本发明涉及沥青混合料技术领域，尤其涉及一种缓解城市热岛效应的沥青混合料及其制备方法。
背景技术：
目前，国内很多城市的城市热岛效应(UrbanHeatIslandEffect)已经十分突出，越来越成为城市发展必须要解决的问题之一，城市道路作为城市下垫面的重要组成部分，具有热容量高、导热率大的特点，并且白天对太阳光的反射率低、吸热率大，因此城市表面温度远高于郊外温度。沥青路面作为我国城市道路主要铺面形式被大量应用，这种路面结构导致夏季城市持续高温，加剧了城市热岛效应。近几年，大量道路研究工作者也试图通过优化道路结构设计和材料组成进行改善路面热物理特性，达到降低城市路面温度的效果。早在2002年专利授权公开了一种丙烯酸树脂太阳热反射涂料，2006年授权一种新型太阳热反射涂料制备方法，使隔热与反射技术得到很大的发展。曹雪娟等人测试了表面涂有道路专用反射涂料的SMA和OGFC沥青混合料试件温度，降低温度5～10℃，OGFC的降温效果好于SMA。瑞典、挪威利用泡沫玻璃的阻热保温功能，在道路建设中大量推广应用并取得了非常好的效果。纳米玻璃有很好的保温隔热性能，由纳米玻璃制作的液体玻璃膜夏季可以阻挡75％-88％的太阳直射热量进入室内，从而降低室内温度；冬天则防止室内热能散发外流。此外，世界各国的垃圾中每天都有大量的废旧玻璃，特别是城市垃圾中混杂着不少废玻璃。大量的玻璃垃圾给人们的生活带来了不便，同时占用土地，污染环境，浪费资源。
技术实现要素：
(一)要解决的技术问题本发明要解决的技术问题是解决现有道路材料热容量高、导热率大，并且白天对太阳光的反射率低、吸热率大以及废弃玻璃占用土地，污染环境，浪费资源的问题。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本发明提供了一种缓解城市热岛效应的沥青混合料，其特征在于：1000份混合料中含有以下质量份的原料，纳米玻璃改性沥青4.5～5份，矿粉0.09～0.1份，集料94.9～95.41份。优选的，所述利用粒径为7～13nm的玻璃微球对基质沥青进行改性，得到纳米玻璃改性沥青，选用7～13nm的玻璃微球具有质轻、低导热、较高的强度、良好的化学稳定性等优点，其表面经过特殊处理具有亲油憎水性能，非常容易分散于有机材料体系中。优选的，所述玻璃微球占纳米玻璃改性沥青总质量的3～5％，适当的玻璃微珠占有量有效增加其混合料整体的稳定性，一般情况下，这种混合料应用于路面结构时，可以增加混合料的内部吸附力。优选的，所述基质沥青为SK-70#基质沥青。优选的，所述矿粉为消石灰粉，用水量不变的情况下，能使混凝土呈流态状入模，减少混凝土泵体、管道及模具的磨损，延长其使用寿命。优选的，所述集料为玄武岩，其针片状含量≤10％、压碎值≤23％、洛杉矶磨耗损失≤24％。优选的，所述集料的级配满足：分别经过筛孔26.5、19、16、13.2、9.5、4.75、2.36、0.075毫米筛子筛分时，其通过率对应为100％、95％～97％、78％～85％、68％～74％、50％～54％、30％～35％、16％～20％、4％～6％。优选的，所述1000份混合料中含有以下质量份的原料，纳米玻璃改性沥青4.5～5份，矿粉0.09～0.1份，集料94.9～95.41份，所述矿粉为消石灰粉，所述集料为玄武岩，所述基质沥青为SK-70#基质沥青。一种权利要求1任一项权利要求所述的能够缓解城市热岛效应的沥青混合料的制备方法，将纳米玻璃改性沥青与集料、消石灰粉混合搅拌得到沥青混合料。优选的，制备纳米玻璃改性沥青的步骤如下；(1)制备粒径范围在7～13纳米的玻璃微球；(2)将纳米玻璃与基质沥青混合均匀，对基质沥青进行改性；(三)有益效果本发明的上述技术方案具有如下优点：本发明提供的纳米玻璃改性沥青及用其所制备的沥青混合料是利用废旧玻璃为原料制成纳米玻璃，加入沥青中对基质沥青进行改性，使基质沥青具有保温、隔热、降低路面吸热能力的特性，将其与合理级配的集料混合制成沥青混合料，利用消石灰来提高沥青混合料的抗剥落性，在提高纳米玻璃沥青混合料的耐热保温性能的同时保证其路用性能稳定，使其夏季能够降低路面吸热能力，减少向下传递的热量，冬天保持路面温度减少热能的耗散，从而达到降低沥青路面整体温度的目标，这样既能解决废旧玻璃垃圾处理问题，又能发挥其隔热保温性能缓解城市热岛效应。附图说明图1是本发明实施例缓解城市热岛效应的沥青混合料的制备方法的步骤示意图。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中的附图，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的一部分实施例，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做出创造性劳动的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。实施例一本实施例的沥青混合料是由48g改性沥青，消石灰粉0.95g和951.05g集料混合而成。本实施例的改性沥青是通过在基质沥青中掺杂纳米玻璃微球，利用纳米玻璃微球对基质沥青进行改性，其中基质沥青采用SK-70#基质沥青，其各项性能指标(如针入度、延度、软化点等)都应经过测试满足《公路工程集料试验规程》(JTGE42-2005)要求，基质沥青是46.08g，占改性沥青总量的96％。玻璃微球是1.92g，占改性沥青总量的4％，其粒径为7～13nm。上述集料的级配满足：分别经过筛孔26.5、19、16、13.2、9.5、4.75、2.36、0.075毫米筛子筛分时，其通过率对应为100％、96％、82％、71％、52％、33％、18％、5％，其是选用玄武岩，其针片状含量≤10％、压碎值≤23％、洛杉矶磨耗损失≤24％，都应经过测试满足《公路工程集料试验规程》(JTGE42-2005)要求。本实施例的沥青混合料是按照下述方法制备：(1)将废旧玻璃按照常规的纳米处理技术制备成粒径范围在7～13nm的玻璃微球；(2)将纳米玻璃与基质沥青按照配方量混合均匀，对基质沥青进行改性；(3)将步骤(2)的改性沥青与集料、消石灰粉按照配方量混合搅拌15min，得到沥青混合料。实施例二本实施例相对实施例一中的变化为沥青混合料是由45g改性沥青，消石灰粉0.9g和952.6g集料混合而成。本实施例的改性沥青是通过在基质沥青中掺杂纳米玻璃微球，利用纳米玻璃微球对基质沥青进行改性，其中基质沥青是43.65g，占改性沥青总量的97％，其是采用SK-70#基质沥青，其各项性能指标(如针入度、延度、软化点等)都应经过测试满足《公路工程集料试验规程》(JTGE42-2005)要求；玻璃微球是1.35g，占改性沥青总量的3％，其粒径范围是7～13nm。上述集料的级配满足：分别经过筛孔26.5、19、16、13.2、9.5、4.75、2.36、0.075毫米筛子筛分时，其通过率对应为100％、95％、78％、68％、50％、30％、16％、4％，其是选用玄武岩，其针片状含量≤10％、压碎值≤23％、洛杉矶磨耗损失≤24％，都应经过测试满足《公路工程集料试验规程》(JTGE42-2005)要求。其制备方法与实施例1相同。实施例三本实施例相对实施例一中的变化为沥青混合料是由50g改性沥青、消石灰粉1g和949g集料混合而成。本实施例的改性沥青是通过在基质沥青中掺杂纳米玻璃微球，利用纳米玻璃微球对基质沥青进行改性，其中基质沥青是47.5g，占改性沥青总量的95％，也是采用SK-70#基质沥青。玻璃微球是2.5g，占改性沥青总量的5％，其粒径范围是8～11nm。上述集料的级配满足：分别经过筛孔26.5、19、16、13.2、9.5、4.75、2.36、0.075毫米筛子筛分时，其通过率对应为100％、97％、85％、74％、54％、35％、20％、6％，其是选用玄武岩，其针片状含量≤10％、压碎值≤23％、洛杉矶磨耗损失≤24％，都应经过测试满足《公路工程集料试验规程》(JTGE42-2005)要求。其制备方法与实施例1相同。实施例四本实施例相对实施例一中的变化为沥青混合料是由47g改性沥青、消石灰粉0.92g和952.08g集料混合而成。本实施例的改性沥青是通过在基质沥青中掺杂纳米玻璃微球，利用纳米玻璃微球对基质沥青进行改性，其中基质沥青是45.355g，占改性沥青总量的96.5％，也是采用SK-70#基质沥青。玻璃微球是1.645g，占改性沥青总量的3.5％，其粒径范围是9～12nm。上述集料的级配满足：分别经过筛孔26.5、19、16、13.2、9.5、4.75、2.36、0.075毫米筛子筛分时，其通过率对应为100％、96％、80％、70％、53％、31％、19％、4％，其是选用玄武岩，其针片状含量≤10％、压碎值≤23％、洛杉矶磨耗损失≤24％，都应经过测试满足《公路工程集料试验规程》(JTGE42-2005)要求。其制备方法与实施例1相同。为了验证本发明的改性沥青以及沥青混合料的有益效果，现以下述的实验为例进行说明。将50g纳米玻璃掺量分别为3％、4％、5％的改性沥青与50g普通的基质沥青的性能进行比较，实验结果参见表1～4。表1为基质沥青测试结果表2为实施例二的改性沥青测试结果表3为实施例一的改性沥青测试结果表4为实施例三的改性沥青测试结果由上述表1～4对比结果可以看出：当基质沥青分别掺入3％、4％、5％纳米玻璃制备改性沥青时，各项性能指标均满足规范要求，而且针入度有明显上升趋势，说明在掺入纳米玻璃以后基质沥青的稠度有所增长，相应的针入度指数也有一定幅度的增加，温度敏感性减小，弹性和触变性有所增加；软化点随着纳米玻璃掺量的增加也有升高的趋势，并且在掺量为4％时最高，说明纳米玻璃的加入提高了基质沥青的高温稳定性，并以4％掺量为最佳；运动粘度随纳米玻璃掺量增加不断增加，说明纳米玻璃的加入会一定程度上提高基质沥青的粘度；除此之外，还能看出延度随纳米玻璃掺量的增加变化不明显，说明纳米玻璃对沥青低温性能影响不明显；总结表中测试数据可得知纳米玻璃的加入在一定程度上提高了基质沥青的路用性能。表5分别以3％、4％、5％纳米玻璃掺量的改性沥青作为结合料，按照实施例1的混合料配比及制备步骤制作尺寸为25×25×10cm的试模，在成型前将试模内放置尺寸为25×25×2cm的垫块，然后在垫块的平面中心处撒铺细料，将温度传感器置于细料上方；而后，按照将沥青混合料装入试模中，碾压28次，成型得到25×25×8cm的试件；通过埋置在混合料内部的温度传感器得到不同深度尺寸的纳米玻璃沥青混合料的温度，表征纳米玻璃沥青混合料的保温隔热性能。表5不同纳米玻璃掺加量温度测试结果从表5测试结果我们可以看出，当纳米玻璃掺量为分别为3％、4％、5％时，纳米玻璃沥青混合料的吸热率明显下降，并且当纳米玻璃掺量为4％时，隔热效果最佳，说明纳米玻璃改性沥青制备的沥青混合料能有效缓解城市热岛效应。综上所述，本发明提供的纳米玻璃改性沥青及用其所制备的沥青混合料是利用废旧玻璃为原料制成纳米玻璃，加入沥青中对基质沥青进行改性，使基质沥青具有保温、隔热、降低路面吸热能力的特性，将其与合理级配的集料混合制成沥青混合料，利用消石灰来提高沥青混合料的抗剥落性，在提高纳米玻璃沥青混合料的耐热保温性能的同时保证其路用性能稳定，使其夏季能够降低路面吸热能力，减少向下传递的热量，冬天保持路面温度减少热能的耗散，从而达到降低沥青路面整体温度的目标，这样既能解决废旧玻璃垃圾处理问题，又能发挥其隔热保温性能缓解城市热岛效应。最后应说明的是：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。