本发明属于道路养护材料制备，具体涉及一种自愈合高强度纤维改性冷补沥青制备方法。
背景技术：
1、冷补沥青作为冷补沥青混合料的胶粘剂，其流动性、挥发性及黏附性对冷补沥青混合料的存储、铺装、服役性能有着重要的意义。近年来面对道路行业对路面材料耐久性的强烈需求，对冷补沥青开展了大量的研发与应用。然而，冷补沥青中含有大量稀释剂，导致冷补沥青分子相互作用力降低，其黏聚力急剧减小，且与集料的黏附力显著减弱，最终致使冷补沥青与集料界面黏结强度降低。冷补沥青的黏聚破坏，直接制约了冷补沥青混合料的耐久性。因此，有必要进一步研究探索增强冷补沥青黏聚性的新途径。
2、高强度纤维具备低密度、高抗冲击性能和耐腐蚀的特性，同时拥有优异化学稳定性。近年来，高强度纤维在改性沥青中得到广泛应用，高强度纤维可以与沥青吸附交联，增大结构沥青面积，还可以分散沥青胶浆中的应力，增强沥青荷载承受能力。但是由于高强度纤维表面光滑且化学性能稳定的特点，高强度纤维与冷补沥青液容易发生脱黏，致使高强度纤维失去提升冷补沥青性能的作用。因此，在高强度纤维与冷补沥青界面采用自愈合技术，制备一种自愈合高强度纤维改性冷补沥青对沥青路面坑槽修补具有十分重要的意义。
技术实现思路
1、本发明的主要目的在于针对传统冷补沥青混合料存在的强度不足、耐久性差等缺点，提供一种自愈合高强度纤维改性冷补沥青制备方法，首先用化学试剂预处理高强度纤维，增大其表面粗糙度，然后采用自愈合试剂对高强度纤维进行二次改性；接着将基质沥青、柴油稀释剂、添加剂、自愈合试剂和高强度纤维按比例混合，制备出一种自愈合高强度纤维改性冷补沥青。该冷补沥青具有良好的流动性和施工和易性，黏聚性高，耐久性强，可广泛应用于沥青路面坑槽修补胶结料。
2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案为，一种自愈合高强度纤维改性冷补沥青制备方法，包括如下步骤。
3、1)自愈合试剂的制备：将聚丙二醇树脂和异佛尔酮二异氰酸酯按照7：3比例混合，搅拌0.5小时，滴入0.075％二月桂酸二丁基锡催化剂，搅拌0.5小时，获得三端异氰酸酯和双端异氰酸酯脲烷，再添加5％的二胺交联剂，搅拌混合，将配置的试剂放置60℃烘箱中恒温16小时，获得自愈合试剂。
4、2)预处理高强度纤维：首先，将高强度纤维浸泡在无水乙醇中超声清洗30min，再用蒸馏水超声清洗3次，以除去高强度纤维表面的杂质，将清洗后的高强度纤维放入到60℃的烘箱中干燥后取出备用。其次，配制高强度纤维表面改性剂溶液；然后，将清洗好的高强度纤维放置在表面改性剂溶液中进行浸泡，控制浸泡温度保持在约25℃,时长24h，反应完成后，用蒸馏水多次洗涤，至于60℃烘箱中烘干，得到初次改性的高强度纤维；最后，一定浓度的自愈合试剂，超声30min，将初次改性的高强度纤维放入自愈合试剂中浸泡48h后取出，用蒸馏水清洗，再置于110℃烘箱中焙烘1h，后取出，并用蒸馏水再次超声清洗30min，放入到60℃烘箱中干燥得到表面裹覆自愈合试剂的高强度纤维。
5、3)冷补沥青的制备：首先配制添加剂，添加剂是由轻质柴油、乙烯基类硅氧烷与不饱和脂肪酸等基础材料和一定量的润湿剂、引发剂以及终止剂等经过一系列的化学变化和物理变化合成的添加剂；比例为100:15～20:60～80:5～8:0.2～1:0.15～0.8，选择合成温度为80～120℃之间；然后制备冷补沥青，采用齐鲁70#石油沥青在130℃内的烘箱内加热至沥青温度达到130℃，将基质沥青和柴油按一定比例混合在一起，保持温度110℃±5℃持续搅拌30min后，将沥青和柴油混合物降温到90℃，加入一定比例的添加剂并保持温度在90℃±5℃之间，持续搅拌1.5h制得冷补沥青液，在加入一定量的自愈合试剂，继续搅拌0.5h；最后在沥青、柴油、添加剂及自愈合试剂的混合物中加入二次改性的高强度纤维，保持温度为90℃±5℃之间，持续搅拌1h制得自愈合高强度纤维改性冷补沥青液。
6、采用的齐鲁70#石油沥青技术指标为表1
7、表1齐鲁70#道路石油沥青技术指标
8、
9、上述方案中，步骤1)采用的聚丙二醇树脂的平均分子量为2000，异佛尔酮二异氰酸酯的平均分子量为6000，二月桂酸二丁基锡的分子量为631，二胺交联剂的分子量为248。
10、步骤2)采用的纤维为高高强度聚乙烯纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维，高强度聚乙烯纤维直径为0.1mm，长度为6mm，抗拉强度大于450mpa，初始模量大于3.5gpa，拉伸率15-40％，耐酸碱性大于98％；玻璃纤维直径为0.1mm，长度为6mm，抗拉强度大于1700mpa，初始模量大于72gpa，拉伸率小于2.4％，耐碱性大于90％；玄武岩纤维直径为0.1mm，长度为6mm，抗拉强度大于1050mpa，初始模量大于35gpa，拉伸率小于3.5％，耐碱性大于7.5％。
11、步骤2)采用的高强度纤维表面改性剂溶液分为多巴胺溶液、单宁酸溶液和邻苯二酚溶液，多巴胺为白色有光泽的结晶体，密度为1.247g/cm3，分子量为153.18；单宁酸为淡黄色至淡棕色无定形粉，密度为2.129g/cm3，分子量为1701.198；邻苯二酚为白色粉末，密度为1.371g/cm3，分子量为110.11；多巴胺溶液为称取0.3g的盐酸多巴胺溶解到150ml的蒸馏水中，使用0.1mol/l的hcl调节ph值至8.5；单宁酸溶液为称取0.6g单宁酸溶解到150ml的蒸馏水中，使用0.1mol/l的hcl调节ph值至8.5；邻苯二酚溶液为称取邻苯二酚溶解到150ml的蒸馏水中，使用0.1mol/l的hcl调节ph值至8.5。
12、上述方案中，步骤3)所述稀释剂为轻质柴油，凝固点在-20～-35℃。
13、上述方案中，步骤3)所加高强度纤维的掺量是沥青液体总质量的3％；冷补沥青中基质沥青、稀释剂、添加剂、自愈合试剂的掺配比例为74：20：3：3。
14、本发明的原理在于：对洗净、烘干后的高强度纤维进行表面粗糙处理，再采用自愈合试剂处理，得到具备自愈合功能的高强度纤维。在冷补沥青制备的过程中加入该种改性高强度纤维和自愈合试剂，可显著提高冷补沥青的黏聚性，增强其与集料的黏附性，防止沥青与集料之间的剥落。此外，高强度纤维表面的自愈合试剂和沥青中的自愈合试剂可以达到脱黏再结合的动态平衡，可有效提升纤维承受冷补沥青传递的应力。该种自愈合高强度纤维改性冷补沥青耐久性强，稳定性好，防止坑槽修补后出现冷补沥青黏聚失效，减少二次松散病害。
15、与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明采用的自愈合试剂进行高强度聚乙烯纤维表面活化，可有效激发高强度聚乙烯纤维的表面活性与强度，促进与沥青之间的融合，进而提高冷补沥青黏聚性，同时，高强度纤维表面的自愈合试剂与冷补沥青中的自愈合试剂达到脱黏及愈合的动态平衡，使冷补沥青具有更高的耐久性和稳定性。
16、本发明使用高强度纤维对冷补沥青的工程性能有较好的改善作用。高强度纤维增强了冷补沥青黏聚性，抗开裂性能，高温抗车辙性能，抗水损害能力。
17、具体实施方式：为了更好的理解本发明，下面结合具体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。
18、以下实施例中，根据高强度纤维种类和表面改性剂溶液的不同，分为五组，采用高强度聚乙烯纤维，根据表面改性剂的不同分为a1，a2，a3三组，a1组为多巴胺溶液、a2组为单宁酸溶液、a3组为邻苯二酚溶液，采用单宁酸溶液为表面改性剂，根据纤维的不同分为b1和b2两组，b1为碳纤维、b2为玄武岩纤维。
19、实施例1
20、1)多巴胺溶液预处理高强度聚乙烯纤维：首先，称取0.3g的多巴胺溶解到150ml的蒸馏水中，使用0.1mol/l的hcl调节ph值至8.5；其次将高强度聚乙烯纤维浸泡在无水乙醇中超声清洗30min，再用蒸馏水超声清洗3次，以除去纤维表面的杂质，将清洗后的纤维放入到60℃的烘箱中干燥后取出备用；然后，将清洗好的高强度聚乙烯纤维放置在多巴胺溶液中进行浸泡，控制浸泡温度保持在约25℃，时长24h，反应完成后，用蒸馏水多次洗涤，置于60℃烘箱中烘干，得到初次改性的高强度聚乙烯纤维；最后，将初次改性的高强度聚乙烯纤维放入自愈合试剂中，浸泡48h后取出，用蒸馏水清洗，再置于110℃烘箱中焙烘1h，后取出，并用蒸馏水再次超声清洗30min，放入到60℃烘箱中干燥得到具备自愈合功能的高强度聚乙烯纤维。
21、2)冷补沥青的制备：首先配制添加剂，添加剂是由轻质柴油、乙烯基类硅氧烷与不饱和脂肪酸等基础材料和一定量的润湿剂、引发剂以及终止剂等经过一系列的化学变化和物理变化合成的添加剂；然后制备冷补沥青，按照冷补沥青中基质沥青、稀释剂、添加剂、自愈合试剂的掺配比例为74：20：3：3制备，采用齐鲁70#石油沥青在130℃内的烘箱内加热至沥青温度达到130℃，将基质沥青和柴油按一定比例混合在一起，保持温度110℃±5℃持续搅拌30min后，将沥青和柴油混合物降温到90℃，加入一定比例的添加剂并保持温度在90℃±5℃之间，持续搅拌1.5h制得冷补沥青液；在加入一定量的自愈合试剂，继续搅拌0.5h；最后在沥青、柴油和添加剂的混合物中加入冷补沥青液体总质量的3％自愈合功能高强度聚乙烯纤维，保持温度为90℃±5℃之间，持续搅拌1h制得自愈合高强度纤维改性冷补沥青液。
22、实施例2
23、含高强度聚乙烯纤维冷补沥青组成原料组分同实施例1，不同点在于高强度聚乙烯纤维表面初次处理溶液为单宁酸溶液，单宁酸溶液的配制方法为称取0.6g单宁酸溶解到150ml的蒸馏水中，使用0.1mol/l的hcl调节ph值至8.5。
24、实施例3
25、含高强度聚乙烯纤维冷补沥青组成原料组分同实施例1，不同点在于高强度聚乙烯纤维表面处理溶液为邻苯二酚溶液，邻苯二酚溶液的配制方法为称取邻苯二酚溶解到150ml的蒸馏水中，使用0.1mol/l的hcl调节ph值至8.5。
26、实施例4
27、高强度纤维由高强度聚乙烯纤维改为碳纤维，其他原料组分同实施例1。
28、实施例5
29、高强度纤维由高强度聚乙烯纤维改为玄武岩纤维，其他原料组分同实施例1。
30、上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
1.一种自愈合高强度纤维改性冷补沥青制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤1)自愈合试剂的制备
2.根据权利要求1所述一种自愈合高强度纤维改性冷补沥青制备方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的一种自愈合高强度纤维改性冷补沥青制备方法，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的一种自愈合高强度纤维改性冷补沥青制备方法，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的一种自愈合高强度纤维改性冷补沥青制备方法，其特征在于，
6.根据权利要求5所述的一种自愈合高强度纤维改性冷补沥青制备方法，其特征在于，
7.根据权利要求1所述的一种自愈合高强度纤维改性冷补沥青制备方法，其特征在于，
8.根据权利要求7所述的一种自愈合高强度纤维改性冷补沥青制备方法，其特征在于，
9.根据权利要求7所述的一种自愈合高强度纤维改性冷补沥青制备方法，其特征在于，
10.根据权利要求7所述的一种自愈合高强度纤维改性冷补沥青制备方法，其特征在于，
