CN101700968A - 基于界面改性灌注式有机-无机复合路面材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种路面材料的制备方法。基于界面改性灌注式有机-无机复合路面材料的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：1)界面改性剂的制备：①按质量比为硅烷偶联剂∶溶剂∶催化剂∶稳定剂：＝100∶18～32∶10～40∶2～8，选取；②装有溶剂的容器中加入催化剂，用醋酸调节pH为5.5～6.5，得到乳液；静置，加入硅烷偶联剂，最后在加入稳定剂，搅拌，即得界面改性剂；2)基于界面改性灌注式有机-无机复合路面材料的制备：①基体沥青混合料的制备；②界面改性水泥砂浆的制备；③首先进行基体沥青混合料的摊铺，将界面改性水泥砂浆在基体沥青混合料的上表面进行5～8次浇灌，养护28d，得到基于界面改性灌注式有机-无机复合路面材料。
Description
技术领域
本发明涉及一种路面材料的制备方法。
技术背景
半柔性沥青路面材料属于密实-骨架嵌挤型结构，其高温稳定性能大大优于普通沥青混凝土路面，又由于其以具有一定柔性的沥青混凝土作为骨架结构，其低温抗裂性能也优于普通水泥混凝土，同时具备沥青路面和水泥路面的优点，且屏蔽了两者的缺点。这种新型的复合路面材料能够解决沥青混凝土路面的车辙、水损坏以及水泥混凝土路面的断板、脱空和唧泥等病害。
通常所说的半柔性路面，根据其施工工艺和材料可以分为三种类型：水泥灌浆沥青混凝土、水泥沥青混凝土和乳化沥青水泥混凝土。由于水泥灌浆沥青混凝土工艺相对简单，因此应用广泛。但是从目前应用的情况来看，该种路面结构在实际工程应用中存在路面容易开裂、抗疲劳能力差等问题。出现这样的问题的主要原因在于半柔性路面材料是一种有机和无机相结合的复合材料。根据表面能效应理论可知沥青和水泥的极性相差很远，因此难以在两者界面形成良好的粘接和过渡层，只是在粘接的界面形成物理交联。根据浸润理论可知液体粘度越低，浸润时间越短，浸润速度越快，普通的灌浆法制备的半柔性路面材料在形成沥青-水泥界面的时候，沥青处于常温状态，粘度很大，浸润时间长，难以达到好的效果。目前来说，由于普通沥青制备的基体沥青混合料结构松散，内聚力不够，可以用高粘度改性沥青来改善，但是高粘度改性沥青粘度大，更难浸润，可以一定程度上改善干缩开裂，但是对于抗疲劳能力差的问题始终不能很好的解决。根据复合材料界面效应，相互交接的界面处能量高，并且是应力集中的地方，因此，界面是疲劳破坏和开裂的根本原因。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于界面改性灌注式有机-无机复合路面材料的制备方法，该方法制备的路面材料具有抗疲劳性能和抗裂性能好的特点。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：基于界面改性灌注式有机-无机复合路面材料的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：
1)界面改性剂的制备：
①按质量比为硅烷偶联剂∶溶剂∶催化剂∶稳定剂：＝100∶18～32∶10～40∶2～8，选取硅烷偶联剂、溶剂、催化剂和稳定剂，备用；
所述的溶剂为下述四种之一：
a)按质量百分数为：乙醇85％～95％、水5％～15％，选取乙醇和水，将乙醇与水混合，得到溶剂；
b)按质量百分数为：乙醇85％～95％、水5％～15％，选取乙醇和水，将乙醇与水混合，得到醇-水溶液；醇-水溶液中加入非离子表面活性剂，非离子表面活性剂的加入量为醇-水溶液质量的0.1％，得到溶剂；
c)乙醇；
d)异丙醇；
所述的催化剂为水杨酸镧、硬脂酸铈或三碱硫酸铅催化剂；
所述的稳定剂为乙烯基类稳定剂、丙烯酰基类稳定剂或氨基类稳定剂；
②装有溶剂的容器中加入催化剂，用醋酸调节pH为5.5～6.5，得到乳液；然后将调节好的乳液在-10℃～10℃恒温箱中静置6h～8h，再将静置后的装有乳液的容器放置在-10℃～10℃的恒温水浴中，接着边搅拌边加入硅烷偶联剂，最后在加入稳定剂，持续低速搅拌5～15min(所述低速搅拌为搅拌转速300-500转/分钟)，使其充分完成水解缩合反应，即得界面改性剂；(注：配置好的界面改性剂应置于棕色容器中常温保存)
2)基于界面改性灌注式有机-无机复合路面材料的制备：
①基体沥青混合料的制备：按质量比为粗集料∶细集料∶填料∶沥青＝100∶0～6∶4～8∶2～10，选取粗集料、细集料、填料和沥青，备用；将粗集料和细集料在搅拌锅中搅拌30～60s，添加沥青再搅拌60～90s，最后加入填料拌和60～90s，其中粗集料、细集料与填料加热至150～190℃，沥青加热温度150～170℃，搅拌锅设定温度160～180℃，得基体沥青混合料；(注：基体沥青混合料的空隙率指标：空隙率24％～35％，连通空隙率18％～28％)
②界面改性水泥砂浆的制备：按照质量比为水泥∶粉煤灰∶水∶砂子∶外加剂∶界面改性剂＝100∶6～15∶40～60∶20～40∶5～13∶0.4～0.9，选取水泥、粉煤灰、水、砂子、外加剂和界面改性剂，外加剂为膨胀剂和减水剂，膨胀剂与减水剂质量比为2～3.5∶1，备用；先将水泥、粉煤灰、砂子和膨胀剂在搅拌锅里搅拌3min～5min，添加界面改性剂继续搅拌3min～5min，最后添加水和减水剂搅拌3min～5min，得到界面改性水泥砂浆；(注：界面改性水泥砂浆的指标要求：流动度10～14s，28d抗折强度大于6.0MPa，28d抗压强度15～50MPa)
③界面改性灌注式半柔性路面材料的制备：首先进行基体沥青混合料的摊铺，厚度控制10cm，温度控制为：摊铺温度155℃～165℃，初压温度120℃～130℃，等铺装好的基体沥青混合料温度降为40℃后，用橡胶软管将步骤2)的②中制得的界面改性水泥砂浆在铺装好的基体沥青混合料的上表面进行5～8次浇灌，每次灌浇灌量为57～61g/m2，并且每次浇灌使用橡胶路靶拖拉5～8次使其自然浸透，在灌注不畅的地方用小型振动压路机(2t)进行辅助振动，养护28d，得到基于界面改性灌注式有机-无机复合路面材料。
所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)、硅烷偶联剂KH-560{γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷)}或乙烯基(氯甲基)二甲基硅烷。
所述的非离子表面活性剂为脂肪酸甘油酯或聚山梨酯。
所述的乙烯基类稳定剂为乙烯基硅橡胶；所述的丙烯酰基类稳定剂为丙烯酰基异硫氰酸酯；所述的氨基类稳定剂为氨基树脂稳定剂(脲醛树脂、三聚氰胺树脂)。
所述的粗集料为玄武岩、辉绿岩或石灰岩，最大公称粒径16mm。
所述的细集料为玄武岩、辉绿岩或石灰岩，最大公称粒径4.75mm。
所述的填料为石灰石矿粉，粒度范围是0.15mm的通过率大于90％，0.075mm通过率大于75％。
所述的沥青为高粘改性沥青(如武汉理工大学与湖北国创高新材料股份有限公司共同开发的高粘度改性沥青)或SBS改性沥青(SBS为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)；主要性能指标：60℃绝对粘度≥20000Pa·s，粘韧性≥20N·m。
所述的水泥为P.O42.5或P.O32.5普通硅酸盐水泥。
所述的粉煤灰为一级粉煤灰或二级粉煤灰。
所述的砂子细度要求1.18mm通过率90％以上。
所述的减水剂为选用萘系减水剂(萘系减水剂FDN-1)或聚羧酸减水剂KH-2。
所述的膨胀剂为UEA低碱膨胀剂、UAEA膨胀剂或CEA膨胀剂。
由于与水泥胶浆胶结的沥青材料界面的极性大，所以其表面张力大，这样导致沥青与水泥胶浆的胶结只是物理“串联”，界面连接力差。采用界面改性剂，一方面将会在沥青表面重新形成一层极性小的过渡层，从而更有利于沥青与水泥砂浆的润湿，并加强表面能效应；另一方面将会在沥青表面形成的过渡层含有阳离子基团，有利于与水泥砂浆发生化学胶结作用，并形成互穿网络结构。根据化学键力理论，与硅相连的3个Si-X基水解成Si-OH的低聚硅氧烷，Si-OH又会与水泥砂浆表面的OH形成氢键，同时还会与水泥砂浆表面的Si-OH发生缩合反应，形成共价键结合。根据变形层及拘束层理论，即从减轻界面应力观点解释硅烷偶联剂的作用，认为多数聚合物固化时要收缩，因而在界面上将产生附加应力，当应力集中到一定程度时即可引起黏接键断裂，使胶黏件破坏。变形层理论认为，硅烷偶联剂的作用在于拉紧界面上胶黏剂的结构，形成模量递减的拘束层，可均匀传递应力。经过界面改性的水泥砂浆会由亲水性转变为亲油性，这样可以明显的提高基体沥青混合料与水泥砂浆之间的界面连接力，那么就可以充分发挥半柔性路面材料兼具柔性材料(沥青混凝土)和刚性材料(水泥混凝土)的高抗车辙和抗水损害的优势。本发明选用硅烷偶联剂、溶剂、催化剂和稳定剂配制成界面改性剂，从而解决了单纯的硅烷偶联剂的活性不高以及沥青的常温改性难的问题。
本发明的有益效果是：采用界面改性剂，将一定程度上的改善灌注式半柔性路面材料的路用性能和力学性能，尤其是对于半柔性路面的抗疲劳性能以及抗裂性能有很大的改善。通过掺入界面改性剂，在15℃及0.25应力比条件下，本发明的基于界面改性灌注式有机-无机复合路面材料的疲劳达到50000次以上(而普通半柔性路面材料疲劳为17000次～22000次)，-10℃的抗弯拉强度达到10.0MPa以上(而普通半柔性路面材料抗弯拉强度是5.0MPa～7.0MPa)，即本发明的路面材料抗疲劳性能和抗裂性能好。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1：
基于界面改性灌注式有机-无机复合路面材料的制备方法，它包括如下步骤：
1)界面改性剂的制备：
①按质量比为硅烷偶联剂∶溶剂∶催化剂∶稳定剂：＝100∶22∶20∶5，选取硅烷偶联剂、溶剂、催化剂和稳定剂，备用；
所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)；
所述的溶剂为：按质量百分数为：乙醇90％、水10％，选取乙醇和水，将乙醇与水混合，得到醇-水溶液；醇-水溶液中加入非离子表面活性剂，非离子表面活性剂的加入量为醇-水溶液质量的0.1％，得到溶剂；所述的非离子表面活性剂为脂肪酸甘油酯；
所述的催化剂为水杨酸镧；
所述的稳定剂为乙烯基类稳定剂(如采用乙烯基硅橡胶)；
②装有溶剂的容器中加入催化剂，用醋酸调节pH为6.0，得到乳液；然后将调节好的乳液在5℃恒温箱中静置7h，再将静置后的装有乳液的容器放置在5℃的恒温水浴中，接着边搅拌边加入硅烷偶联剂，最后在缓慢加入稳定剂，持续低速搅拌8min(所述低速搅拌为搅拌转速300-500转/分钟)，使其充分完成水解缩合反应，即得界面改性剂；(注：配置好的界面改性剂应置于棕色容器中常温保存)；
2)基于界面改性灌注式有机-无机复合路面材料的制备：
①基体沥青混合料的制备：按质量比为粗集料∶细集料∶填料∶沥青＝100∶2∶5∶5，选取粗集料、细集料、填料和沥青，备用；将粗集料和细集料在搅拌锅中搅拌40s，添加沥青再搅拌70s，最后加入填料拌和70s，其中粗集料、细集料与填料加热至170℃，沥青加热温度160℃，搅拌锅设定温度170℃，得基体沥青混合料；
②界面改性水泥砂浆的制备：按照质量比为水泥∶粉煤灰∶水∶砂子∶外加剂∶界面改性剂＝100∶8∶50∶30∶8∶0.6，选取水泥、粉煤灰、水、砂子、外加剂和界面改性剂，外加剂为膨胀剂和减水剂，膨胀剂与减水剂质量比为3∶1，备用；先将水泥、粉煤灰、砂子和膨胀剂在搅拌锅里搅拌4min，添加界面改性剂继续搅拌4min，最后添加水和减水剂搅拌4min，得到界面改性水泥砂浆；
③界面改性灌注式半柔性路面材料的制备：首先进行基体沥青混合料的摊铺，厚度控制10cm，温度控制为：摊铺温度160℃，初压温度125℃，等铺装好的基体沥青混合料温度降为40℃后，用橡胶软管将步骤2)的②中制得的界面改性水泥砂浆在铺装好的基体沥青混合料的上表面进行5次浇灌，每次灌浇灌量为57g/m2，并且每次浇灌使用橡胶路靶拖拉5次使其自然浸透，在灌注不畅的地方用小型振动压路机(2t)进行辅助振动，养护28d，得到基于界面改性灌注式有机-无机复合路面材料。
所述的粗集料为玄武岩，最大公称粒径16mm。
所述的细集料为玄武岩，最大公称粒径4.75mm。
所述的填料为石灰石矿粉，粒度范围是0.15mm的通过率大于90％，0.075mm通过率大于75％。
所述的沥青为高粘改性沥青(如武汉理工大学与湖北国创高新材料股份有限公司共同开发的高粘度改性沥青)；主要性能指标：60℃绝对粘度≥20000Pa·s，粘韧性≥20N·m。
所述的水泥为P.O42.5普通硅酸盐水泥。
所述的粉煤灰为一级粉煤灰。
所述的砂子细度要求1.18mm通过率90％以上。
所述的减水剂为选用萘系减水剂(萘系减水剂FDN-1)。
所述的膨胀剂为UEA低碱膨胀剂。
界面改性灌注式有机-无机复合路面材料性能测试
①粘结强度试验：本试验采用GB 1742-1979胶液粘接强度测定法测试了沥青和界面改性水泥砂浆的界面粘结强度，粘结强度为1.21MPa(未加界面改性剂的粘结强度为0.31MPa)。
②疲劳试验：本试验采用控制应力的三分点加载小梁试验，试验温度15℃，试件(即本发明的基于界面改性灌注式有机-无机复合路面材料)的尺寸为50mm×50mm×250mm，荷载为半正矢波形，加载频率为10Hz，控制0.25应力比，疲劳次数为53570次。
③低温弯曲试验：本试验采用《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(T 0715-1993)测试了本发明的基于界面改性灌注式有机-无机复合路面材料的-10℃抗弯拉强度，达到10.68MPa。
④劈裂试验：本试验采用《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(T 0716-1993)测试了本发明的基于界面改性灌注式有机-无机复合路面材料(或称界面改性半柔性路面材料)的劈裂强度，达到9.75kN。
⑤车辙试验：本试验采用《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(T 0719-1993)测试了本发明的基于界面改性灌注式有机-无机复合路面材料的动稳定度，达到31500次/mm。
实施例2：
基于界面改性灌注式有机-无机复合路面材料的制备方法，它包括如下步骤：
1)界面改性剂的制备：
①按质量比为硅烷偶联剂∶溶剂∶催化剂∶稳定剂：＝100∶26∶30∶6，选取硅烷偶联剂、溶剂、催化剂和稳定剂，备用；
所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-560{γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷)}；
所述的溶剂为：按质量百分数为：乙醇85％、水15％，选取乙醇和水，将乙醇与水混合，得到醇-水溶液；醇-水溶液中加入非离子表面活性剂，非离子表面活性剂的加入量为醇-水溶液质量的0.1％，得到溶剂；所述的非离子表面活性剂为聚山梨酯(各型号的都适用本发明)；
所述的催化剂为硬脂酸铈；
所述的稳定剂为脲醛树脂；
②装有溶剂的容器中加入催化剂，用醋酸调节pH为6.0，得到乳液；然后将调节好的乳液在8℃恒温箱中静置7h，再将静置后的装有乳液的容器放置在8℃的恒温水浴中，接着边搅拌边加入硅烷偶联剂，最后在缓慢加入稳定剂，持续低速搅拌10min(所述低速搅拌为搅拌转速300-500转/分钟)，使其充分完成水解缩合反应，即得界面改性剂；(注：配置好的界面改性剂应置于棕色容器中常温保存)
2)基于界面改性灌注式有机-无机复合路面材料的制备：
①基体沥青混合料的制备：按质量比为粗集料∶细集料∶填料∶沥青＝100∶5∶7∶8，选取粗集料、细集料、填料和沥青，备用；将粗集料和细集料在搅拌锅中搅拌50s，添加沥青再搅拌80s，最后加入填料拌和80s，其中粗集料、细集料与填料加热至185℃，沥青加热温度170℃，搅拌锅设定温度170℃，得基体沥青混合料；
②界面改性水泥砂浆的制备：按照质量比为水泥∶粉煤灰∶水∶砂子∶外加剂∶界面改性剂＝100∶10∶50∶30∶10∶0.6，选取水泥、粉煤灰、水、砂子、外加剂和界面改性剂，外加剂为膨胀剂和减水剂，膨胀剂与减水剂质量比为2.5∶1，备用；先将水泥、粉煤灰、砂子和膨胀剂在搅拌锅里搅拌4min，添加界面改性剂继续搅拌4min，最后添加水和减水剂搅拌4min，得到界面改性水泥砂浆；
③界面改性灌注式半柔性路面材料的制备：首先进行基体沥青混合料的摊铺，厚度控制10cm，温度控制为：摊铺温度160℃，初压温度125℃，等铺装好的基体沥青混合料温度降为40℃后，用橡胶软管将步骤2)的②中制得的界面改性水泥砂浆在铺装好的基体沥青混合料的上表面进行6次浇灌，每次灌浇灌量为57g/m2，并且每次浇灌使用橡胶路靶拖拉6次使其自然浸透，在灌注不畅的地方用小型振动压路机(2t)进行辅助振动，养护28d，得到基于界面改性灌注式有机-无机复合路面材料。
所述的粗集料为辉绿岩岩，最大公称粒径16mm。
所述的细集料为辉绿岩，最大公称粒径4.75mm。
所述的填料为石灰石矿粉，粒度范围是0.15mm的通过率大于90％，0.075mm通过率大于75％。
所述的沥青为SBS改性沥青(SBS为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)；主要性能指标：60℃绝对粘度≥20000Pa·s，粘韧性≥20N·m。
所述的水泥为P.O32.5普通硅酸盐水泥。
所述的粉煤灰为二级粉煤灰。
所述的砂子细度要求1.18mm通过率90％以上。
所述的减水剂为选用聚羧酸减水剂KH-2。
所述的膨胀剂为UAEA膨胀剂。
界面改性灌注式半柔性路面材料性能测试
①粘结强度试验：本试验采用GB 1742-1979胶液粘接强度测定法测试了沥青和界面改性水泥砂浆的界面粘结强度，粘结强度为1.56MPa(未加界面改性剂的粘结强度为0.31MPa)
②疲劳试验：本试验采用控制应力的三分点加载小梁试验，试验温度15℃，试件(本发明的基于界面改性灌注式有机-无机复合路面材料)尺寸为50mm×50mm×250mm，荷载为半正矢波形，加载频率为10Hz，控制0.25应力比，疲劳次数为68360次。
③低温弯曲试验：本试验采用《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(T 0715-1993)测试了本发明的基于界面改性灌注式有机-无机复合路面材料的-10℃抗弯拉强度，达到11.58MPa。
④劈裂试验：本试验采用《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(T 0716-1993)测试了本发明的基于界面改性灌注式有机-无机复合路面材料的劈裂强度，达到11.86kN。
⑤车辙试验：本试验采用《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(T 0719-1993)测试了本发明的基于界面改性灌注式有机-无机复合路面材料的动稳定度，达到65000次/mm。
实施例3：
基于界面改性灌注式有机-无机复合路面材料的制备方法，它包括如下步骤：
1)界面改性剂的制备：
①按质量比为硅烷偶联剂∶溶剂∶催化剂∶稳定剂：＝100∶18∶10∶2，选取硅烷偶联剂、溶剂、催化剂和稳定剂，备用；
所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)；
所述的溶剂为：按质量百分数为：乙醇95％、水5％，选取乙醇和水，将乙醇与水混合，得到溶剂(即醇-水溶液)；
所述的催化剂为水杨酸镧；
所述的稳定剂为乙烯基类稳定剂(乙烯基硅橡胶)；
②装有溶剂的容器中加入催化剂，用醋酸调节pH为5.5，得到乳液；然后将调节好的乳液在-10℃恒温箱中静置6h，再将静置后的装有乳液的容器放置在-10℃的恒温水浴中，接着边搅拌边加入硅烷偶联剂，最后在缓慢加入稳定剂，持续低速搅拌5min(所述低速搅拌为搅拌转速300-500转/分钟)，使其充分完成水解缩合反应，即得界面改性剂；(注：配置好的界面改性剂应置于棕色容器中常温保存)；
2)基于界面改性灌注式有机-无机复合路面材料的制备：
①基体沥青混合料的制备：按质量比为粗集料∶填料∶沥青＝100∶4∶2，选取粗集料、填料和沥青，备用；将粗集料在搅拌锅中搅拌30s，添加沥青再搅拌60s，最后加入填料拌和60s，其中粗集料与填料加热至150℃，沥青加热温度150℃，搅拌锅设定温度160℃，得基体沥青混合料；
②界面改性水泥砂浆的制备：按照质量比为水泥∶粉煤灰∶水∶砂子∶外加剂∶界面改性剂＝100∶6∶40∶20∶5∶0.4，选取水泥、粉煤灰、水、砂子、外加剂和界面改性剂，外加剂为膨胀剂和减水剂，膨胀剂与减水剂质量比为2∶1，备用；先将水泥、粉煤灰、砂子和膨胀剂在搅拌锅里搅拌3min，添加界面改性剂继续搅拌3min，最后添加水和减水剂搅拌3min，得到界面改性水泥砂浆；
③界面改性灌注式半柔性路面材料的制备：首先进行基体沥青混合料的摊铺，厚度控制10cm，温度控制为：摊铺温度155℃，初压温度120℃，等铺装好的基体沥青混合料温度降为40℃后，用橡胶软管将步骤2)的②中制得的界面改性水泥砂浆在铺装好的基体沥青混合料的上表面进行5次浇灌，每次灌浇灌量为57g/m2，并且每次浇灌使用橡胶路靶拖拉5次使其自然浸透，在灌注不畅的地方用小型振动压路机(2t)进行辅助振动，养护28d，得到基于界面改性灌注式有机-无机复合路面材料。
所述的粗集料为玄武岩，最大公称粒径16mm。
所述的填料为石灰石矿粉，粒度范围是0.15mm的通过率大于90％，0.075mm通过率大于75％。
所述的沥青为高粘改性沥青(如武汉理工大学与湖北国创高新材料股份有限公司共同开发的高粘度改性沥青)；主要性能指标：60℃绝对粘度≥20000Pa·s，粘韧性≥20N·m。
所述的水泥为P.O42.5普通硅酸盐水泥。
所述的粉煤灰为一级粉煤灰。
所述的砂子细度要求1.18mm通过率90％以上。
所述的减水剂为选用萘系减水剂FDN-1。
所述的膨胀剂为UEA低碱膨胀剂。
实施例4：
基于界面改性灌注式有机-无机复合路面材料的制备方法，它包括如下步骤：
1)界面改性剂的制备：
①按质量比为硅烷偶联剂∶溶剂∶催化剂∶稳定剂：＝100∶32∶40∶8，选取硅烷偶联剂、溶剂、催化剂和稳定剂，备用；
所述的硅烷偶联剂为乙烯基(氯甲基)二甲基硅烷。
所述的溶剂为：乙醇；
所述的催化剂为三碱硫酸铅催化剂；
所述的稳定剂为三聚氰胺树脂；
②装有溶剂的容器中加入催化剂，用醋酸调节pH为6.5，得到乳液；然后将调节好的乳液在10℃恒温箱中静置8h，再将静置后的装有乳液的容器放置在10℃的恒温水浴中，接着边搅拌边加入硅烷偶联剂，最后在缓慢加入稳定剂，持续低速搅拌15min(所述低速搅拌为搅拌转速300-500转/分钟)，使其充分完成水解缩合反应，即得界面改性剂；(注：配置好的界面改性剂应置于棕色容器中常温保存)；
2)基于界面改性灌注式有机-无机复合路面材料的制备：
①基体沥青混合料的制备：按质量比为粗集料∶细集料∶填料∶沥青＝100∶6∶8∶10，选取粗集料、细集料、填料和沥青，备用；将粗集料和细集料在搅拌锅中搅拌60s，添加沥青再搅拌90s，最后加入填料拌和90s，其中粗集料、细集料与填料加热至190℃，沥青加热温度170℃，搅拌锅设定温度180℃，得基体沥青混合料；
②界面改性水泥砂浆的制备：按照质量比为水泥∶粉煤灰∶水∶砂子∶外加剂∶界面改性剂＝100∶15∶60∶40∶13∶0.9，选取水泥、粉煤灰、水、砂子、外加剂和界面改性剂，外加剂为膨胀剂和减水剂，膨胀剂与减水剂质量比为3.5∶1，备用；先将水泥、粉煤灰、砂子和膨胀剂在搅拌锅里搅拌5min，添加界面改性剂继续搅拌5min，最后添加水和减水剂搅拌5min，得到界面改性水泥砂浆；
③界面改性灌注式半柔性路面材料的制备：首先进行基体沥青混合料的摊铺，厚度控制10cm，温度控制为：摊铺温度165℃，初压温度130℃，等铺装好的基体沥青混合料温度降为40℃后，用橡胶软管将步骤2)的②中制得的界面改性水泥砂浆在铺装好的基体沥青混合料的上表面进行8次浇灌，每次灌浇灌量为61g/m2，并且每次浇灌使用橡胶路靶拖拉8次使其自然浸透，在灌注不畅的地方用小型振动压路机(2t)进行辅助振动，养护28d，得到基于界面改性灌注式有机-无机复合路面材料。
所述的粗集料为石灰岩，最大公称粒径16mm。
所述的细集料为石灰岩，最大公称粒径4.75mm。
所述的填料为石灰石矿粉，粒度范围是0.15mm的通过率大于90％，0.075mm通过率大于75％。
所述的沥青为SBS改性沥青(SBS为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)；主要性能指标：60℃绝对粘度≥20000Pa·s，粘韧性≥20N·m。
所述的水泥为P.O32.5普通硅酸盐水泥。
所述的粉煤灰为二级粉煤灰。
所述的砂子细度要求1.18mm通过率90％以上。
所述的减水剂为聚羧酸减水剂KH-2。
所述的膨胀剂为CEA膨胀剂。
本发明所列举的各原料都能实现本发明，在此就不一一列举实施例；本发明各原料的上下限取值以及区间都能实现本发明，在此就不一一列举实施例。
Claims (13)
1.基于界面改性灌注式有机-无机复合路面材料的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：
1)界面改性剂的制备：
①按质量比为硅烷偶联剂∶溶剂∶催化剂∶稳定剂：＝100∶18～32∶10～40∶2～8，选取硅烷偶联剂、溶剂、催化剂和稳定剂，备用；
所述的溶剂为下述四种之一：
a)按质量百分数为：乙醇85％～95％、水5％～15％，选取乙醇和水，将乙醇与水混合，得到溶剂；
b)按质量百分数为：乙醇85％～95％、水5％～15％，选取乙醇和水，将乙醇与水混合，得到醇-水溶液；醇-水溶液中加入非离子表面活性剂，非离子表面活性剂的加入量为醇-水溶液质量的0.1％，得到溶剂；
c)乙醇；
d)异丙醇；
所述的催化剂为水杨酸镧、硬脂酸铈或三碱硫酸铅催化剂；
所述的稳定剂为乙烯基类稳定剂、丙烯酰基类稳定剂或氨基类稳定剂；
②装有溶剂的容器中加入催化剂，用醋酸调节pH为5.5～6.5，得到乳液；然后将调节好的乳液在-10℃～10℃恒温箱中静置6h～8h，再将静置后的装有乳液的容器放置在-10℃～10℃的恒温水浴中，接着边搅拌边加入硅烷偶联剂，最后在加入稳定剂，搅拌5～15min，即得界面改性剂；
2)基于界面改性灌注式有机-无机复合路面材料的制备：
①基体沥青混合料的制备：按质量比为粗集料∶细集料∶填料∶沥青＝100∶0～6∶4～8∶2～10，选取粗集料、细集料、填料和沥青，备用；将粗集料和细集料在搅拌锅中搅拌30～60s，添加沥青再搅拌60～90s，最后加入填料拌和60～90s，其中粗集料、细集料与填料加热至150～190℃，沥青加热温度150～170℃，搅拌锅设定温度160～180℃，得基体沥青混合料；
②界面改性水泥砂浆的制备：按照质量比为水泥∶粉煤灰∶水∶砂子∶外加剂∶界面改性剂＝100∶6～15∶40～60∶20～40∶5～13∶0.4～0.9，选取水泥、粉煤灰、水、砂子、外加剂和界面改性剂，外加剂为膨胀剂和减水剂，膨胀剂与减水剂质量比为2～3.5∶1，备用；先将水泥、粉煤灰、砂子和膨胀剂在搅拌锅里搅拌3min～5min，添加界面改性剂继续搅拌3min～5min，最后添加水和减水剂搅拌3min～5min，得到界面改性水泥砂浆；
③界面改性灌注式半柔性路面材料的制备：首先进行基体沥青混合料的摊铺，厚度控制10cm，温度控制为：摊铺温度155℃～165℃，初压温度120℃～130℃，等铺装好的基体沥青混合料温度降为40℃后，用橡胶软管将步骤2)的②中制得的界面改性水泥砂浆在铺装好的基体沥青混合料的上表面进行5～8次浇灌，每次界面改性水泥砂浆的灌浇灌量为57～61g/m2，并且每次浇灌使用橡胶路靶拖拉5～8次，养护28d，得到基于界面改性灌注式有机-无机复合路面材料。
2.根据权利要求1所述的基于界面改性灌注式有机-无机复合路面材料的制备方法，其特征在于：所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550、硅烷偶联剂KH-560或乙烯基(氯甲基)二甲基硅烷。
3.根据权利要求1所述的基于界面改性灌注式有机-无机复合路面材料的制备方法，其特征在于：所述的非离子表面活性剂为脂肪酸甘油酯或聚山梨酯。
4.根据权利要求1所述的基于界面改性灌注式有机-无机复合路面材料的制备方法，其特征在于：所述的乙烯基类稳定剂为乙烯基硅橡胶；所述的丙烯酰基类稳定剂为丙烯酰基异硫氰酸酯；所述的氨基类稳定剂为氨基树脂稳定剂。
5.根据权利要求1所述的基于界面改性灌注式有机-无机复合路面材料的制备方法，其特征在于：所述的粗集料为玄武岩、辉绿岩或石灰岩，最大公称粒径16mm。
6.根据权利要求1所述的基于界面改性灌注式有机-无机复合路面材料的制备方法，其特征在于：所述的细集料为玄武岩、辉绿岩或石灰岩，最大公称粒径4.75mm。
7.根据权利要求1所述的基于界面改性灌注式有机-无机复合路面材料的制备方法，其特征在于：所述的填料为石灰石矿粉，粒度范围是0.15mm的通过率大于90％，0.075mm通过率大于75％。
8.根据权利要求1所述的基于界面改性灌注式有机-无机复合路面材料的制备方法，其特征在于：所述的沥青为高粘改性沥青或SBS改性沥青；主要性能指标：60℃绝对粘度≥20000Pa·s，粘韧性≥20N·m。
9.根据权利要求1所述的基于界面改性灌注式有机-无机复合路面材料的制备方法，其特征在于：所述的水泥为P.O42.5或P.O32.5普通硅酸盐水泥。
10.根据权利要求1所述的基于界面改性灌注式有机-无机复合路面材料的制备方法，其特征在于：所述的粉煤灰为一级粉煤灰或二级粉煤灰。
11.根据权利要求1所述的基于界面改性灌注式有机-无机复合路面材料的制备方法，其特征在于：所述的砂子细度要求1.18mm通过率90％以上。
12.根据权利要求1所述的基于界面改性灌注式有机-无机复合路面材料的制备方法，其特征在于：所述的减水剂为选用萘系减水剂或聚羧酸减水剂KH-2。
13.根据权利要求1所述的基于界面改性灌注式有机-无机复合路面材料的制备方法，其特征在于：所述的膨胀剂为UEA低碱膨胀剂、UAEA膨胀剂或CEA膨胀剂。
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