本发明属于路面养护和修复技术领域，具体涉及一种用于路面修复的不饱和聚酯混凝土及其制备方法。
背景技术：
截止2019年，中国高速公路总里程达14.26万公里，居世界第一，其中大部分采用的是沥青路面。沥青路面是将沥青混凝土加以摊铺、碾压成型而形成的各种类型的路面。新建的沥青路面平整，呈深黑色，具有优良的路用性能，但随着时间的推移，由于环境、气候及交通负荷等多方面因素的综合影响，沥青路面会逐渐老化，出现泛油、车辙、裂缝等不同程度的破损，导致路面使用性能降低。坑槽是典型的、常见的对沥青路面使用性能影响最大的病害之一，传统的修补材料，多以沥青为粘接剂，添加稀释剂，与特定级配矿料制备成沥青混凝土型修补材料。沥青混凝土铣刨料被废弃后，严重污染人类生存的环境并浪费了资源，在日益注重环保节能的今天，如何利用废弃铣刨料使之变废为宝，显得意义重大，尤为必要。
近年来随着节能环保的意识增强，对新型环保的路面修补材料在日益增多，各类树脂混凝土成了争相研究的对象，树脂混凝土与普通混凝土相比，具有以下几个优点：一是具有极好耐久性和良好力学性能，其抗拉强度、抗压强度、抗弯强度均高于普通混凝土，其抗冲击性、耐磨性、抗冻性、抗渗性、耐水性、耐化学腐蚀性能良好；二是由于树脂混凝土强度增长速度比普通水泥混凝土的快得多，它可以在常温和低温下固化，24小时的强度可以达到最终强度的80％；三是由于树脂混凝土与大多数材料有很好的粘附性，是一种优秀的快速修补材料。
专利cn103086643a公开了一种自密实快速固化路面修补材料及其制备方法与应用，由致密骨料、热塑性树脂粘结剂和热引发潜伏固化剂组成，其中骨料需加热至700-800℃，随后自然冷却至90-100℃，其所制备的自密实路面修补材料固化后虽然强度高，但工序复杂，需加热至高温，然后自然冷却，其能源消耗大，不环保，并且耗时长；专利cn105712669a公开了一种地聚合物-纤维道路路面修补材料及其制备方法，其主要是利用工业废渣矿物成分等材料，通过碱激发剂形成胶凝结构的无机高性能高分子胶结材料，其具有抗压、抗折强度高的环保型材料，其主要用于水泥混凝土路面的抢修加固；专利cn105802041a公开了一种沥青路面修补材料及其制备方法，其由有机基体、增强颗粒、增强纤维和辅助剂制成，其中增强颗粒制备需加热到1900℃，耗费能源大，经济环保性差；专利cn111087774a公开了一种路面修补材料及其制备方法，其主要对聚乳酸进行改性结合水曲柳形成高粘结稳定性的木塑复合修补基料，向其中加入含有较多酯基蓖麻油、三甲基氯硅烷与粘性料共混研磨，能很好的分散酯基有助于水膜的构成，提升耐水粘接稳定性，有利于在潮湿环境下进行路面修补，但其抗压强度较差。
目前路面修补材料主要存在以下问题，石油沥青是石油副产物，属于不可再生能源，其产量有限，用石油沥青去修补造成了石油沥青资源的过多消耗，且修补材料耐低温性能欠佳，与旧油面之间粘接强度低，在热氧和光氧作用下老化速度快；材料之间刚度不协调，当车辆通过时易产生车辆跳跃和冲击的“跳车”现象。
技术实现要素：
针对上述问题，本专利公开了一种用于路面修复的不饱和聚酯混凝土，具体通过以下技术方法实现：
一种用于路面修复的不饱和聚酯混凝土包括如下重量份原料：改性不饱和聚酯8～15份，骨料90～100份，纤维0.12～0.24份，抗老化剂3～5份；
进一步地，所述改性不饱和聚酯包括以下重量份原料：不饱和聚酯88～92份，引发剂0.5～1.5份，促进剂0.5～1.5份，阻聚剂0.8～1.0份，液体丁腈橡胶8～12份；
进一步地，所述液体丁腈橡胶其丙烯酸酐含量在26％～29％之间，黏度在3000～5000mpa·s之间；
进一步地，所述引发剂为过氧化甲乙酮(mekp)和过氧化苯甲酰(bpo)中的一种，所述阻聚剂为1,4-苯二醇，所述促进剂为异辛酸钴和n,n-二甲基苯胺中的一种，所述不饱和聚酯为间苯型不饱和聚酯；
进一步地，所述骨料为旧沥青路面铣刨料经回收、破碎、筛分等方法处理后，必要时与新集料掺配，使之级配符合《公路沥青路面施工技术规范》jtgf40-2004(5.3.2)表5.3.2-2中ac-13的级配范围，具体级配范围见表1；
进一步地，所述纤维为玻璃纤维、剑麻、竺麻、椰子纤维或甘蔗纤维中的一种或几种；
进一步地，所述抗老化剂为包括如下重量份原料：炭黑30～35份、废旧轮胎橡胶粉55～60份、有机蒙脱土5～10份；
进一步地，所述不饱和聚酯混凝土按以下方法制备：
(1)改性不饱和聚酯的制备：取液体丁腈橡胶和不饱和聚酯置于搅拌器中，在200～250rpm的转速下搅拌120～150s，再向其中添加引发剂，在100～120rpm的速度下搅拌55～60s，然后向其中加入阻聚剂，在相同的速度下搅拌55～60s，最后，向其中添加促进剂，在相同的速度下搅拌55～60s，得到改性不饱和聚酯；
(2)抗老化剂的制备：取炭黑、废旧轮胎橡胶粉和有机蒙脱土置于行星球磨机中，公转速度200～250rpm，自转速度300～350rpm，球磨10～12h得到抗老化剂；
(3)骨料的制备：将旧沥青路面铣刨料回收、破碎、筛分，必要时与新集料掺配使之级配符合《公路沥青路面施工技术规范》jtgf40-2004(5.3.2)表5.3.2-2中ac-13的级配范围；
(4)改性不饱和聚酯混凝土的制备：称取上述步骤(1)制得的改性不饱和聚酯，加入纤维，上述步骤(2)制得的抗老化剂，和上述步骤(3)得到的骨料，置于搅拌机中拌合均匀，即得到改性不饱和聚酯混凝土。
本发明具有以下技术效果：
不饱和聚酯是具有多功能团的线型高分子化合物，在其骨架主链上具有聚酯链键和不饱和双键，而在大分子链两端各带有羧基和羟基，不饱和双键与乙烯基单体发生共聚交联反应，使不饱和聚酯快速硬化，可用于路面的快速修补；而液体丁橡胶是由丁二烯、丙烯腈为主链结构，常温下呈黏稠液体状，具有很好的耐油性及黏合性，又具有较好的流动性；用液体丁腈橡胶来改性不饱和聚酯，液体丁腈橡胶能很好地分散于同为液体的不饱和聚酯中形成粘结力强和耐油性好的胶黏剂，较好地解决不同材料之间由于刚度不协调造成的“跳车”现象，并且能较大地提升不饱和聚酯混凝土的韧性和低温弯曲性能；通过将炭黑、废旧轮胎橡胶粉等制成抗老化剂，在增进聚酯材料的胶溶，减缓氧化，显著提高不饱和聚酯混凝土的抗紫外能力和耐磨性能的前提下也极具环保性；将旧沥青路面铣刨料经过回收、破碎处理必要时添加新料制得骨料，该方法操作简单且原材料成本低廉，很好践行了变废为宝的同时也节约了成本。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地说明，显然，所描述的实施例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。
一种用于路面修复的不饱和聚酯混凝土包括如下重量份原料：改性不饱和聚酯8～15份，骨料90～100份，纤维0.12～0.24份，抗老化剂3～5份；
所述纤维为玻璃纤维、剑麻、竺麻、椰子纤维或甘蔗纤维中的一种或几种；
所述改性不饱和聚酯包括以下重量份原料：不饱和聚酯88～92份，引发剂0.5～1.5份，促进剂0.5～1.5份，阻聚剂0.8～1.0份，液体丁腈橡胶8～12份；
所述液体丁腈橡胶其丙烯酸酐含量在26％～29％之间，黏度在3000～5000mpa·s之间；所述引发剂为过氧化甲乙酮(mekp)和过氧化苯甲酰(bpo)中的一种，所述阻聚剂为1,4-苯二醇，所述促进剂为异辛酸钴和n,n-二甲基苯胺中的一种，所述不饱和聚酯为间苯型不饱和聚酯；
所述抗老化剂包括如下重量份原料：炭黑30～35份、废旧轮胎橡胶粉55～60份、有机蒙脱土5～10份；
所述不饱和聚酯混凝土按以下方法制备：
(1)改性不饱和聚酯的制备：取液体丁腈橡胶和不饱和聚酯置于搅拌器中，在200～250rpm的转速下搅拌120～150s，再向其中添加引发剂，在100～120rpm的速度下搅拌55～60s，然后向其中加入阻聚剂，在相同的速度下搅拌55～60s，最后，向其中添加促进剂，在相同的速度下搅拌55～60s，得到改性不饱和聚酯；
(2)抗老化剂的制备：取炭黑、废旧轮胎橡胶粉和有机蒙脱土置于行星球磨机中，公转速度200～250rpm，自转速度300～350rpm，球磨10～12h得到抗老化剂；
(3)骨料的获得：将旧沥青路面铣刨料回收、破碎、筛分，必要时与新集料掺配使之级配符合《公路沥青路面施工技术规范》jtgf40-2004(5.3.2)表5.3.2-2中ac-13的级配范围，具体级配范围见表1；
(4)改性不饱和聚酯混凝土的制备：称取上述步骤(1)制得的改性不饱和聚酯，加入纤维，上述步骤(2)制得的抗老化剂，和上述步骤(3)得到的骨料，置于搅拌机中拌合均匀，即得到改性不饱和聚酯混凝土。
实施例1
一种用于路面修复的不饱和聚酯混凝土具体按如下方法制备：
(1)改性不饱和聚酯的制备：称取液体丁腈橡胶320g和不饱和聚酯3.52kg置于搅拌器中，在200rpm的转速下搅拌120s，再向其中添加过氧化甲乙酮20g，在100rpm的速度下搅拌55s，然后向其中加入1,4-苯二醇32g，在相同的速度下搅拌55s，最后，向其中添加异辛酸钴20g，在相同的速度下搅拌55s，得到改性不饱和聚酯；
(2)抗老化剂的制备：称取0.6kg炭黑、1.1kg废旧轮胎橡胶粉和0.1kg有机蒙脱土置于行星球磨机中，公转速度200rpm，自转速度300rpm，球磨10h，即制得抗老化剂；
(3)骨料的获得：将旧沥青路面铣刨料回收、破碎、筛分，与新集料掺配，所得骨料按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》jtge20-2011(t0725-2000)进行级配检验，符合级配要求的骨料级配检验分析结果如表2所示；
(4)改性不饱和聚酯混凝土的制备：称取上述步骤(1)制得的改性不饱和聚酯2.4kg，加入玻璃纤维36g，上述步骤(2)制得的抗老化剂0.9kg，和上述步骤(3)得到的骨料27g，置于搅拌机中拌合均匀，即得到改性不饱和聚酯混凝土；
实施例2
一种用于路面修复的不饱和聚酯混凝土具体按如下方法制备：
(1)改性不饱和聚酯的制备：称取液体丁腈橡胶400g和不饱和聚酯3.6kg置于搅拌器中，在225rpm的转速下搅拌135s，再向其中添加过氧化甲乙酮40g，在110rpm的速度下搅拌57s，然后向其中加入1,4-苯二醇36g，在相同的速度下搅拌57s，最后，向其中添加异辛酸钴40g，在相同的速度下搅拌57s，得到改性不饱和聚酯；
(2)抗老化剂的制备：同实施例1；
(3)骨料的获得：同实施例1；
(4)改性不饱和聚酯混凝土的制备：称取上述步骤(1)制得的改性不饱和聚酯3.45g，加入玻璃纤维54g，上述步骤(2)制得的抗老化剂1.2kg，和上述步骤(3)制得的骨料28.5g，置于搅拌机中拌合均匀，得到改性不饱和聚酯混凝土；
实施例3
一种用于路面修复的不饱和聚酯混凝土具体按如下方法制备：
(1)改性不饱和聚酯的制备：称取液体丁腈橡胶480g和不饱和聚酯3.68kg置于搅拌器中，在250rpm的转速下搅拌150s，再向其中添加过氧化甲乙酮60g，在120rpm的速度下搅拌60s，然后向其中加入1,4-苯二醇40g，在相同的速度下搅拌60s，最后，向其中添加异辛酸钴60g，在相同的速度下搅拌60s，得到改性不饱和聚酯；
(2)抗老化剂的制备：同实施例1；
(3)骨料的获得：同实施例1；
(4)改性不饱和聚酯混凝土的制备：称取上述步骤(1)制得的改性不饱和聚酯4.5kg，加入玻璃纤维72g，上述步骤(2)制得的抗老化剂1.5kg，和上述步骤(3)得到的骨料30kg，置于搅拌机中拌合均匀，即得到改性不饱和聚酯混凝土；
实施例4：
一种用于路面修复的不饱和聚酯混凝土具体按如下方法制备：
(1)改性不饱和聚酯的制备：称取液体丁腈橡胶320g和不饱和聚酯3.52kg置于搅拌器中，在200rpm的转速下搅拌120s，再向其中添加过氧化苯甲酰20g，在100rpm的速度下搅拌55s，然后向其中加入1,4-苯二醇32g，在相同的速度下搅拌55s，最后，向其中添加n,n-二甲基苯胺20g，在相同的速度下搅拌55s，得到改性不饱和聚酯；
(2)抗老化剂的制备：称取0.7kg炭黑、1.2kg废旧轮胎橡胶粉和0.2kg有机蒙脱土置于行星球磨机中，公转速度250rpm，自转速度350rpm，球磨12h，即制得抗老化剂；
(3)骨料的获得：同实施例1；
(4)改性不饱和聚酯混凝土的制备：称取上述步骤(1)制得的改性不饱和聚酯2.4kg，加入竺麻36g，上述步骤(2)制得的抗老化剂0.9kg，和上述步骤(3)得到的骨料27kg，置于搅拌机中拌合均匀，即得到改性不饱和聚酯混凝土；
实施例5：
一种用于路面修复的不饱和聚酯混凝土具体按如下方法制备：
(1)改性不饱和聚酯的制备：称取液体丁腈橡胶400g和不饱和聚酯3.6kg置于搅拌器中，在225rpm的转速下搅拌135s，再向其中添加过氧化苯甲酰40g，在110rpm的速度下搅拌57s，然后向其中加入1,4-苯二醇36g，在相同的速度下搅拌57s，最后，向其中添加n,n-二甲基苯胺40g，在相同的速度下搅拌57s，得到改性不饱和聚酯；
(2)抗老化剂的制备：同实施例4；
(3)骨料的获得：同实施例1；
(4)改性不饱和聚酯混凝土的制备：称取上述步骤(1)制得的改性不饱和聚酯3.45g，加入竺麻54g，上述步骤(2)制得的抗老化剂1.2kg，和上述步骤(3)制得的骨料28.5kg，置于搅拌机中拌合均匀，得到改性不饱和聚酯混凝土；
实施例6：
一种用于路面修复的不饱和聚酯混凝土具体按如下方法制备：
(1)改性不饱和聚酯的制备：称取液体丁腈橡胶480g和不饱和聚酯3.68kg置于搅拌器中，在250rpm的转速下搅拌150s，再向其中添加过氧化苯甲酰60g，在120rpm的速度下搅拌60s，然后向其中加入1,4-苯二醇40g，在相同的速度下搅拌60s，最后，向其中添加n,n-二甲基苯胺60g，在相同的速度下搅拌60s，得到改性不饱和聚酯；
(2)抗老化剂的制备：同实施例4；
(3)骨料的获得：同实施例1；
(4)改性不饱和聚酯混凝土的制备：称取上述步骤(1)制得的改性不饱和聚酯4.5kg，加入竺麻72g，上述步骤(2)制得的抗老化剂1.5kg，和上述步骤(3)得到的骨料30kg，置于搅拌机中拌合均匀，即得到改性不饱和聚酯混凝土；
低温性能检测：将实施例1至实施例6所制得的环氧树脂混合料，参照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》jtge20-2011(t0715-2011)进行低温抗弯曲试验，试件为棱柱体，尺寸为：长250mm±2.0mm，宽30mm±2.0mm，高35mm±2.0mm，每个实施例3块试件，测得实施例1至实施例6试件破坏时的抗弯拉强度的平均值分别为16.1mpa、15.9mpa、16.3mpa、15.2mpa、15.3mpa、15.7mpa。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
1.一种用于路面修复的不饱和聚酯混凝土，其特征在于，该不饱和聚酯混凝土包括如下重量份原料：改性不饱和聚酯8～15份，骨料90～100份，纤维0.12～0.24份，抗老化剂3～5份。
2.根据权利要求1所述的一种用于路面修复的不饱和聚酯混凝土，其特征在于，所述的改性不饱和聚酯包括如下重量份原料：不饱和聚酯88～92份，引发剂0.5～1.5份，促进剂0.5～1.5份，阻聚剂0.8～1.0份，液体丁腈橡胶8～12份。
3.根据权利要求2所述的一种用于路面修复的不饱和聚酯混凝土，其特征在于，所述液体丁腈橡胶中丙烯酸酐含量在26％～29％之间，黏度在3000～5000mpa·s之间。
4.根据权利要求2所述的一种用于路面修复的不饱和聚酯混凝土，其特征在于，所述引发剂为过氧化甲乙酮和过氧化苯甲酰中的一种；所述促进剂为异辛酸钴和n,n-二甲基苯胺中的一种；所述阻聚剂为1,4-苯二醇；所述不饱和聚酯为间苯型不饱和聚酯。
5.根据权利要求1所述的一种用于路面修复的不饱和聚酯混凝土，其特征在于，所述纤维为玻璃纤维、剑麻、竺麻、椰子纤维和甘蔗纤维中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种用于路面修复的不饱和聚酯混凝土，其特征在于，所述抗老化剂包括如下重量份原料：30～35份炭黑、55～60份废旧轮胎橡胶粉和5～10份有机蒙脱土。
7.一种如权利要求1-6任一项所述的用于路面修复的不饱和聚酯混凝土的制备方法，其特征在于，所述不饱和聚酯混凝土由以下方法制备：
(1)改性不饱和聚酯的制备：取液体丁腈橡胶和不饱和聚酯置于搅拌器中，在200～250rpm的转速下搅拌120～150s，再向其中添加引发剂，在100～120rpm的速度下搅拌55～60s，然后向其中加入阻聚剂，在相同的速度下搅拌55～60s，最后，向其中添加促进剂，在相同的速度下搅拌55～60s，得到改性不饱和聚酯；
(2)抗老化剂的制备：取炭黑、废旧轮胎橡胶粉和有机蒙脱土置于行星球磨机中，公转速度200～250rpm，自转速度300～350rpm，球磨10～12h得到抗老化剂；
(3)骨料的制备：将旧沥青路面铣刨料进行回收后破碎，将破碎后的旧沥青路面铣刨料进行筛分后与新集料掺配得到骨料；
(4)改性不饱和聚酯混凝土的制备：取上述步骤(1)制得的改性不饱和聚酯，加入纤维，和上述步骤(2)制得的抗老化剂以及上述步骤(3)得到的骨料，置于搅拌机中拌合均匀，即得到改性不饱和聚酯混凝土。
技术总结