本发明涉及一种级配碎石混合料，属于路面材料技术领域。
背景技术：
在沥青面层与半刚性基层之间设置级配碎石之类松散型的柔性材料，是一种有效的延缓沥青路面反射开裂的方法。采用优质级配碎石作为半刚性路面结构过渡层，能起消减应力的作用，有效的防止半刚性路面反射裂缝病害的出现，从而延缓或消除沥青路面的其它病害。级配碎石的主要优点有：①吸收和消减了半刚性基层尖端应力，减少和延缓了反射裂缝的发生；②级配碎石基层能起到路面排水基层的作用，对进一步改善高等级公路路面使用品质，延长使用寿命极为重要；③级配碎石易获得高的密实度，同时较高刚度的下卧层有利于其上碎石基层力学性能的充分发挥。总之，推广级配碎石柔性路面技术可以矫正原有路面材料的缺陷，改变目前半刚性基层沥青路面结构形式，改造原有路面的结构，丰富我国的道路结构方式，提高道路承载力和延长使用寿命，节约成本，符合经济发展的战略方针和规划要求。
但是级配碎石结构层存在强度低、永久变形大、通车后容易导致路面层网裂和过大的车辙等问题，而且级配碎石碾压过程易松散不易成整体，从而限制了级配碎石在我国公路中的应用。
因此，亟待寻找一种强度大，不易变形，易成整体，且通车后不易导致面层网裂的级配碎石混合料。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题：针对传统的级配碎石混合料结构层强度低，易变性，松散不易成整体，且易导致路面层网裂的问题，提供了一种级配碎石混合料。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种级配碎石混合料，其特征在于：按重量份数计，包括：70～80份骨料原料、5～7份聚丙烯腈纤维和10～20份膨胀石墨；
所述的骨料原料的制备步骤为：
（1）称取二氧化钛放入马弗炉，高温煅烧后倒入研钵中研磨成粉末，得到活化的纳米二氧化钛粉末；
（2）按重量份数计，分别选取70～80份3～25mm级配碎石颗粒、3～5份活化的纳米二氧化钛粉末、3～5份铁尾矿渣，5～10份石英砂、1～2份硝酸钠和1～3份硝酸钡，放入高速搅拌机中，混合均匀后得混合料；
（3）将混合料均分成3份，分别放入研磨机中研磨，分别研磨成粒径0.3～0.8mm、粒径为2～5mm和粒径为10～20mm的三种粒径颗粒，混合后得骨料原料。
所述的聚丙烯腈纤维还可以进行改性，改性步骤为：
（1）称取环氧树脂加入到反应釜中，升温搅拌后依次加入无水乙醇和乙二醇单丁醚，保温搅拌后向反应釜中滴加质量分数5%二乙醇胺溶液，滴加后继续保温反应2～4h，得改性液；
（2）取聚丙烯腈纤维并切成短纤维，按重量份数计，分别选取20～30份短纤维、100～120份改性液、1～3份硅烷偶联剂和2～4份松香树脂，搅拌混合后放入烘箱中干燥至恒重，即可得到改性聚丙烯腈纤维。
所述的煅烧温度为500～600℃，煅烧时间为3～6h。
所述的无水乙醇质量为环氧树脂质量20～30%，乙二醇单丁醚质量为环氧树脂质量10～15%，二乙醇胺溶液质量为环氧树脂质量2～4%。
所述的硅烷偶联剂为n-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明以级配碎石颗粒、活化的纳米二氧化钛粉末、尾矿渣，石英砂、硝酸钠和硝酸钡为混合料，研磨后得骨料原料，其中粗料形成骨架，细料填充于粗料骨架空隙中，有利于提高整体结构的密实度与稳定性，对改善级配碎石材料的强度、抵抗剪切变形有比较明显的作用；（2）本发明加入聚丙烯腈纤维，并用环氧树脂等物质对聚丙烯腈纤维表面进行改性，改性后的聚丙烯腈纤维的力学性能得到大大的提高，添加在级配碎石混合料中后，可以提高级配碎石结构层的强度和抗压回弹模量，高压下不易变形，而且聚丙烯腈纤维和膨胀石墨复合后，可进一步提高级配碎石混合料的抗压强度和体积稳定性。
具体实施方式
称取二氧化钛放入马弗炉，升温至500～600℃，高温煅烧3～6h，取出冷却，倒入研钵中研磨成粉末，得到活化的纳米二氧化钛粉末；按重量份数计，分别选取70～80份3～25mm级配碎石颗粒、10～20份膨胀石墨、3～5份活化的纳米二氧化钛粉末、3～5份铁尾矿渣，5～10份石英砂、1～2份硝酸钠和1～3份硝酸钡，放入高速搅拌机中，混合均匀后得混合料；将混合料均分成3份，分别放入研磨机中研磨，分别研磨成粒径0.3～0.8mm、粒径为2～5mm和粒径为10～20mm的三种粒径颗粒，混合后得骨料原料；称取环氧树脂加入到反应釜中，升温至82～85℃，保温搅拌15～20min后依次加入环氧树脂质量20～30%无水乙醇和环氧树脂质量10～15%乙二醇单丁醚，保温搅拌1～3h后向反应釜缓慢滴加环氧树脂质量2～4%质量分数5%二乙醇胺溶液，滴加后继续保温反应2～4h，反应结束后冷却至室温，出料，得改性液；取聚丙烯腈纤维，将其切成5～7cm的短纤维，按重量份数计，分别选取20～30份短纤维、100～120份改性液、1～3份硅烷偶联剂和2～4份松香树脂，搅拌混合1～2h后放入烘箱中干燥至恒重，即可得到改性聚丙烯腈纤维；按重量份数计，分别选取70～80份骨料原料、5～7份改性聚丙烯腈纤维和10～20份膨胀石墨，搅拌混合20～30min后得级配碎石混合料。所述的硅烷偶联剂为n-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的任意一种。
实例1
称取二氧化钛放入马弗炉，升温至600℃，高温煅烧6h，取出冷却，倒入研钵中研磨成粉末，得到活化的纳米二氧化钛粉末；按重量份数计，分别选取80份3～25mm级配碎石颗粒、20份膨胀石墨、5份活化的纳米二氧化钛粉末、5份铁尾矿渣，10份石英砂、2份硝酸钠和3份硝酸钡，放入高速搅拌机中，混合均匀后得混合料；将混合料均分成3份，分别放入研磨机中研磨，分别研磨成粒径0.8mm、粒径为5mm和粒径为20mm的三种粒径颗粒，混合后得骨料原料；称取环氧树脂加入到反应釜中，升温至85℃，保温搅拌20min后依次加入环氧树脂质量30%无水乙醇和环氧树脂质量15%乙二醇单丁醚，保温搅拌3h后向反应釜缓慢滴加环氧树脂质量4%质量分数5%二乙醇胺溶液，滴加后继续保温反应4h，反应结束后冷却至室温，出料，得改性液；取聚丙烯腈纤维，将其切成7cm的短纤维，按重量份数计，分别选取30份短纤维、120份改性液、3份γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和4份松香树脂，搅拌混合2h后放入烘箱中干燥至恒重，即可得到改性聚丙烯腈纤维；按重量份数计，分别选取80份骨料原料、7份改性聚丙烯腈纤维和20份膨胀石墨，搅拌混合30min后得级配碎石混合料。
实例2
称取二氧化钛放入马弗炉，升温至600℃，高温煅烧6h，取出冷却，倒入研钵中研磨成粉末，得到活化的纳米二氧化钛粉末；按重量份数计，分别选取80份3～25mm级配碎石颗粒、20份膨胀石墨、5份活化的纳米二氧化钛粉末、5份铁尾矿渣，10份石英砂、2份硝酸钠和3份硝酸钡，放入高速搅拌机中，混合均匀后得混合料；将混合料均分成3份，分别放入研磨机中研磨，分别研磨成粒径0.8mm、粒径为5mm和粒径为20mm的三种粒径颗粒，混合后得骨料原料；称取环氧树脂加入到反应釜中，升温至85℃，保温搅拌20min后依次加入环氧树脂质量30%无水乙醇和环氧树脂质量15%乙二醇单丁醚，保温搅拌3h后向反应釜缓慢滴加环氧树脂质量4%质量分数5%二乙醇胺溶液，滴加后继续保温反应4h，反应结束后冷却至室温，出料，得改性液；按重量份数计，分别选取80份骨料原料、7份聚丙烯腈纤维和20份膨胀石墨，搅拌混合30min后得级配碎石混合料。
对照例：湖南某有限公司生产的级配碎石混合料。
将实例及对照例的级配碎石混合料用静力压实法制备试件，试件的规格为ф100mm×100mm，试件成型后用塑料袋密封保湿，并在20±2℃的条件下进行养护。对得到的试件进行检测，具体检测如下：
1.无侧限抗压强度试验：把试件放入抗折抗压试验机上，进行抗压试验。试验
过程中，应使压力等速增加，记录破坏时的最大压力p（n）。
计算公式为：
式中：rc为无侧限抗压强度（mpa），p为试件破坏时的最大压力（n），a为试件的截面积（mm2）。
2.间接抗拉强度试验：把试件放人马歇尔稳定度仪上，在试件的上下面分别放置一压条，在试验过程中应使试验的形变等速增加，并保持速率约为1mm/min。记录试件破坏时的作用力p（n）。
计算公式为：
式中：rf为间接抗拉强度（mpa），p为试件破坏时的作用力（n），h为浸水后试件的高度（mm）。
具体检测结果见表1。
表1
由表1可知，本发明制备的级配级配碎石混合料强度高，抗压回弹模量大，不易变形，可广泛应用于道路铺设上。