤维素、质量分数为15%的双氧水、质量分数为的20%硝酸溶液于容器混合，以400r/min磁力搅拌35min，过滤，收集滤饼水洗2次后，移至100℃烘箱干燥至恒重，即得预处理纤维素。有机试剂：按体积比3：1取丙酮、二氯甲烷混合，即得有机试剂。无机填料：按质量比4：1取粉煤灰、电石渣于研钵混合，以350r/min研磨1h，即得无机填料。预处理滑石粉：按质量比3：0.2：40取滑石粉、十六烷基三甲基溴化铵、质量分数为8%的聚乙烯醇溶液混合，以2000r/min磁力搅拌30min，过滤，收集滤渣于-40℃冷冻干燥机干燥4h，即得预处理滑石粉。助剂：按质量比2：1取n-甲基吡咯烷酮、山梨醇混合，即得助剂。抗车辙剂基料的制备方法，包括如下步骤：（1）按质量比1：7取粒径0.2mm的贝壳粉、质量分数为10%的naoh溶液混合，移至超声波震荡仪以50khz频率超声分散15min，于65℃加热回流搅拌2h，过滤，取滤渣用水清洗2次后，于75℃烘箱干燥3h，得干燥物，取干燥物按质量比4：0.1：18加入钛酸酯偶联剂tmc-201、丙酮混合，以500r/min磁力搅拌40min，于30℃，以45khz频率超声处理25min，于55℃加热回流处理1h，自然冷却至室温，抽滤，取滤饼用水冲洗2次，于70℃烘箱干燥4h，得反应料，取反应料按质量比5：0.1：25加入分散剂、水混合，以3000r/min均质乳化8min，得混悬液；（2）于35℃，按质量比1：4：25取结冷胶、蔗糖、水于反应釜混合，以800r/min搅拌35min，得胶液，按质量份数计，依次取1份盐料、12份胶液、20份混悬液、7份预处理纤维素、0.3份对苯二甲醛，先于35℃，取盐料、胶液、混悬液于反应釜混合，以400r/min转速搅拌混合45min，升温至65℃，加入预处理纤维素、对苯二甲醛搅拌混合，保温1h，即得抗车辙剂基料。复合辅料的制备：于80℃，按质量比1：4：20取明胶、谷朊粉、水于反应釜混合，以400r/min磁力搅拌30min，保温静置溶胀2h后，自然冷却至室温，得溶胀料，按质量份数计，依次取10份溶胀料、20份有机溶剂、0.1份助剂、3份预处理滑石粉，先取溶胀料预热至65℃，再加入有机溶剂、助剂，搅拌混合20min后，加入预处理滑石粉，以3000r/min剪切分散6min，即得复合辅料。一种沥青公路用高抗压抗车辙剂，按质量份数计，包括如下组分：8份氧化沥青、6份聚乙烯、3份硼酸锌、6份无机填料、20份水、20份抗车辙剂基料、10份复合辅料。一种沥青公路用高抗压抗车辙剂的制备方法，包括如下步骤：（1）按质量份数计，取8份氧化沥青、6份聚乙烯、3份硼酸锌、20份水、6份无机填料、20份抗车辙剂基料、10份复合辅料；（2）先于30℃，取氧化沥青、硼酸锌、水、无机填料、复合辅料于反应釜混合，以500r/min磁力搅拌40min，升温至55℃，加入聚乙烯、抗车辙剂基料混合，以2000r/min高速搅拌25min，即得沥青公路用高抗压抗车辙剂。分散剂：按质量比1：8：3取十二烷基苯磺酸钠、石蜡、硬脂酸混合，即得分散剂。盐料：按质量比1：3：1取三偏磷酸钠、氯化铵、碳酸氢钾混合，即得盐料。预处理纤维素：于60℃，按质量比为1：6：25取纤维素、质量分数为15%的双氧水、质量分数为的20%硝酸溶液于容器混合，以550r/min磁力搅拌47min，过滤，收集滤饼水洗3次后，移至105℃烘箱干燥至恒重，即得预处理纤维素。有机试剂：按体积比5：1取丙酮、二氯甲烷混合，即得有机试剂。无机填料：按质量比6：1取粉煤灰、电石渣于研钵混合，以450r/min研磨2h，即得无机填料。预处理滑石粉：按质量比3：0.2：45取滑石粉、十六烷基三甲基溴化铵、质量分数为8%的聚乙烯醇溶液混合，以2500r/min磁力搅拌42min，过滤，收集滤渣于-40℃冷冻干燥机干燥6h，即得预处理滑石粉。助剂：按质量比3：1取n-甲基吡咯烷酮、山梨醇混合，即得助剂。抗车辙剂基料的制备方法，包括如下步骤：（1）按质量比1：9取粒径0.3mm的贝壳粉、质量分数为10%的naoh溶液混合，移至超声波震荡仪以57khz频率超声分散22min，于72℃加热回流搅拌3h，过滤，取滤渣用水清洗3次后，于82℃烘箱干燥4h，得干燥物，取干燥物按质量比6：0.1：21加入钛酸酯偶联剂tmc-201、丙酮混合，以650r/min磁力搅拌50min，于37℃，以50khz频率超声处理32min，于62℃加热回流处理2h，自然冷却至室温，抽滤，取滤饼用水冲洗3次，于80℃烘箱干燥6h，得反应料，取反应料按质量比7：0.1：32加入分散剂、水混合，以3500r/min均质乳化11min，得混悬液；（2）于42℃，按质量比1：5：37取结冷胶、蔗糖、水于反应釜混合，以1000r/min搅拌47min，得胶液，按质量份数计，依次取3份盐料、16份胶液、30份混悬液、9份预处理纤维素、0.5份对苯二甲醛，先于42℃，取盐料、胶液、混悬液于反应釜混合，以550r/min转速搅拌混合52min，升温至72℃，加入预处理纤维素、对苯二甲醛搅拌混合，保温2h，即得抗车辙剂基料。复合辅料的制备：于87℃，按质量比1：4：32取明胶、谷朊粉、水于反应釜混合，以550r/min磁力搅拌42min，保温静置溶胀3h后，自然冷却至室温，得溶胀料，按质量份数计，依次取20份溶胀料、27份有机溶剂、0.3份助剂、5份预处理滑石粉，先取溶胀料预热至72℃，再加入有机溶剂、助剂，搅拌混合32min后，加入预处理滑石粉，以3500r/min剪切分散8min，即得复合辅料。一种沥青公路用高抗压抗车辙剂，按质量份数计，包括如下组分：11份氧化沥青、8份聚乙烯、5份硼酸锌、8份无机填料、30份水、30份抗车辙剂基料、13份复合辅料。一种沥青公路用高抗压抗车辙剂的制备方法，包括如下步骤：（1）按质量份数计，取11份氧化沥青、8份聚乙烯、5份硼酸锌、30份水、8份无机填料、30份抗车辙剂基料、13份复合辅料；（2）先于37℃，取氧化沥青、硼酸锌、水、无机填料、复合辅料于反应釜混合，以650r/min磁力搅拌50min，升温至62℃，加入聚乙烯、抗车辙剂基料混合，以3000r/min高速搅拌37min，即得沥青公路用高抗压抗车辙剂。分散剂：按质量比1：10：3取十二烷基苯磺酸钠、石蜡、硬脂酸混合，即得分散剂。盐料：按质量比1：5：1取三偏磷酸钠、氯化铵、碳酸氢钾混合，即得盐料。预处理纤维素：于65℃，按质量比为1：8：25取纤维素、质量分数为15%的双氧水、质量分数为的20%硝酸溶液于容器混合，以700r/min磁力搅拌60min，过滤，收集滤饼水洗4次后，移至110℃烘箱干燥至恒重，即得预处理纤维素。有机试剂：按体积比7：1取丙酮、二氯甲烷混合，即得有机试剂。无机填料：按质量比8：1取粉煤灰、电石渣于研钵混合，以550r/min研磨3h，即得无机填料。预处理滑石粉：按质量比3：0.2：50取滑石粉、十六烷基三甲基溴化铵、质量分数为8%的聚乙烯醇溶液混合，以3000r/min磁力搅拌55min，过滤，收集滤渣于-40℃冷冻干燥机干燥8h，即得预处理滑石粉。助剂：按质量比5：1取n-甲基吡咯烷酮、山梨醇混合，即得助剂。抗车辙剂基料的制备方法，包括如下步骤：（1）按质量比1：12取粒径0.5mm的贝壳粉、质量分数为10%的naoh溶液混合，移至超声波震荡仪以65khz频率超声分散30min，于80℃加热回流搅拌5h，过滤，取滤渣用水清洗4次后，于90℃烘箱干燥5h，得干燥物，取干燥物按质量比8：0.1：25加入钛酸酯偶联剂tmc-201、丙酮混合，以800r/min磁力搅拌60min，于45℃，以55khz频率超声处理40min，于70℃加热回流处理3h，自然冷却至室温，抽滤，取滤饼用水冲洗4次，于90℃烘箱干燥8h，得反应料，取反应料按质量比8：0.1：40加入分散剂、水混合，以4000r/min均质乳化15min，得混悬液；（2）于50℃，按质量比1：7：50取结冷胶、蔗糖、水于反应釜混合，以1200r/min搅拌60min，得胶液，按质量份数计，依次取4份盐料、20份胶液、40份混悬液、12份预处理纤维素、0.7份对苯二甲醛，先于50℃，取盐料、胶液、混悬液于反应釜混合，以700r/min转速搅拌混合60min，升温至80℃，加入预处理纤维素、对苯二甲醛搅拌混合，保温3h，即得抗车辙剂基料。复合辅料的制备：于95℃，按质量比1：4：45取明胶、谷朊粉、水于反应釜混合，以700r/min磁力搅拌55min，保温静置溶胀4h后，自然冷却至室温，得溶胀料，按质量份数计，依次取30份溶胀料、35份有机溶剂、0.4份助剂、7份预处理滑石粉，先取溶胀料预热至80℃，再加入有机溶剂、助剂，搅拌混合45min后，加入预处理滑石粉，以4000r/min剪切分散10min，即得复合辅料。一种沥青公路用高抗压抗车辙剂，按质量份数计，包括如下组分：15份氧化沥青、10份聚乙烯、7份硼酸锌、8份无机填料、40份水、40份抗车辙剂基料、15份复合辅料。一种沥青公路用高抗压抗车辙剂的制备方法，包括如下步骤：（1）按质量份数计，取15份氧化沥青、10份聚乙烯、7份硼酸锌、10份无机填料、40份水、40份抗车辙剂基料、15份复合辅料；（2）先于45℃，取氧化沥青、硼酸锌、水、无机填料、复合辅料于反应釜混合，以800r/min磁力搅拌60min，升温至70℃，加入聚乙烯、抗车辙剂基料混合，以4000r/min高速搅拌50min，即得沥青公路用高抗压抗车辙剂。对比例1：与实施例1的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少抗车辙剂基料。对比例2：与实施例1的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少复合辅料。对比例3：深圳市某公司生产的沥青公路用抗车辙剂。将实施例与对比例按照jtgf40-2004、jtt535标准进行测试，测试结果如表1所示。表1：测试项目实施例1实施例2实施例3对比例1对比例2对比例3动稳定度（次/mm）621560246139543753653539浸水残留稳定度（%）93.592.892.992.592.190.6冻融劈裂强度比（%）93.7691.3492.1386.3787.9284.29低温弯曲破坏应变（με）395438773913370236543112拉伸强度（mpa）2.72.52.62.22.31.7综合上述，本发明的沥青公路用高抗压抗车辙剂动稳定度、浸水残留稳定度、冻融劈裂残留强度比以及低温弯曲破坏应变等各方面性能相比于市售产品效果更好，抗水损性能、低温抗压裂性能及高温抗车辙性能强，值得大力推广。以上所述仅为本发明的较佳方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12