本发明属于建筑工程技术领域，具体涉及一种复合环氧沥青路面材料及其制备方法。
背景技术：
沥青材料是路面铺设使用最广泛的一种材料，其包括石油沥青、煤沥青、液体石油沥青和沥青乳液等。道路石油沥青适用于各类沥青面层，乳化石油沥青适用于沥青表面处治、沥青贯人工路面、常温沥青混合料路面，液体石油沥青适用于透层、粘层及拌制常温沥青混合料，道路煤沥青适用于透层、粘层等。根据路面类型、施工条件、地区气候条件等因素采用不同的材料。比如热拌热铺沥青路面可采用稠度较高的沥青材料，热拌冷铺类沥青路面则需采用稠度较低的沥青材料，浇贯类沥青路面适宜采用中等稠度的沥青材料。
随着时间的流逝，沥青路面在雨水、汽车、行人、高温等各种环境因素下逐渐腐蚀，致使路面沥青材料受到磨损。一旦沥青路面材料受到损坏，则影响交通运行，需要及时维修。道路建设是一个耗费大量人力物力和时间的项目，如果频繁的维修重建，将耗费大量成本。因此，亟待设计一种新的沥青路面材料，使其具有更好的耐腐蚀和耐高温性能，延长其使用寿命。
技术实现要素：
针对现有问题，本发明提供了一种复合环氧沥青路面材料及其制备方法，对现有沥青路面材料进行改进，增加其耐腐蚀和耐高温的性能，延长其使用寿命。
本发明的第一个目的是提供一种复合环氧沥青路面材料，由以下重量份的原料制成：煤焦沥青60-70份、乳化沥青5-10份、海因环氧树脂15-20份、酚醛树脂15-20份、双酚s型环氧树脂15-20份、硬脂酸二乙醇酰胺2-4份、苯甲酸酐3-5份、聚酰胺树脂3-5份、石英砂3-5份、硅酸钠3-5份和硅酸钙3-5份。
优选的，所述的复合环氧沥青路面材料，由以下重量份的原料制成：煤焦沥青65份、乳化沥青8份、海因环氧树脂15份、酚醛树脂15份、双酚s型环氧树脂15份、硬脂酸二乙醇酰胺3份、苯甲酸酐3份、聚酰胺树脂3份、石英砂4份、硅酸钠4份和硅酸钙4份。
优选的，所述聚酰胺树脂为聚酰胺66或者聚酰胺6。
本发明的第二个目的是提供一种复合环氧沥青路面材料的制备方法，包括以下步骤：
s1，按以上重量份称取各原料；
s2，设置反应温度为120-130℃，然后将s1称取的煤焦沥青、海因环氧树脂、酚醛树脂、双酚s型环氧树脂，搅拌混匀，得到沥青混合物；
s3，将反应温度降为95-100℃，然后向沥青混合物中加入s1称取的硬脂酸二乙醇酰胺、苯甲酸酐、聚酰胺树脂，搅拌均匀，得到主体物料；
s4，设置反应温度为130-150℃，然后将s1称取的乳化沥青、石英砂、硅酸钠和硅酸钙，搅拌混匀，得到辅助物料；
s5，将s4的辅助物料加入s3的主体物料中，120-130℃条件下搅拌混匀，得到复合环氧沥青路面材料。
优选的，s2和s3中搅拌混匀的条件为75rpm，搅拌时间为4-5h。
优选的，s4中搅拌混匀的条件为100rpm，搅拌时间为1-2h。
优选的，s5中搅拌混匀的条件为75rpm，搅拌时间为0.5-1.5h。
与现有技术相比，本发明复合环氧沥青路面材料具有以下有益技术效果：
（1）本发明以煤焦沥青作为主要基料，添加海因环氧树脂、酚醛树脂、双酚s型环氧树脂对其进行耐腐蚀、耐高温的修饰，增加路面材料的耐腐蚀性和耐高温性能；硬脂酸二乙醇酰胺、苯甲酸酐、聚酰胺树脂起到固化作用；本发明材料对现有沥青路面材料进行改进，增加其耐腐蚀和耐高温的性能，延长其使用寿命。
（2）石英砂、硅酸钠和硅酸钙本是制备玻璃、陶瓷等的重要基材，本发明克服了传统的技术偏见，首次将其添加到路面材料中，经验证，其起到耐酸碱腐蚀和固化的作用，减少酸雨、化学物质泄露等对复合环氧沥青路面材料的腐蚀，减少硬脂酸二乙醇酰胺、苯甲酸酐、聚酰胺树脂等有机物的用量，减少有机物污染。
（3）本发明将不同物质分段添加，保证各物料充分混匀的同时，减少了混料和反应时间；不同物料设置不同的反应温度，保证各物料处于最佳反应状态，增加反应效率。利用本方法制备成的沥青路面材料可以耐350℃高温，可以耐10g/100ml的氢氧化钠溶液、10g/100ml的氢氧化钾溶液、10g/100ml的草酸溶液、10g/100ml的盐酸溶液的腐蚀，且抗压强度和抗折强度良好。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明，但不应理解为本发明的限制。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件操作，由于不涉及发明点，故不对其步骤进行详细描述。
当实施例给出数值范围时，应理解，除非本发明另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本发明中使用的所有技术和科学术语与本技术领域技术人员通常理解的意义相同。
实施例1一种复合环氧沥青路面材料，由以下重量份的原料制成：煤焦沥青65份、乳化沥青8份、海因环氧树脂15份、酚醛树脂15份、双酚s型环氧树脂15份、硬脂酸二乙醇酰胺3份、苯甲酸酐3份、聚酰胺树脂3份、石英砂4份、硅酸钠4份和硅酸钙4份；所述聚酰胺树脂为聚酰胺66（pa66），具体按照以下步骤制备：
s1，按以上重量份称取各原料；
s2，设置反应釜的温度为120-125℃，然后向反应釜中加入s1称取的煤焦沥青、海因环氧树脂、酚醛树脂、双酚s型环氧树脂，搅拌混匀，搅拌混匀的条件为75rpm，搅拌时间为4.5h，得到沥青混合物；
s3，将反应釜的温度降为95-100℃，然后向反应釜内沥青混合物中加入s1称取的硬脂酸二乙醇酰胺、苯甲酸酐、聚酰胺树脂，然后搅拌均匀，搅拌混匀的条件为75rpm，搅拌时间为4.5h，得到主体物料；
s4，设置反应釜的温度为140-145℃，然后向反应釜中加入s1称取的乳化沥青、石英砂、硅酸钠和硅酸钙，搅拌混匀，搅拌混匀的条件为100rpm，搅拌时间为1h，得到辅助物料；
s5，将s4的辅助物料加入s3的主体物料中，120-125℃条件下搅拌混匀，搅拌混匀的条件为75rpm，搅拌时间为0.5h，得到复合环氧沥青路面材料。
实施例2一种复合环氧沥青路面材料，由以下重量份的原料制成：煤焦沥青60份、乳化沥青5份、海因环氧树脂20份、酚醛树脂18份、双酚s型环氧树脂18份、硬脂酸二乙醇酰胺3份、苯甲酸酐5份、聚酰胺树脂5份、石英砂3份、硅酸钠3份和硅酸钙3份；所述聚酰胺树脂为聚酰胺6（pa6），具体按照以下步骤制备：
s1，按以上重量份称取各原料；
s2，设置反应釜的温度为125-130℃，然后向反应釜中加入s1称取的煤焦沥青、海因环氧树脂、酚醛树脂、双酚s型环氧树脂，搅拌混匀，搅拌混匀的条件为75rpm，搅拌时间为5h，得到沥青混合物；
s3，将反应釜的温度降为95-98℃，然后向反应釜内沥青混合物中加入s1称取的硬脂酸二乙醇酰胺、苯甲酸酐、聚酰胺树脂，然后搅拌均匀，搅拌混匀的条件为75rpm，搅拌时间为5h，得到主体物料；
s4，设置反应釜的温度为130-140℃，然后向反应釜中加入s1称取的乳化沥青、石英砂、硅酸钠和硅酸钙，搅拌混匀，搅拌混匀的条件为100rpm，搅拌时间为1.5h，得到辅助物料；
s5，将s4的辅助物料加入s3的主体物料中，120-125℃条件下搅拌混匀，搅拌混匀的条件为75rpm，搅拌时间为1h，得到复合环氧沥青路面材料。
实施例3一种复合环氧沥青路面材料，由以下重量份的原料制成：煤焦沥青70份、乳化沥青10份、海因环氧树脂16份、酚醛树脂16份、双酚s型环氧树脂15份、硬脂酸二乙醇酰胺2份、苯甲酸酐3份、聚酰胺树脂4份、石英砂5份、硅酸钠5份和硅酸钙5份；所述聚酰胺树脂为聚酰胺66（pa66），制备方法同实施例1。
实施例4一种复合环氧沥青路面材料，由以下重量份的原料原料制成：煤焦沥青70份、乳化沥青8份、海因环氧树脂15份、酚醛树脂15份、双酚s型环氧树脂20份、硬脂酸二乙醇酰胺2.5份、苯甲酸酐3.5份、聚酰胺树脂3.5份、石英砂3份、硅酸钠3份和硅酸钙3份；所述聚酰胺树脂为聚酰胺66（pa66），制备方法同实施例1。
实施例5一种复合环氧沥青路面材料，由以下重量份的原料原料制成：煤焦沥青67份、乳化沥青9份、海因环氧树脂19份、酚醛树脂19份、双酚s型环氧树脂16份、硬脂酸二乙醇酰胺3.5份、苯甲酸酐5份、聚酰胺树脂3.5份、石英砂3份、硅酸钠3份和硅酸钙3份；所述聚酰胺树脂为聚酰胺6（pa6），制备方法同实施例2。
实施例6一种复合环氧沥青路面材料，由以下重量份的原料原料制成：煤焦沥青60份、乳化沥青5份、海因环氧树脂16份、酚醛树脂16份、双酚s型环氧树脂16份、硬脂酸二乙醇酰胺3.5份、苯甲酸酐3份、聚酰胺树脂5份、石英砂4份、硅酸钠5份和硅酸钙5份；所述聚酰胺树脂为聚酰胺6（pa6），制备方法同实施例2。
需要说明的是，如果上述实施例中，各原料原料的目数大于200目，则需用球磨机球磨至目数≤200目。并且上述实施例中使用的石英砂中二氧化硅的含量≥95%。
一、耐高温实验
分别将实施例1-6制备而成的复合环氧沥青路面材料置于250℃、300℃、350℃条件下，分别放置5天、10天，观察复合环氧沥青路面材料的形变和软化情况，结果表明，250℃、300℃、350℃条件下放置5天或者10天后，实施例1-6的复合环氧沥青路面材料均无软化或者形变的现象。
二、耐腐蚀实验
分别将实施例1-6制备而成的复合环氧沥青路面材料浸泡于10g/100ml的氢氧化钠溶液、10g/100ml的氢氧化钾溶液、10g/100ml的草酸溶液、10g/100ml的盐酸溶液中，分别放置25h、30h、35h、40h，观察复合环氧沥青路面材料的腐蚀情况，结果表明，10g/100ml的氢氧化钠溶液、10g/100ml的氢氧化钾溶液、10g/100ml的草酸溶液、10g/100ml的盐酸溶液中浸泡25h、30h、35h、40h后，实施例1-6的复合环氧沥青路面材料均无腐蚀的现象。
三、复合环氧沥青路面材料性能分析
分别对实施例1-6制备的复合环氧沥青路面材料的抗压强度、抗折强度进行测定，测定方法参考jtge30-2005《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》，结果如表1所示，数据表明，该材料具有较好的抗压强度、抗折强度。
表1复合环氧沥青路面材料性能分析
四、石英砂、硅酸钠和硅酸钙的作用分析
为了验证石英砂、硅酸钠和硅酸钙的作用，我们进行了实验组和对照组的对比试验。
试验组是以实施例1的配方和方法制备而成的复合环氧沥青路面材料。
对照组的配方如下：煤焦沥青55份、乳化沥青8份、海因环氧树脂15份、酚醛树脂15份、双酚s型环氧树脂15份、硬脂酸二乙醇酰胺7份、苯甲酸酐7份、聚酰胺树脂7份；所述聚酰胺树脂为聚酰胺66，制备方法与实施例1基本相同，只是不包含石英砂、硅酸钠和硅酸钙的处理步骤，具体如下：
（1）按以下重量份称取各原料：煤焦沥青55份、乳化沥青8份、海因环氧树脂15份、酚醛树脂15份、双酚s型环氧树脂15份、硬脂酸二乙醇酰胺7份、苯甲酸酐7份、聚酰胺树脂7份；
（2）设置反应釜的温度为120-125℃，然后向反应釜中加入s1称取的煤焦沥青、海因环氧树脂、乳化沥青、酚醛树脂、双酚s型环氧树脂，搅拌混匀，搅拌混匀的条件为75rpm，搅拌时间为5.5h，得到沥青混合物；
（3）将反应釜的温度降为95-100℃，然后向反应釜内沥青混合物中加入s1称取的硬脂酸二乙醇酰胺、苯甲酸酐、聚酰胺树脂，然后搅拌均匀，搅拌混匀的条件为75rpm，搅拌时间为4.5h，得到主体物料；
（4）设置反应釜的温度为120-125℃，然后向反应釜中加入主体物料和沥青混合物，搅拌混匀，搅拌混匀的条件为75rpm，搅拌时间为0.5h，得到复合环氧沥青路面材料。
分别将对照组和试验组的复合环氧沥青路面材料浸泡于10g/100ml的氢氧化钠溶液、10g/100ml的草酸溶液中，分别放置25h、30h、35h、40h，观察复合环氧沥青路面材料的腐蚀情况，结果表明，对照组的复合环氧沥青路面材料在10g/100ml的氢氧化钠溶液、10g/100ml的草酸溶液中分别浸泡35h后，开始出现腐蚀现象，而试验组则无腐蚀现象。
该实验说明，石英砂、硅酸钠和硅酸钙的添加不仅可以减少硬脂酸二乙醇酰胺、苯甲酸酐、聚酰胺树脂等有机物的用量，减少有机物污染，还能够增加复合环氧沥青路面材料的耐酸碱腐蚀性。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。