本发明涉及沥青混凝土技术领域，具体涉及一种多功能矿物沥青混凝土路面材料的制备方法。
背景技术：
随着全球气候的变化，我国大部分地区在寒冷的冬季，路面因降雪降雨而积雪结冰，严重影响道路行车安全，阻碍交通畅通，造成经济损失，冬季道路除冰除雪尤为重要。目前冬季道路除冰除雪的方法主要有：(1)热力融化类技术，利用地热、燃气、电或太阳能等产生的热量使冰雪融化，造价高，后期养护维修成本大，适用范围较窄；(2)添加盐化物类技术，在沥青混合料中添加氯化钠和氯化钙等盐化物，降低冰点，但为了保证沥青路面本身的性能，所添加的盐化物的数量有限，并且处在道路表面起融雪化冰作用的盐化物更加稀少，除冰除雪效果不明显；(3)粗糙型铺装技术，采用大粒径、开级配沥青混凝土铺筑面层，增加道路表面的粗糙度，行车碾压时，水平力的作用很快磨耗冰冻层，但降低了行车的舒适度，增加车轮的磨损，影响渗水性能，降低道路使用寿命；(4)镶嵌类铺装技术：沥青路面铺筑完成后，将弹性材料镶嵌在路面表面，利用弹性形变降低冰雪对路面的粘结程度，但车辆长期碾压，弹性材料的周围容易出现薄弱面，造成弹性材料脱落，影响路面平整度。
目前，我国广泛应用的融雪化冰技术是融雪盐与人力相结合，道路恢复通畅效果显著，但是耗费大量人力。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本发明提供了一种多功能矿物沥青混凝土路面材料的制备方法，在积雪情况下具有良好的防滑性能，有效抑制积雪结冰对道路通畅的影响，改善路面抗疲劳裂缝的能力，提高路面的耐久性和寿命，降低施工成本，合理利用资源。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种多功能矿物沥青混凝土路面材料的制备方法，所述沥青混凝土由以下重量份的原料制备而成：石油沥青8-10份，磷灰石矿3-3.5份，改性磷灰石矿3-3.5份，细集料30-35份，粗集料45-50份；所述细集料包含废旧轮胎粉料和钢渣；所述制备方法包括以下步骤：
(1)通过筛孔筛选钢渣，粉碎表面清洁的废旧橡胶轮胎制成废旧轮胎粉料，将废旧轮胎粉料、钢渣与其余细集料混合均匀；
(2)用冰乙酸调节乙醇和水的混合溶液的pH至5，快速加入丙基三乙氧基硅烷，1h后得改性剂，在搅拌状态下将雾化的改性剂缓慢加入至50℃粉碎的磷灰石矿中，超声搅拌1h后，除去剩余的改性剂，干燥，制得改性磷灰石矿，将改性磷灰石矿和磷灰石矿混合均匀；
(3)加热石油沥青至165-170℃，加入粗集料，搅拌均匀后加入步骤(1)的产物，继续搅拌均匀后加入步骤(2)的产物，混合均匀后，压制成型，即得。
进一步的，所述沥青混凝土由以下重量份的原料制备而成：石油沥青9份，磷灰石矿3.2份，改性磷灰石矿3.2份，细集料32份，粗集料50份。
进一步的，所述磷灰石矿与改性磷灰石矿的重量份相等。
进一步的，所述废旧轮胎粉料在细集料中的重量分数为10-18％，所述钢渣在细集料中的重量分数为45-60％。
进一步的，所述乙醇、水、丙基三乙氧基硅烷和磷灰石矿的重量比为5:4:1:80。
进一步的，所述钢渣和废旧轮胎粉料的粒径分布在0.075-2.36mm之间。
由于采用上述的技术方案，本发明的有益如下：
磷灰石矿具有良好的耐热性能，减缓沥青老化的速度。丙基三乙氧基硅烷水解后产生的Si-OH与磷灰石矿表面的-OH发生化学反应，形成氢键，并进一步缩合、固化，形成稳定的共价键，使丙基三乙氧基硅烷包裹在磷灰石矿的表面形成改性磷灰石矿。当沥青趋向老化脆化时，改性磷灰石矿的有机部分能够对沥青提供韧性补偿，改善路面抗疲劳裂缝的能力，磷灰石矿和改性磷灰石矿共同提高路面的使用寿命。改性磷灰石矿的有机部分提高与石油沥青的亲和性，有机部分的表面吸附石油沥青，有机结构包裹磷灰石矿的空隙内部吸收石油沥青，使沥青油膜变厚，增加石油沥青的黏性。改性磷灰石矿通过物理叠加形式与其它各成分复合在一起，保持独立的物质形态，稳定性高，既可用于特殊类型的沥青混凝土，又可用于普通的沥青混凝土中，适用范围广。
我国是炼钢大国，为了处理炼钢过程中产生的副产物钢渣，将带来新的污染。将钢渣和废旧轮胎粉料用于道路铺筑过程，部分替代集料，既能够解决石料过度开采问题，保护生态环境，又能变废为宝，节省能源和资源。废旧轮胎粉料提高成型路面的弹性和防滑性能，冬天路面积雪积冰时，车轮碾压冰块，冰块的各部分与路面的粘结程度不一致而自动破裂，同时良好的分散性使车辆保持正常行驶的舒适度。
本发明的制备方法使用方便，施工工艺简单，不需要增加新的设备和人力，施工单位的技术水平能够达到要求，易于实现，具有显著的社会效益。
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、完整地描述，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作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。
实施例1：
一种多功能矿物沥青混凝土路面材料的制备方法，沥青混凝土由以下重量份的原料制备而成：石油沥青9份，磷灰石矿3.2份，改性磷灰石矿3.2份，细集料32份，粗集料50份；细集料包含废旧轮胎粉料和钢渣；制备方法包括以下步骤：
(1)通过筛孔筛选钢渣，粉碎表面清洁的废旧橡胶轮胎制成废旧轮胎粉料，将粒径分布在0.075-2.36mm之间的废旧轮胎粉料和钢渣与其余细集料按照重量分数比1:6:3混合均匀；
(2)用冰乙酸调节乙醇和水的混合溶液的pH至5，快速加入丙基三乙氧基硅烷，1h后得改性剂，在搅拌状态下将雾化的改性剂缓慢加入至50℃粉碎的磷灰石矿中，超声搅拌1h后，除去剩余的改性剂，干燥，制得改性磷灰石矿，乙醇、水、丙基三乙氧基硅烷和磷灰石矿的重量比为5:4:1:80，将改性磷灰石矿和磷灰石矿混合均匀；
(3)加热石油沥青至165℃，加入粗集料，搅拌均匀后加入步骤(1)的产物，继续搅拌均匀后加入步骤(2)的产物，混合均匀后，压制成型，即得。
实施例2：
一种多功能矿物沥青混凝土路面材料的制备方法，沥青混凝土由以下重量份的原料制备而成：石油沥青8份，磷灰石矿3份，改性磷灰石矿3份，细集料30份，粗集料45份；细集料包含废旧轮胎粉料和钢渣；制备方法包括以下步骤：
(1)通过筛孔筛选钢渣，粉碎表面清洁的废旧橡胶轮胎制成废旧轮胎粉料，将粒径分布在0.075-2.36mm之间的废旧轮胎粉料和钢渣与其余细集料按照重量分数比1:5:4混合均匀；
(2)用冰乙酸调节乙醇和水的混合溶液的pH至5，快速加入丙基三乙氧基硅烷，1h后得改性剂，在搅拌状态下将雾化的改性剂缓慢加入至50℃粉碎的磷灰石矿中，超声搅拌1h后，除去剩余的改性剂，干燥，制得改性磷灰石矿，乙醇、水、丙基三乙氧基硅烷和磷灰石矿的重量比为5:4:1:80，将改性磷灰石矿和磷灰石矿混合均匀；
(3)加热石油沥青至165℃，加入粗集料，搅拌均匀后加入步骤(1)的产物，继续搅拌均匀后加入步骤(2)的产物，混合均匀后，压制成型，即得。
实施例3：
一种多功能矿物沥青混凝土路面材料的制备方法，沥青混凝土由以下重量份的原料制备而成：石油沥青10份，磷灰石矿3.5份，改性磷灰石矿3.5份，细集料35份，粗集料50份；细集料包含废旧轮胎粉料和钢渣；制备方法包括以下步骤：
(1)通过筛孔筛选钢渣，粉碎表面清洁的废旧橡胶轮胎制成废旧轮胎粉料，将粒径分布在0.075-2.36mm之间的废旧轮胎粉料和钢渣与其余细集料按照重量分数比1:6:3混合均匀；
(2)用冰乙酸调节乙醇和水的混合溶液的pH至5，快速加入丙基三乙氧基硅烷，1h后得改性剂，在搅拌状态下将雾化的改性剂缓慢加入至50℃粉碎的磷灰石矿中，超声搅拌1h后，除去剩余的改性剂，干燥，制得改性磷灰石矿，乙醇、水、丙基三乙氧基硅烷和磷灰石矿的重量比为5:4:1:80，将改性磷灰石矿和磷灰石矿混合均匀；
(3)加热石油沥青至170℃，加入粗集料，搅拌均匀后加入步骤(1)的产物，继续搅拌均匀后加入步骤(2)的产物，混合均匀后，压制成型，即得。
实施例4：
一种多功能矿物沥青混凝土路面材料的制备方法，沥青混凝土由以下重量份的原料制备而成：石油沥青9份，磷灰石矿3.5份，改性磷灰石矿3.5份，细集料32份，粗集料48份；细集料包含废旧轮胎粉料和钢渣；制备方法包括以下步骤：
(1)通过筛孔筛选钢渣，粉碎表面清洁的废旧橡胶轮胎制成废旧轮胎粉料，将粒径分布在0.075-2.36mm之间的废旧轮胎粉料和钢渣与其余细集料按照重量分数比1:5:4混合均匀；
(2)用冰乙酸调节乙醇和水的混合溶液的pH至5，快速加入丙基三乙氧基硅烷，1h后得改性剂，在搅拌状态下将雾化的改性剂缓慢加入至50℃粉碎的磷灰石矿中，超声搅拌1h后，除去剩余的改性剂，干燥，制得改性磷灰石矿，乙醇、水、丙基三乙氧基硅烷和磷灰石矿的重量比为5:4:1:80，将改性磷灰石矿和磷灰石矿混合均匀；
(3)加热石油沥青至165℃，加入粗集料，搅拌均匀后加入步骤(1)的产物，继续搅拌均匀后加入步骤(2)的产物，混合均匀后，压制成型，即得。
实施例5：
一种多功能矿物沥青混凝土路面材料的制备方法，沥青混凝土由以下重量份的原料制备而成：石油沥青10份，磷灰石矿3份，改性磷灰石矿3份，细集料35份，粗集料45份；细集料包含废旧轮胎粉料和钢渣；制备方法包括以下步骤：
(1)通过筛孔筛选钢渣，粉碎表面清洁的废旧橡胶轮胎制成废旧轮胎粉料，将粒径分布在0.075-2.36mm之间的废旧轮胎粉料和钢渣与其余细集料按照重量分数比1:6:3混合均匀；
(2)用冰乙酸调节乙醇和水的混合溶液的pH至5，快速加入丙基三乙氧基硅烷，1h后得改性剂，在搅拌状态下将雾化的改性剂缓慢加入至50℃粉碎的磷灰石矿中，超声搅拌1h后，除去剩余的改性剂，干燥，制得改性磷灰石矿，乙醇、水、丙基三乙氧基硅烷和磷灰石矿的重量比为5:4:1:80，将改性磷灰石矿和磷灰石矿混合均匀；
(3)加热石油沥青至168℃，加入粗集料，搅拌均匀后加入步骤(1)的产物，继续搅拌均匀后加入步骤(2)的产物，混合均匀后，压制成型，即得。
以《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ 0709-2011)为基准，通过浸水马歇尔试验计算浸水残留稳定度(残留稳定度越大，沥青混凝土的水稳定性越好)，实施例1-5的残留稳定度均大于92.6％，均优于技术规范要求(≥85％)。以《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ 0709-2011)的冻融劈裂试验检测沥青混凝土的长期水稳定性，通过计算公式得到实施例1-5的劈裂强度比为88.9-89.6％，均能满足技术规范(≥80％)的要求。以《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ 0719-2011)的车辙试验检测沥青混凝土的抗车辙性能，通过计算公式得到实施例1-5的变异系数为6.03-6.87％，均能满足技术规范(≤20％)的要求，抗变形能力强。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；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。