本发明属于沥青材料领域，具体为耐低温高韧性沥青路面材料。
背景技术：
1、沥青材料是以沥青为基础的建筑材料，广泛用于道路、机场跑道、桥梁和其他基础设施的建设与维护。环氧树脂具有优异的粘结性、耐化学性和机械性能，将其引入沥青体系可以显著改善材料的整体性能。
2、虽然环氧沥青具有优异的使用性能，但其本身的特性决定了它在固化后会变得非常脆硬，在低温下，环氧沥青会产生较大的温度应力，导致低温开裂，影响其使用性能。一般来说在环氧树脂配方中添加能与环氧树脂或固化剂起反应的活性增韧剂，如橡胶、热塑性树脂、热致性液晶聚合物、互传网络结构、核壳聚合物以及纳米粒子等可以提高环氧树脂的韧性，但是橡胶增韧环氧树脂会使环氧树脂的模量和耐热性能大幅降低，不适用于交联度较高的环氧树脂；而热塑性树脂会使体系的粘度过大，给拌合、运输等环节造成不便；纳米粒子增韧虽然可赋予环氧树脂较高的物理机械性能和耐热性能，但是纳米粒子在环氧树脂中分散性较差，易发生团聚现象使增韧效果受到影响。因此，仍需开发一种新的环氧树脂沥青，满足耐低温和高韧性的使用要求。
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术的不足，本发明采用刚性主链、柔性侧链的支化结构作为核结构，刚性结构的有机酸酐为壳结构，通过开环易位聚合设计合成了具有核壳结构的固化剂，该固化剂与环氧树脂有着良好的相容性，通过该固化剂得到的环氧树脂沥青材料，在低温条件下既具有优异的韧性又有较好的机械强度。
2、本发明的目的是提供一种耐低温高韧性沥青路面材料，按重量份算，包括粗集料200～250份、细集料650～750份、矿粉40～50份、环氧树脂沥青45～70份；所述环氧树脂沥青包括沥青45～50份、环氧树脂20～30份、核壳型固化剂20～30份与催化剂0.1～1份，所述核壳型固化剂的制备方法如下：在氮气氛围下，加入1～9eq聚乙二醇单甲醚修饰的降冰片烯单体、1eq聚乙二醇修饰的降冰片烯单体与100eq溶剂，冻融脱气三次后，将温度升高至50～90℃，加入0.04～0.2eq的格拉布催化剂至混合物中，搅拌1～2h后，加入0.2～1eq的降冰片烯二酸酐，继续搅拌25～30min，加入乙烯基乙醚终止反应，经过旋转蒸发仪除去多余的溶剂，得核壳型固化剂。
3、具体的，所述聚乙二醇单甲醚修饰的降冰片烯单体的制备方法如下：在氮气氛围下，温度0～5℃下，向反应釜中加入1.2～1.5eq的聚乙二醇单甲醚、30eq无水二氯甲烷、1.2～1.5eq的三乙胺，将步骤s1所得1eq的5-降冰片烯-2-酰氯溶于5eq的无水二氯甲烷缓慢滴加入混合物中，反应10～12h后，分别用盐酸和氢氧化钠溶液洗涤有机相，收集有机相，无水硫酸镁干燥过滤，经过旋转蒸发仪除去多余的溶剂，得聚乙二醇单甲醚修饰的降冰片烯单体。
4、具体的，所述聚乙二醇修饰的降冰片烯单体的制备方法如下：在氮气氛围下，温度0～5℃下，向反应釜中加入1.0～1.2eq的聚乙二醇、30eq无水二氯甲烷、3.0～3.5eq的三乙胺，将3eq的5-降冰片烯-2-酰氯溶于5eq的无水二氯甲烷缓慢滴加入混合物中，反应14～16h后，分别用的盐酸和氢氧化钠溶液洗涤有机相，收集有机相，无水硫酸镁干燥过滤，经过旋转蒸发仪除去多余的溶剂，得聚乙二醇修饰的降冰片烯单体。
5、具体的，氢氧化钠、盐酸水溶液的浓度为1～2mol/l。
6、具体的，所述5-降冰片烯-2-酰氯的制备方法如下：在氮气氛围下，向反应釜中加入1eq的5-降冰片烯-2-羧酸，8～10eq的二氯亚砜，温度70～80℃搅拌1.5～3.0h，蒸发除去二氯亚砜，无需进一步纯化，得5-降冰片烯-2-酰氯。
7、本发明中所涉及的洗涤步骤，洗涤溶剂与所洗涤液的体积比均为1：5。
8、优选的，所述聚乙二醇单甲醚修饰的降冰片烯单体的加入量为2～4eq。
9、优选的，所述降冰片烯二酸酐的加入量为0.4～0.8eq。
10、优选的，所述环氧树脂主剂为双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、脂肪族环氧树脂的一种或者几种。
11、双酚a型环氧树脂因其价格低廉、毒副作用小等优点，使其在环氧树脂中的应用范围最广，更优选的，所述所述环氧树脂主剂为双酚a型环氧树脂。
12、优选的，所述催化剂为三乙醇胺、二乙醇胺的至少一种。
13、聚乙二醇为典型的柔性链段，分子链越长其柔性越好，但柔韧性过高会使得核的形状和位置变化更加容易，降低了整个结构的稳定性。
14、优选的，所述聚乙二醇单甲醚的分子量为350～2000；进一步优选为800～1200。
15、优选的，所述聚乙二醇的分子量为400～2000，进一步优选为800～1200。
16、优选的，所述溶剂为甲苯、氯仿中的至少一种。
17、优选的，所述格拉布催化剂为格拉布一代催化剂、格拉布二代催化剂和格拉布三代催化剂中的一种或者几种。
18、内核结构中聚合的单体分子量较大，需要较高温度进行聚合，因此需要采用活性、稳定性较高的格拉布二代催化剂和格拉布三代催化剂，但格拉布三代催化剂的价格较高。
19、更优选的，所述格拉布催化剂为格拉布催化剂二代。
20、本发明的又一目的是提供一种耐低温高韧性沥青路面材料的制备方法，包括以下步骤：
21、1)环氧树脂沥青的制备：将沥青加热至140～160℃，加入预热温度60～65℃的环氧树脂，升温至150～170℃搅拌状态30～60min，降温至130～140℃加入核壳型固化剂以及催化剂充分搅拌；
22、2)混合搅拌：将粗集料、细集料、矿粉加热至160-180℃，除去水分，按照设计要求进行级配，筛分，加入步骤1)所得环氧树脂沥青在160-180℃下搅拌3～5分钟，确保均匀混合；
23、3)摊铺养护：使用摊铺机将混合料摊铺到路面上，使用压路机进行碾压后，养护24～36h。
24、优选的，所述沥青路面材料环氧树脂沥青的油石比为5％～7％。
25、有益效果
26、本发明包含以下有益效果：
27、(1)通过开环易位聚合得到的支化聚合物内核，可以增加分子间的交联密度，刚性主链提供整体稳定性，柔性的侧链同时保持一定的柔韧性，有利于吸收和分散应力，从而提高材料的韧性；且支化结构可以形成半互穿网络，进一步增加材料的变形能力。
28、(2)外层酸酐结构，不仅可以作为固化剂与环氧树脂反应，还可以在固化过程中形成一些交联点，进一步增强材料的网络结构。
29、(3)由于内核和外壳都含有与环氧树脂相容的结构，提高了固化剂在环氧树脂中的分散性和界面相容性，有利于增韧效果的发挥。
30、(4)拥有从分子水平到纳米尺度的多尺度增韧效果，既有柔性链段的贡献，又有纳米相的增韧作用。
31、通过该固化剂得到的环氧沥青，在低温条件下不仅具有优异的韧性还有着较好的机械强度。
1.耐低温高韧性沥青路面材料，其特征在于，按重量份算，包括粗集料200～250份、细集料650～750份、矿粉40～50份、环氧树脂沥青45～70份；所述环氧树脂沥青包括沥青45～50份、环氧树脂20～30份、核壳型固化剂20～30份与催化剂0.1～1份，所述核壳型固化剂的制备方法如下：在氮气氛围下，加入1～9eq聚乙二醇单甲醚修饰的降冰片烯单体、1eq聚乙二醇修饰的降冰片烯单体与100eq溶剂，冻融脱气三次后，将温度升高至50～90℃，加入0.04～0.2eq的格拉布催化剂至混合物中，搅拌1～2h后，加入0.2～1eq的降冰片烯二酸酐，继续搅拌25～30min，加入乙烯基乙醚终止反应，经过旋转蒸发仪除去多余的溶剂，得核壳型固化剂。
2.如权利要求1所述的耐低温高韧性沥青路面材料，其特征在于，所述聚乙二醇单甲醚修饰的降冰片烯单体的制备方法如下：在氮气氛围下，温度0～5℃下，向反应釜中加入1.2～1.5eq的聚乙二醇单甲醚、30eq无水二氯甲烷、1.2～1.5eq的三乙胺，将步骤s1所得1eq的5-降冰片烯-2-酰氯溶于5eq的无水二氯甲烷缓慢滴加入混合物中，反应10～12h后，分别用盐酸和氢氧化钠溶液洗涤有机相，收集有机相，无水硫酸镁干燥过滤，经过旋转蒸发仪除去多余的溶剂，得聚乙二醇单甲醚修饰的降冰片烯单体。
3.如权利要求1所述的耐低温高韧性沥青路面材料，其特征在于，所述聚乙二醇修饰的降冰片烯单体的制备方法如下：在氮气氛围下，温度0～5℃下，向反应釜中加入1.0～1.2eq的聚乙二醇、30eq无水二氯甲烷、3.0～3.5eq的三乙胺，将3eq的5-降冰片烯-2-酰氯溶于5eq的无水二氯甲烷缓慢滴加入混合物中，反应14～16h后，分别用的盐酸和氢氧化钠溶液洗涤有机相，收集有机相，无水硫酸镁干燥过滤，经过旋转蒸发仪除去多余的溶剂，得聚乙二醇修饰的降冰片烯单体。
4.如权利要求1所述的耐低温高韧性沥青路面材料，其特征在于，所述环氧树脂为双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、脂肪族环氧树脂的一种或者几种。
5.如权利要求1所述的耐低温高韧性沥青路面材料，其特征在于，所述催化剂为三乙醇胺、二乙醇胺的至少一种。
6.如权利要求2所述的耐低温高韧性沥青路面材料，其特征在于，所述聚乙二醇单甲醚的分子量为350～2000。
7.如权利要求3所述的耐低温高韧性沥青路面材料，其特征在于，所述聚乙二醇的分子量为400～2000。
8.如权利要求1所述的耐低温高韧性沥青路面材料，其特征在于，所述溶剂为甲苯、氯仿中的至少一种。
9.如权利要求1所述的耐低温高韧性沥青路面材料的制备方法，其特征在于，所述格拉布催化剂为格拉布一代催化剂、格拉布二代催化剂和格拉布三代催化剂中的一种或者几种。
10.如权利要求1～9任一项所述的耐低温高韧性沥青路面材料，其特征在于，包括以下步骤：
