本发明涉及沥青混凝土领域，特别涉及一种沥青混凝土及其制备方法。
背景技术：
：沥青混凝土是将沥青和一定比例骨料拌制而成的混合料，现广泛用于路面铺设。在沥青混凝土中，沥青作为胶凝材料将骨料以及其他的外掺料进行包覆粘结；加热时，沥青呈现为高黏度的液态，将骨料以及外掺料加入至沥青中进行搅拌均匀，在铺设路面时，随着温度的降低，沥青和骨料相互粘结并逐渐固化，形成具备一定强度的路面。在运输沥青混凝土时，根据沥青牌号的不同，需要将沥青混凝土加热至不同的温度，混凝土搅拌车内的沥青混凝土一般需要保持在135℃-170℃之间，温度过低会使混凝土固化，温度过高则会破坏沥青的分子结构，从而导致固化后路面的结构强度不达标的问题。所以在运输沥青混凝土时，为使大量沥青混凝土的温度保持于135℃-170℃之间，会对沥青混凝土进行持续性的加热，因此需要消耗大量的热量。技术实现要素：本发明的目的是克服现有技术中的不足，本发明的第一个目的在于提供一种沥青混凝土，达到了沥青混凝土可保温的效果，有助于减少能耗。本发明的第二个目的在于提供一种沥青混凝土的制备方法。为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：一种沥青混凝土，其特征在于，包括以下重量分数的组分：沥青5-25份；细骨料15-82份；粗骨料50-170份；外掺料2-15份；保温成分6-36份；导热成分10-69份；eva热熔胶3-15份；所述导热成分通过eva热熔胶粘接于保温成分外表面；所述保温成分为由松脂岩制成的玻化微珠，玻化微珠的容重为85-103kg/m3；所述外掺料由矿粉和煤粉渣组成。采用上述技术方案，在本申请中，细骨料使用粒径为2.36-0.075mm的河砂；粗骨料采用破碎后的天然岩石和卵石，且粒径为10-20mm的占40wt％，粒径为5-10mm的占35wt％、粒径为2.36-5mm的占25wt％；外掺料选用粒径小于等于0.075mm的矿粉和煤粉渣。由松脂岩制成的玻化微珠吸水率小、颗粒强度大、导热系数小，用于沥青混凝土中，不容易破裂开裂，且与沥青混用时吸水小不会影响沥青的质量；且容重为85-103kg/m3的玻化微珠具有较小的膨胀倍数。除了基本的原料，本发明中添加了保温成分以及导热成分。在对沥青混凝土进行加热时，热量通过沥青、骨料或者外掺料传递至玻化微珠，玻化微珠的导热系数很低，一旦玻化微珠被升温，玻化微珠的热量不容易散失，实现对沥青混凝土的保温，减少外加热源的供热量。进一步的，通过eva热熔胶将导热成分粘接于单个玻化微珠的外表面，导热成分的导热系数较高，可以将附近沥青或骨料或外掺料的热量传递至玻化微珠处减少热量的散失。在沥青混凝土的运输过程中，由于沥青混凝土需要保持的温度与周围环境的温度相差很大，所以沥青混凝土会发生不可避免的散热行为。在沥青混凝土逐渐发生降温的过程中，导热成分将玻化微珠上的热量逐渐传递至沥青混凝土的基础料中，对沥青混凝土进行升温，将降温的量进行弥补；从宏观上看，添加了导热成分和玻化微珠的沥青混凝土，其降温速度会减缓，从而减少加热部件的作用时间，减少外部能量的供给。同时，沥青混凝土被铺浇于路面上后，沥青混凝土表面与空气直接接触，形成大量的热交换，此时，沥青、骨料和外掺料的温度降低速度很快，而导热成分将玻化微珠中的热量传递至附近的沥青、骨料和外掺料，并与空气进行热交换，将玻化微珠中的热量尽快散出，减少对沥青混凝土凝固时间的影响。导热成分通过eva热熔胶粘接于玻化微珠的表面，eva热熔胶在130-180℃之间才会转变会熔融态；在压路机对沥青混凝土进行初次碾压时，导热成分从玻化微珠表面脱落的可能性较小，保证导热成分在沥青铺设后依旧能附着于玻化微珠表面，提高玻化微珠的传热效率。进一步优选为：所述导热成分包括碳化硅、氮化硼、碳纳米管中的一种或两种。采用上述技术方案，碳化硅、氮化硼、碳纳米管都是导热性能很好的无机材料，可以加快沥青混凝土基础料与玻化微珠之间的传热，配合玻化微珠实现沥青混凝土的保温与散热。进一步优选为：还包括重量份数为2-17份的胶粘成分，所述玻化微珠之间通过胶粘成分粘接形成微珠团，导热成分粘接于微珠团外表面形成存热块。采用上述技术方案，将多个玻化微珠形成微珠团，并将导热成分粘接于微珠团外表面。玻化微珠单个存在于沥青混凝土中时，玻化微珠周围可能是沥青、骨料、外掺料、玻化微珠，且必定有导热成分，玻化微珠与另一玻化微珠抵接的可能性很小；而形成微珠团后，单个玻化微珠必定连接有其他的玻化微珠，减少与混凝土基础料直接接触的面积，从而减少玻化微珠的散热。另一方面，导热成分粘接于微珠团外表面，在对沥青混凝土进行加热时，微珠团上的导热成分直接与混凝土基础料进行热交换，实现玻化微珠的加热，当沥青混凝土基础料的温度下降时，导热成分将玻化微珠上的热量传递至沥青混凝土，从而减少沥青混凝土的热量散失，实现沥青混凝土的保温。进一步优选为：所述玻化微珠的粒径为0.5mm-2mm，微珠团最宽处的长度为1.2-5mm。采用上述技术方案，微珠团最宽处的长度小于等于5mm且大于等于1.2mm，微珠团在细骨料以及粗骨料的粒径范围内，使得微珠团可以充当细骨料以及粗骨料使用，可以适当的减少骨料的使用。同时，将玻化微珠的粒径进行限定，配合微珠团的尺寸限定，来确保微珠团中玻化微珠的最小数量，从而实现相应程度的保温效果。进一步优选为：所述胶粘成分由重量份数比为7：1的热塑性丙烯酸酯胶粘剂和硅烷偶联剂组成。采用上述技术方案，热塑性丙烯酸酯胶粘剂和硅烷偶联剂用于粘接微珠团和导热成分；其中热塑性丙烯酸酯胶粘剂作为主要的胶粘剂，硅烷偶联剂作为辅助粘接助剂。丙烯酸酯胶粘剂的使用温度在-60-100℃，在100℃以下或100℃附近，丙烯酸树脂分子链开始运动，丙烯酸树脂逐渐转化为高弹态甚至熔融态；且热塑性的丙烯酸酯胶粘剂，二次加热熔融后再次固化可继续使用。在110℃以上的温度环境下，丙烯酸酯胶粘剂胶会逐渐软化，且其粘强度会有下降，所以在丙烯酸酯胶粘剂的基础上，添加了硅烷偶联剂。导热成分和玻化微珠都属于无机材料，丙烯酸酯属于有机材料，硅烷偶联剂在介于无机和有机界面之间，可形成有机基体-硅烷偶联剂-无机基体的结合层，加强丙烯酸酯胶粘剂的粘接性能。沥青混凝土铺摊的温度一般在110℃-130℃，在这个温度下，丙烯酸酯胶黏剂为非固态，可能为弹性体或熔融态，玻化微珠之间还存在有粘接作用。压路机在对沥青混凝土进行初压时，压辊会对微珠团施加压力，由于此温度下的丙烯酸酯胶黏剂为非固态，玻化微珠相互粘接而成的微珠团会被碾开，从而破坏微珠团的团状结构，将微珠团铺开；此时玻化微珠增大与沥青混凝土基础料的基础面积，增大传热和散热，从而加快沥青混凝土的固化时间。另一方面，在经过压路机的初压后，微珠团打开，加快玻化微珠与其他成分的热交换，且导热成分依旧附着于玻化微珠表面，可以对玻化微珠进行热传导，加快玻化微珠的散热。通过玻化微珠、导热成分、丙烯酸树脂胶粘剂以及eva热熔胶的配合使用，可以实现沥青混凝土的保温，又可以减少对沥青混凝土散热的影响。进一步优选为：所述存热块通过以下步骤制备：步骤一：通过浸渍或喷或涂，将硅烷偶联剂附着于玻化微珠表面，并干燥；步骤二：通过浸渍或喷洒，将熔融态的热塑性丙烯酸酯胶粘剂附着于步骤一中干燥后的玻化微珠外表面，并将多个玻化微珠进行粘结，形成微珠团；降温使得丙烯酸酯胶粘剂完全固化；步骤三：通过喷或涂，将熔融态的eva热熔胶附着于步骤二中得到的微珠团外表面，并将导热成分胶粘于微珠团外表面形成存热块；降温使得eva热熔胶完全固化。采用上述技术方案，步骤一中将硅烷偶联剂喷砂于玻化微珠表面，硅烷偶联剂的硅烷氧基端与无机物反应并附着于玻化微珠表面。步骤二中将丙烯酸酯胶粘剂喷涂于玻化微珠外表面，由于玻化微珠与丙烯酸酯胶粘剂之间还存在有硅烷偶联剂，会加强微珠团成型后的结构强度；固化后微珠团最终形成且具备一定的结构强度，减少下一工序中被损坏的可能性。步骤三中利用热熔胶对导热成分进行粘接，并降温固化，完成存热块的制备。进一步优选为：所述步骤二或步骤三中温时的降温速度均为10-20℃/h。采用上述技术方案，胶粘剂在缓慢降低的温度环境中进行固化，减少温度骤变对胶粘剂胶粘性能或体积收缩的影响。进一步优选为：所述eva热熔胶在微珠团外表面的覆盖率为50-80％。采用上述技术方案，在保证导热成分粘接数量的前提下，eva热熔胶在微珠团外表面的覆盖率不能超过80％，避免导热成分与玻化微珠之间被大面积的eva热熔胶所阻碍而影响导热效果。为实现上述第二个目的，本发明提供了如下技术方案：一种沥青混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：s1：将粗骨料、细骨料、外掺料均匀混合，形成混合物a；s2：将沥青加热至135-170℃，持续搅拌，并将混合物a投入至沥青中，混合均匀，得到混合物b；s3：将混合物b降温至110℃-120℃，将存热块分3-8次投入至混合物b中，并混合均匀，获得沥青混凝土。采用上述技术方案，s1和s2将沥青、骨料以及外掺料进行均匀混合，形成最基础的沥青混凝土，s3将存热块与混合物b进行混合，实现存热块的加入。由于存热块是由胶粘剂粘接而成的，过高的温度会导致胶粘剂逐渐软化为熔融态而降低粘接性，过低的温度则会导致沥青的流动性不够而无法将存热块混合均匀；所以选取了110℃-120℃作为混合温度，在保证沥青流动性的情况下，降低对胶粘剂的影响。进一步优选为：所述s3中通过搅拌混合，且搅拌速度为6r/min-15r/min，搅拌时间为30-60min。采用上述技术方案，胶粘剂在软化状态下，其结构强度不高，但由于沥青自身得高粘度，存热块在投入至沥青中后，会被沥青包覆，从而对存热块的结构进行稳固；另一方面，通过低速和长时间的搅拌模式，提高存热块在沥青中的均匀度，并降低对存热块形态的的影响。综上所述，本发明具有以下有益效果：1、本发明中，通过设置玻化微珠和粘接于玻化微珠外的导热成分，在对沥青混凝土进行加热时，热量通过沥青、骨料或者外掺料传递至玻化微珠，玻化微珠的导热系数很低，一旦玻化微珠被升温，玻化微珠的热量不容易散失，实现对沥青混凝土的保温；导热成分的导热系数较高，可以将附近沥青或骨料或外掺料的热量传递至玻化微珠处减少热量的散失，且降低玻化微珠对沥青降温固化的影响；2、通过将多个玻化微珠形成微珠团，减少玻化微珠与沥青混凝土基础料直接接触的面积，从而减少玻化微珠热的散热，提高保温效果；3、通过设置丙烯酸酯胶粘剂以及eva热熔胶，对沥青混凝土进行碾压时，微珠团会被大几率的碾开，从而将相互粘接的玻化微珠铺开，增大玻化微珠与沥青混凝土基础料的接触面积，从而提高散热速度；4、通过设置硅烷偶联剂，在微珠团外涂覆胶粘剂之前，先在微珠团外附着硅烷偶联剂，提高丙烯酸酯胶粘剂对玻化微珠的粘接效果，减少高温对胶粘成分胶粘效果的影响；5、通过沥青混凝土的制备方法，减少温度对存热块结构的影响，从而使得在压路机碾压之前可以最大程度的以存热块存在，实现保温效果。具体实施方式实施例1-8：一种沥青混凝土，包括的组分及对应的质量如表1所示，且由以下步骤制成：实施例1-2、6-8采用以下步骤制备：s1：将粗骨料、细骨料、外掺料均匀混合，形成混合物a；s2：将沥青加热至135℃，持续搅拌，并将混合物a投入至沥青中，得到混合物b；s3：将混合物b降温至110℃，将存热块均匀分成3分，并分3次投入至混合物b中，搅拌混合均匀，搅拌速度为6r/min，搅拌30min，获得沥青混凝土。存热块采用以下步骤制备：步骤一：通过浸渍或喷洒，将硅烷偶联剂附着于玻化微珠表面，并干燥；步骤二：通过浸渍或喷洒，将熔融态的热塑性丙烯酸酯胶粘剂附着于步骤一中干燥后的玻化微珠外表面，并将多个玻化微珠进行粘结，形成微珠团，微珠团最宽处的长度小于等于5mm且大于等于1.2mm；降温使得丙烯酸酯胶粘剂完全固化，降温速度为10℃/h；步骤三：通过喷或涂，将熔融态的eva热熔胶附着于步骤二中得到的微珠团外表面，并将导热成分胶粘于微珠团外表面形成存热块；降温使得eva热熔胶完全固化，降温速度为10℃/h，eva热熔胶在微珠团外表面的覆盖率为50％。实施例3-5采用以下步骤制备：步骤一：在玻化微珠外喷涂熔融的eva热熔胶，eva热熔胶在玻化微珠外的覆盖率为60％，将喷涂了eva热熔胶的玻化微珠放入导热成分中进行导热成分的粘附，降温固化；步骤二：将细骨料、粗骨料、矿粉、煤粉渣、粘附了导热成分的玻化微珠进行混合形成混合物y；步骤三：将沥青加热至150℃，同时以20r/min的搅拌速度进行搅拌，将混合物y加入至沥青中，并持续搅拌30min。表1实施例1-8中各组分及其对应的质量(kg)上述实施例中，细骨料使用粒径为2.36-0.075mm的河砂；粗骨料采用破碎后的天然岩石和卵石，且粒径为10-20mm的占40wt％，粒径为5-10mm的占35wt％、粒径为2.36-5mm的占25wt％；外掺料选用粒径小于等于0.075mm的矿粉和煤粉渣。实施例1中，玻化微珠的容重为85kg/m3，玻化微珠的粒径为0.5-1mm。实施例2中，玻化微珠的容重为95kg/m3，玻化微珠的粒径为1-2mm。实施例3-7中，玻化微珠的容重为103kg/m3，玻化微珠的粒径为1-2mm。实施例9：一种沥青混凝土的制备方法，包括以下步骤：s1：将粗骨料、细骨料、外掺料均匀混合，形成混合物a；s2：将沥青加热至150℃，持续搅拌，并将混合物a投入至沥青中，混合均匀，得到混合物b；s3：将混合物b降温至115℃，将存热块均匀分成5分，并分5次投入至混合物b中，搅拌混合均匀，搅拌速度为10r/min，搅拌45min，获得沥青混凝土。其中，存热块的制备步骤如下：步骤一：通过浸渍或喷洒，将硅烷偶联剂附着于玻化微珠表面，并干燥；步骤二：通过浸渍或喷洒，将熔融态的热塑性丙烯酸酯胶粘剂附着于步骤一中干燥后的玻化微珠外表面，并将多个玻化微珠进行粘结，形成微珠团，微珠团最宽处的长度小于等于5mm且大于等于1.2mm；降温使得丙烯酸酯胶粘剂完全固化，降温速度为15℃/h；步骤三：通过喷或涂，将熔融态的eva热熔胶附着于步骤二中得到的微珠团外表面，并将导热成分胶粘于微珠团外表面形成存热块；降温使得eva热熔胶完全固化，降温速度为15℃/h，eva热熔胶在微珠团外表面的覆盖率为60％。实施例10：一种沥青混凝土的制备方法，包括以下步骤：s1：将粗骨料、细骨料、外掺料均匀混合，形成混合物a；s2：将沥青加热至170℃，持续搅拌，并将混合物a投入至沥青中，混合均匀，得到混合物b；s3：将混合物b降温至120℃，将存热块均匀分成5分，并分5次投入至混合物b中，搅拌混合均匀，搅拌速度为15r/min，搅拌60min，获得沥青混凝土。其中，存热块的制备步骤如下：步骤一：通过浸渍或喷洒，将硅烷偶联剂附着于玻化微珠表面，并干燥；步骤二：通过浸渍或喷洒，将熔融态的热塑性丙烯酸酯胶粘剂附着于步骤一中干燥后的玻化微珠外表面，并将多个玻化微珠进行粘结，形成微珠团，微珠团最宽处的长度小于等于5mm且大于等于1.2mm；降温使得丙烯酸酯胶粘剂完全固化，降温速度为20℃/h；步骤三：通过喷或涂，将熔融态的eva热熔胶附着于步骤二中得到的微珠团外表面，并将导热成分胶粘于微珠团外表面形成存热块；降温使得eva热熔胶完全固化，降温速度为15℃/h，eva热熔胶在微珠团外表面的覆盖率为80％。对比例1：一种沥青混凝土，与实施例8的区别在于，对比例1包括的组分及对应的质量如表2所示，且由以下步骤制备：步骤一：将细骨料、粗骨料、矿粉、煤粉渣进行混合形成混合物h；步骤二：将沥青加热至150℃，同时以20r/min的搅拌速度进行搅拌，将混合物h加入至沥青中，并持续搅拌30min。表2对比例1中各组分及其对应的质量(kg)对比例2：对比例2与实施例8的区别在于，实施例2中的散热成分与玻化微珠相互独立，且采用以下步骤制成：步骤一：将细骨料、粗骨料、矿粉、煤粉渣、玻化微珠、导热成分进行混合形成混合物z；步骤二：将沥青加热至150℃，同时以20r/min的搅拌速度进行搅拌，将混合物z加入至沥青中，并持续搅拌30min。对比例3：对比例3与实施例8的区别在于，对比例3中，eva热熔胶在微珠团外表面的覆盖率为50％。对比例4：对比例4与实施例8的区别在于，对比例4中，eva热熔胶在微珠团外表面的覆盖率为90％。对比例5：对比例5与实施例8的区别在于，对比例5中，微珠团最宽处的长度大于5mm且小于10mm。表征实验：1、沥青混凝土保温实验实验对象：实施例1-8和对比例1-5中，一共13组实验样品。实验方法：在温度为25±2℃，湿度为60±5rh％的密封环境中，准备13个相同规格且同批制得的加热箱，将实验样品加热至150℃后，停止加热，开始搅拌，搅拌速度为10r/min。30min时测温三次并计算平均值得到t10并记录150-t30，60min时测温三次并计算平均值得到t50并记录t60-t30，120min后测温三次并计算平均值得到t120并记录t120-t60；使用量程为0-200℃的温度计对沥青混凝土的中部位置进行测量，测温时停止搅拌。实验结果：沥青混凝土保温效果实验结果记录如表3所示。表3沥青混凝土保温效果实验结果记录组别150-t30t60-t30t60-t30组别150-t30t60-t30t60-t30实施例1467实施例8557实施例2256对比例15913实施例33610对比例24813实施例44711对比例35913实施例54610对比例44811实施例6357对比例55612实施例7357////数据分析：150-t10可以体现出实验样品在10min内的降温量；t30-t10可以体现出实验样品在10min-30min内的降温量；t60-t30可以体现出实验样品在30-60min内的降温量。由表3中的数据可知，各实验样品在10min内的降温量相差不大，都在2-5℃左右；而随着时间的延长，降温量逐渐开始表现出差距，实施例2中表现出很好的保温性能，往后依次是实施例6-8、实施例1、对比例3-5、对5、对比例2-4、对比例1。对比例1中未添加导热成分以及保温成分，表现出来较其它实验样品更差的保温性能，有利于减少能耗；对比例2中的玻化微珠和导热成分没有进行粘接，相互独立的混合于沥青中，使得导热成分与玻化微珠不能起到协同作用来提高沥青混凝土的整体保温性能。对比实施例3和实施例6、实施例4和实施例7、实施例5和实施例8，这三组的配方相同但玻化微珠的使用形态不同。实施例3-5想比于实施例6-8，表现出了更差的保温性能，说明将玻化微珠制成微珠团之后，可以获得更好的保温性能。对比例5中，其微珠团最宽处的长度大于5mm，使得对比例5中的微珠团比实施例8中的微珠团体积更大，但是其保温效果不理想，可能是微珠团过大，使得微珠团不能平均分布于沥青混凝土中，使得温度至集中于某一部分，不能对沥青混凝土的整体温度进行调节，影响了导热成分以及玻化微珠的正常使用。对比例3、对比例4与实施例8对比，对比例3中eva热熔胶在微珠团外的覆盖率过低，使得导热颗粒在微珠团外的数量减少，热量的传递收到影响，从而影响到沥青混凝土整体的保温效果；对比例4中eva热熔胶在微珠团外的覆盖率过高，eva热熔胶对微珠团和导热成分之间的热传递造成了阻碍，从而降低了沥青混凝土整体的保温效果。2、沥青混凝土针入度实验实验对象：按照实施例1-8以及对比例1-5中的配方及制备方法制得混凝土，一共13组实验样品。实验方法：将实验样品进行制备并倒入至试样皿中，并用手持滚筒对沥青混凝土表面进行碾压，模拟压路机。利用针入度测定计对沥青混凝土进行针入度测试，试样深度应至少是预计锥入深度的120％。将试样皿松松地盖住以防灰尘落入。在25±2℃的室温下，试样皿中的试样冷却50min，进行3次针入度测试的得到针入度1并记录针入度1的平均值，试样冷却1.5h，进行针入度测试得到针入度2并记录针入度2的平均值。测试时，在100克的荷重下，在规定时间内快速释放针连杆，同时启动秒表或计时装置，使标准针自由下落穿入沥青试样中，5秒时间后标准针停止移动。实验结果：沥青混凝土针入度实验结果记录如表4所示。表4沥青混凝土针入度实验结果记录数据分析：对于90号沥青，其固化后的针入度标准是80-100mm之间；针入度1平均值大于100mm的实验样品认为是未凝固完全或强度不合格，其需要较长的凝固时间，沥青混凝土的凝固速度较慢；针入度2平均值可以反映出沥青混凝土凝固后的强度。对比例4-5实验样品未凝固完全或强度不够，表现出较其他实验样品更慢的凝固速度；其他实验样品在50min内均可完成初步凝固投入使用。在所有实验样品中，实施例6-8表现出了较好的针入度2平均值，即凝固后表现出了较好的结构强度；而在实施例3-5中，玻化微珠并没有形成微珠团，无法形成可以作为细骨料和粗骨料为沥青混凝土提供强度的结构，所以实施例3-5中的强度会较差。本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。当前第1页12