本发明涉及混凝土生产制造技术领域，更具体地说，它涉及一种沥青混凝土及其制备工艺。
背景技术：
沥青混凝土俗称沥青砼，人工选配具有一定级配组成的矿料，碎石或轧碎砾石、石屑或砂、矿粉等，与一定比例的路用沥青材料，在严格控制条件下拌制而成的混合料。
在公开号为cn103553443a的中国发明专利中公开了一种绢云母改性沥青混凝土，由以下重量份的原料制成：矿料100份，沥青4～7份，绢云母粉0.5～2份，偶联剂0.1～4份；所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂，所述矿料的级配类型为gac-13型、ac-13型、am-13级、sma-13型、ogfc-13型或superpave型。所述沥青为道路石油沥青、煤沥青、sbs改性沥青、sbr改性沥青或天然橡胶改性沥青。
上述专利中，绢云母粉为层状含钾的铝硅酸盐，它是由两层硅氧四面体夹着一层铝氧八面体构成的复式层，虽本身结合坚固，但两个复式硅氧层之间的结合非常微弱，故绢云母很易沿着正离子所处的平面裂开，导致所述绢云母改性沥青混凝土在使用过程中容易发生开裂，因此，需要提出一种新的方案来解决上述问题。
技术实现要素：
针对现有技术中的沥青混凝土在使用过程中因其内部结合强度较低容易发生开裂的问题，本发明的目的一在于提供一种沥青混凝土，其在使用后具有良好的结构强度，且不易发生断裂。
为实现上述目的一，本发明提供了如下技术方案：
一种沥青混凝土，其特征在于，包括如下重量份数的组分：
玄武岩母料70～80份；
沥青6～12份；
矿粉2～4份；
铁尾矿母料8～10份；
胶接剂1.5～2.5份；
抗车辙剂0.7～1.4份；
碳化硅1.1～1.8份。
通过采用上述技术方案，在现有生产中，将铁尾矿丢弃不仅需要占用大量土地，给周围的生态环境造成很大的伤害，而且要投入各自处理和维护费用。而进行铁尾矿资源的综合回收与利用，不仅可以充分利用矿产资源，扩大矿产资源利用范围，延长矿山服务年限，也是治理污染、保护生态的重要手段。同时，还可以节省大量的土地和资金，解决就业问题，造福于人类社会，实现资源效益、经济效益、社会效益和环境效益的有效统一。
矿粉在沥青混合料中起到填充作用，目的是减小沥青混凝土的空隙，有时称作填料。矿粉和沥青共同形成沥青胶浆，提高了沥青混凝土的强度和稳定性。同时，矿粉和沥青形成胶质粘附玄武岩表面，本身矿粉大多数用火成岩矿石研磨而得到的，偏碱性，和沥青很好的粘附玄武岩表面，使得玄武岩母料之间除了硬碰硬的骨架镶嵌成型外，还使得玄武岩母料之间多了胶结力。
玄武岩母料中含有大量的二氧化硅，质地坚硬，可以将它掺在沥青混凝土里，可以使沥青混凝土重量减轻，且坚固耐用。铁尾矿中含有大量的二氧化硅和氧化铝，与玄武岩母料具有良好的结合性，使沥青混凝土具有良好的强度。同时，玄武岩母料、铁尾矿和沥青之间形成了良好稳定的胶质网，且碳化硅具有良好的耐磨性能和强度，能够填充在胶质网内部的缝隙中，使各原料组分紧密粘接在一起，使沥青混凝土的结构强度大大提高，不易发生断裂。
进一步优选为，所述玄武岩母料由粒径分别为0～3mm、3～5mm、5～18mm的玄武岩颗粒按照(2～3):(3～4):(5～6)的重量份数比混合而成。
通过采用上述技术方案，选用粒径大小不同的玄武岩颗粒所混合而成的玄武岩母料，可以与铁尾矿和沥青在沥青混凝土的内部形成疏密相见的胶质网，可以应对不同大小的挤压物对其产生的挤压，使沥青混凝土在实际使用过程中具有良好的结构强度。将上述玄武岩颗粒按照2:3:5的比例混合，使胶质网在沥青混凝土的内部具有良好的空间结构，使沥青混凝土不易发生断裂。
进一步优选为，所述铁尾矿母料由鞍山高硅型铁尾矿、马钢高铝型铁尾矿和邯邢高钙镁型铁尾矿中的任意两种或三种按任意重量份数比混合而成。
通过采用上述技术方案，选用不同类型的铁尾矿混合而成，使铁尾矿母料具有不同大小的颗粒直径，与玄武岩母料中玄武岩颗粒的粒径相对应，有利于使上述胶质网具有均匀稳定的结构，使沥青混凝土具有良好的稳定性。同时，不同类型的铁尾矿，其内部的各成分种类和含量均不同，有利于使沥青混凝土中的各组分之间具有良好的结合度，提高沥青混凝土的结构强度，使其不易发生断裂。
进一步优选为，所述铁尾矿母料进行预处理，且包括以下步骤：
步骤a，取相应重量份数的铁尾矿母料，并加入相应重量份数的长石和膨润土进行混合均匀，搅拌速度为400～800rpm，搅拌时间为30～40min，得到混合料；
步骤b，将混合料进行烘干，温度控制在80～100℃，时间为60～90min；
步骤c，将烘干后的混合料进行球磨，并用200～300目的筛网进行筛料，得到配料；
步骤d，取相应重量份数的发泡剂和稳泡剂放入高速搅拌器中进行搅拌发泡，然后将配料放入高速搅拌器中一同搅拌，搅拌速度为2500～3000rpm，搅拌时间为40～70min，温度控制为120～150℃，得到料浆；
步骤e，将料浆放入容器中，并在烘箱中进行干燥，得到改性铁尾矿母料。
通过采用上述技术方案，将混合料进行烘干，使铁尾矿母料、长石和膨润土充分的散开，避免其相互之间由于水分而粘连在一起，有利于对其进行筛选。将筛选后的混合料在盛装有发泡剂和稳泡剂的高速搅拌器中，长石是一种良好的助熔剂，膨润土是一种良好的粘结剂，且利用发泡剂的发泡原理，使得到改性铁尾矿母料在其内部具有良好均匀且相互交错的孔径，使沥青可以填充在改性铁尾矿母料的内部，提高胶质网整体的结构强度，使沥青混凝土的整体强度大大提高。
进一步优选为，所述沥青混凝土还包括重量份数为0.8～1.6份的聚丙烯纤维。
通过采用上述技术方案，聚丙烯纤维具有良好的强度、弹性和耐温性，且耐化学腐蚀。聚丙烯纤维会部分穿入改性铁尾矿母料的孔径中，其余聚丙烯纤维会缠绕在一起，并与改性铁尾矿母料形成立体网状结构，且立体网状结构与胶质网之间相互交错，提高了沥青混凝土中各组分间的结合度，使其整体的结构强度大大增强，不易发生断裂。
进一步优选为，所述沥青混凝土还包括重量份数为0.6～1.3份的聚乙二醇。
通过采用上述技术方案，聚乙二醇是一种良好的分散剂，有利于使聚丙烯纤维均匀的分散开来，避免聚丙烯纤维在沥青混凝土中出现成团的现象，使上述立体网状结构在沥青混凝土中分布的更加均匀，并与胶质网均匀的交错连接，提高了沥青混凝土整体的密实度，对其整体的结构强度具有良好的提升效果。
进一步优选为，所述胶接剂为粉状的滑石粉、石灰石粉、白云石粉或纤维状的石绵头屑、木纤维。
通过采用上述技术方案，胶接剂可填充在改性玄武岩母料、铁尾矿和沥青之间的缝隙中，使沥青混凝土具有良好的密实度，且胶接剂具有良哈的粘性，可以使沥青混凝土中各组分之间稳定的粘附在一起，使其整体的结构强度得到提高，不易发生断裂。
进一步优选为，所述抗车辙剂选用ra抗车辙剂、路特lt抗车辙剂、pr抗车辙剂或domix抗车辙剂。
通过采用上述技术方案，抗车辙剂在施工过程中由于高温的作用而软化,这些微粒在碾压过程中热成型,增加了沥青混凝土中的胶质网和立体骨架作用,加强了个组分之间的相互作用力,使沥青混凝土更加密实。同时，抗车辙剂的弹性成分在较高温度时具有使路面的变形部分弹性恢复的功能,因而使沥青混凝土不易发生形变，且具有良好的结构强度。
本发明的目的二在于提供一种沥青混凝土的制备工艺，采用该方法制备的沥青混凝土具有良好的结构强度，且不易发生断裂。
为实现上述目的二，本发明提供了如下技术方案：
一种沥青混凝土的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将相应重量份数的玄武岩母料在烘干桶内进行搅拌烘干，温度控制在110～120℃，时间为80～150min，搅拌速度为1500～2000rpm，得到干燥的玄武岩母料；
步骤二，将干燥的玄武岩母料进行筛分，得到粒径分别为0～3mm、3～5mm、5～18mm的玄武岩颗粒，并按照(2～3):(3～4):(5～6)的重量份数比混合均匀，且加入矿粉和铁尾矿母料，一同搅拌均匀，得到玄武岩配料；
步骤三，将玄武岩配料、胶接剂、抗车辙剂和碳化硅放入拌缸中进行干拌，时间为8～10s，搅拌速度为1500～2000rpm；
步骤四，将相应重量份数的沥青加热至180～200℃，在30～50s内均匀的加入拌缸中，并对玄武岩配料和沥青进行搅拌，搅拌速度为1200～1500rpm；
步骤五，将混合均匀的玄武岩配料和沥青从拌缸中排出，即可得到沥青混凝土。
通过采用上述技术方案，玄武岩母料在高温下干燥时，部分玄武岩颗粒因为受热不均匀或搅拌剧烈容易发生碎裂，对干燥后的玄武岩母料重新进行筛选和配料，有利于使玄武岩母料保持初始时的规格，使沥青混凝土的整体质量得到保证。在玄武岩母料高速搅拌过程中，均匀快速的加入沥青，有利于使沥青与玄武岩配料均匀的混合，使沥青混凝土具有均匀稳定的内部结构，且具有良好好的结构强度。
进一步的，所述步骤二具体包括，将干燥的玄武岩母料经由电磁铁除杂装置进行去除磁性杂质，然后再进行筛分，得到粒径分别为0～3mm、3～5mm、5～18mm的玄武岩颗粒，并按照(2～3):(3～4):(5～6)的重量份数比混合均匀，再加入矿粉和铁尾矿母料搅拌均匀，得到玄武岩配料。
通过采用上述技术方案，将玄武岩母料中含有的磁性杂质，例如氧化铁fe2o3，经过电磁铁吸附筛选处理，不仅能降低沥青混凝土中的杂质含量，还能提高沥青混凝土中各组分之间的结合强度，有助于提高沥青混凝土整体的结构强度，且不易发生断裂。
综上所述，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明中铁尾矿中含有大量的二氧化硅和氧化铝，与玄武岩母料具有良好的结合性，使沥青混凝土具有良好的强度。同时，玄武岩母料、铁尾矿和沥青支撑形成了良好稳定的胶质网，且碳化硅具有良好的耐磨性能和强度，能够填充在胶质网内部的缝隙中，使沥青混凝土的结构强度大大提高，不易发生断裂；
(2)优化的，将玄武岩母料进行改性处理，使其内部具有纵横交错的孔径，并加入聚丙烯纤维，聚丙烯纤维与改性铁尾矿母料形成立体网状结构，且立体网状结构与胶质网之间相互交错，提高了沥青混凝土中各组分间的结合度，使其整体的结构强度大大增强，不易发生断裂；
(3)优化的，将干燥的玄武岩母料经由电磁铁除杂装置进行去除磁性杂质，不仅能降低沥青混凝土中的杂质含量，还能提高沥青混凝土中各组分之间的结合强度，有助于提高沥青混凝土整体的结构强度，且不易发生断裂。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明进行详细描述。
实施例1：一种沥青混凝土，各组分及其相应的重量份数如表1所示，并通过如下步骤制备获得：
步骤一，将相应重量份数的玄武岩母料在烘干桶内进行搅拌烘干，温度控制在120℃，时间为150min，搅拌速度为1500rpm，得到干燥的玄武岩母料；
步骤二，将干燥的玄武岩母料进行筛分，得到粒径分别为3mm、5mm、18mm的玄武岩颗粒，并按照2:3:5的重量份数比混合均匀，且加入矿粉和铁尾矿母料，一同搅拌均匀，得到玄武岩配料；
步骤三，将玄武岩配料、滑石粉、ra抗车辙剂和碳化硅放入拌缸中进行干拌，时间为10s，搅拌速度为1500rpm；
步骤四，将相应重量份数的沥青加热至180℃，在50s内均匀的加入拌缸中，并对玄武岩配料和沥青进行搅拌，搅拌速度为1200rpm；
步骤五，将混合均匀的玄武岩配料和沥青从拌缸中排出，即可得到沥青混凝土。
实施例2-8：一种沥青混凝土，与实施例1的不同之处在于，各组分及其相应的重量份数如表1所示。
表1实施例1-8中各组分及其重量份数
实施例9：一种沥青混凝土，与实施例1的不同之处在于，步骤三中的滑石粉替换为白云石粉。
实施例10：一种沥青混凝土，与实施例1的不同之处在于，步骤三中的滑石粉替换为木纤维。
实施例11：一种沥青混凝土，与实施例1的不同之处在于，步骤三中的ra抗车辙剂替换为pr抗车辙剂。
实施例12：一种沥青混凝土，与实施例1的不同之处在于，玄武岩母料由粒径分别为3mm、5mm、15mm的玄武岩颗粒按照2:3:5的重量份数比混合而成。
实施例13：一种沥青混凝土，与实施例12的不同之处在于，铁尾矿母料由鞍山高硅型铁尾矿、马钢高铝型铁尾矿和邯邢高钙镁型铁尾矿按重量份数比为1:1:1的重量份数比混合而成。
实施例14：一种沥青混凝土，与实施例12的不同之处在于，铁尾矿母料由鞍山高硅型铁尾矿和马钢高铝型铁尾矿按重量份数比为1:1的重量份数比混合而成。
实施例15：一种沥青混凝土，与实施例14的不同之处在于，铁尾矿母料进行预处理，且包括以下步骤：
步骤a，取相应重量份数的铁尾矿母料，并加入相应重量份数的长石和膨润土进行混合均匀，搅拌速度为400rpm，搅拌时间为40min，得到混合料；
步骤b，将混合料进行烘干，温度控制在100℃，时间为90min；
步骤c，将烘干后的混合料进行球磨，并用300目的筛网进行筛料，得到配料；
步骤d，取相应重量份数的发泡剂和稳泡剂放入高速搅拌器中进行搅拌发泡，然后将配料放入高速搅拌器中一同搅拌，搅拌速度为2500rpm，搅拌时间为70min，温度控制为150℃，得到料浆；
步骤e，将料浆放入容器中，并在烘箱中进行干燥，得到改性铁尾矿母料。
实施例16：一种沥青混凝土，与实施例15的不同之处在于，步骤三具体包括，将相应重量份数为80份的玄武岩配料、2.5份的滑石粉、0.7份的ra抗车辙剂、1.8份的碳化硅和0.8份的聚丙烯纤维放入拌缸中进行干拌，时间为10s，搅拌速度为1500rpm。
实施例17：一种沥青混凝土，与实施例16的不同之处在于，聚丙烯纤维的重量份数为1.2份。
实施例18：一种沥青混凝土，与实施例16的不同之处在于，聚丙烯纤维的重量份数为1.6份。
实施例19：一种沥青混凝土，与实施例18的不同之处在于，步骤三具体包括，将相应重量份数为80份的玄武岩配料、2.5份的滑石粉、0.7份的ra抗车辙剂、1.8份的碳化硅、0.8份的聚丙烯纤维和0.6份的聚乙二醇放入拌缸中进行干拌，时间为10s，搅拌速度为1500rpm。
实施例20：一种沥青混凝土，与实施例19的不同之处在于，聚乙二醇的重量份数为0.9份。
实施例21：一种沥青混凝土，与实施例19的不同之处在于，聚乙二醇的重量份数为1.3份。
实施例22：一种沥青混凝土，与实施例21的不同之处在于，步骤二具体包括，将干燥的玄武岩母料经由电磁铁除杂装置进行去除磁性杂质，然后再进行筛分，得到粒径分别为0～3mm、3～5mm、5～18mm的玄武岩颗粒，并按照2:3:5的重量份数比混合均匀，再加入矿粉和铁尾矿母料搅拌均匀，得到玄武岩配料。
对比例1：一种沥青混凝土，与实施例1的不同之处在于，其在制备过程中不加入铁尾矿。
对比例2：一种沥青混凝土，与实施例1的不同之处在于，其在制备过程中不加入胶接剂。
对比例3：一种沥青混凝土，与实施例1的不同之处在于，其在制备过程中不加入铁尾矿和胶接剂。
对比例4：一种沥青混凝土，与实施例1的不同之处在于，其在制备过程中不加入碳化硅。
对比例5：一种沥青混凝土，与实施例1的不同之处在于，其在制备过程中不加入铁尾矿、胶接剂和碳化硅。
试验一马歇尔稳定度测试
试验样品：采用实施例1-22中获得的沥青混凝土作为试验样品1-22，采用对比例1-5中获得的沥青混凝土作为对照样品1-5。
试验方法：马歇尔稳定度是马歇尔试件做马歇尔稳定度试验时遭破坏时的最大应力,流值是对应的变形。一般来说可以认为是以稳定度大而变形小为佳,说明混合料强度较高。将试验样品1-22和对照样品1-5按照gb/t25033-2010《再生沥青混凝土》制作标准试样，并测试各个标准试样的马歇尔稳定度。
试验结果：试验样品1-22和对照样品1-5的测试结果如表2所示。
表2试验样品1-22和对照样品1-5的测试结果
由表2可知，由试验样品1-22和对照样品1-5的测试结果对照可得，玄武岩母料、铁尾矿和沥青之间形成了良好稳定的胶质网，且碳化硅具有良好的耐磨性能和强度，使沥青混凝土的马歇尔稳定度大大提高，不易发生断裂。改性的玄武岩母料，且在加入聚丙烯纤维后，可以使沥青混凝土的结构强度大大提高。同时，选用不同种类的铁尾矿进行混合，选用颗粒大小不同的玄武岩母料，对沥青混凝土的结构强度具有良好的提高效果。
试验二抗压强度测试
试验样品：采用实施例1-22中获得的沥青混凝土作为试验样品1-22，采用对比例1-5中获得的沥青混凝土作为对照样品1-5。
试验方法：将试验样品1-22和对照样品1-5按照gb/t17671-1999《水泥胶砂强度检验方法》制作标准试块，采用tye-3000电脑全自动混凝土压力机，取0.5mpa/s～0.8mpa/s的加载速度，测量标准试块养护1d、7d以及28d的抗压强度。
试验结果：试验样品1-22和对照样品1-5的测试结果如表3所示。
表3试验样品1-22和对照样品1-5的测试结果
由表3可知，由验样品1-22和对照样品1-5的测试结果对照可得，玄武岩母料、铁尾矿和沥青之间形成了良好稳定的胶质网，且碳化硅具有良好的耐磨性能和强度，使沥青混凝土的抗压强度得到提高。改性的玄武岩母料，且在加入聚丙烯纤维后，立体网状结构和胶质网之间的交错设置，可以使沥青混凝土的结构强度大大提高。同时，选用不同种类的铁尾矿进行混合，选用颗粒大小不同的玄武岩母料，使沥青混凝土中的各组分具有良好的结合度，且对其结构强度具有良好的提高效果。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。