本发明属于道路材料领域，具体涉及一种加入了相变材料的相变保温沥青混合料及其制备方法。
背景技术：
沥青混合料是由一定级配的矿料与一定粘度的定量沥青拌和而成的混合物，在适宜温度下压实，将得到的具有一定强度和孔隙率的道路材料。沥青路面具有平整无接缝，行车舒适安全，可全部采用机械化施工，可进行再生利用等优点，因此广泛应用于各类道路路面材料。
我国青藏高原地区以及北方大部分地区气温低且持续时间长，因此常面临沥青混合料运输过程中热量散失过大，温度过低的情况；路面施工碾压温度低，则路面难以压实，沥青路面空隙率较大，在行车荷载作用下，水分易渗入沥青路面结构层，破坏沥青与矿料之间的粘结，并且导致沥青容易与空气接触，从而加速沥青的老化，缩短沥青路面的使用寿命。
目前我国应对此问题的主要措施有严格控制沥青混合料运输车的运距，并在运输车车厢上覆盖棉被，运输车车厢四周增加保温层等，然而其效果十分有限。因此，需要找到更为主动有效的沥青混合料保温措施。
研究发现，相变保温材料满足沥青混合料路用条件，具有优良的耐高温性能、较高的相变焓值、合适的相变温度。加入了相变保温材料的沥青混合料的保温机理是：在合适的掺量下，相变保温材料在沥青混合料拌和过程中吸收热量至相变温度以上，在运输及摊铺过程中，沥青混合料温度持续降低至相变保温材料相变温度以下，相变材料释放相变潜热，从而沥青混合料降温速率降低，沥青混合料摊铺温度得到保障。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种加入了相变保温沥青混合料及其制备方法，该相变保温沥青混合料既有满足要求的摊铺温度，又具备良好的路用性能，在环境温度较低的施工条件下，保证沥青混合料摊铺碾压温度。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种相变保温沥青混合料，以质量份数计，包括沥青4～10份，集料100份，相变保温材料0.5～10份，矿粉1～6份。
优选的，包括沥青4～6份，集料100份，相变保温材料0.5～5份，矿粉2～3份。
优选的，所述保温相变材料为鳞石英、方石英、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚甲醛和乙烯-醋酸乙烯共聚物中的至少一种。
优选的，所述保温相变材料颗粒粒度范围为0.5mm至5mm。
优选的，所述沥青为石油沥青、煤沥青和岩沥青中的至少一种。
本发明还提供了一种该相变保温沥青混合料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、以质量份数计，取4～10份沥青，100份集料，0.5～10份保温相变材料，1～6份矿粉；
步骤2、将集料和沥青在170℃～180℃下拌合60s，然后将加入矿粉搅拌均匀，搅拌60s，得到沥青混合料；
步骤3、将0.5～5相变保温材料加入沥青混合料充分搅拌均匀，搅拌60s～90s，得到相变保温沥青混合料。
优选的，所述保温相变材料为鳞石英、方石英、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚甲醛和乙烯-醋酸乙烯共聚物中的中的至少一种。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
该相变保温沥青混合料在合适的配比下，其中鳞石英、方石英相变材料在相变温度区间吸收热量和释放潜热的过程中，温度不会发生变化，通过键角的微小转动完成相变过程。聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚甲醛和乙烯-醋酸乙烯共聚物相变保温材料在沥青混合料拌和过程中吸收热量，温度升高，分子的热运动能增大，导致聚合物结晶破坏，物质由晶相逐渐变为液相，当温度升高至相变温度区间内时，再继续供给热量，相变保温材料开始向熔融态转变，虽然继续供热，但温度并不升高，材料从结晶态向结晶态-熔融态共存状态转变，直至完全转变为熔融态，在运输及摊铺过程中，沥青混合料温度持续降低，当达到相变保温材料相变结晶温度区间时，相变材料开始由熔融态向结晶态发生转变，释放相变潜热，但相变材料温度并不降低。通过相变材料释放相变潜热，减缓了沥青混合料运输及摊铺过程中的温度降低速率，保证了沥青混合料摊铺温度，为沥青路面摊铺碾压质量提供了保障。
本发明还提供了该相变保温沥青混合料制备方法，该方法制备工艺简单，成本低廉，不需要特殊的设备，适合大规模化工业生产。
具体实施方式
下面对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
一种相变保温沥青混合料，以质量份数计，包括沥青4～10份，集料100份，相变保温材料0.5～10份，矿粉1～6份。
保温相变材料颗粒粒度范围为0.5mm至5mm。
保温相变材料为鳞石英、方石英、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚甲醛和乙烯-醋酸乙烯共聚物中的至少一种。
沥青为石油沥青、煤沥青和岩沥青中的至少一种。
保温沥青混合料集料级配如表1所示：
实施例1
一种相变保温沥青混合料的制备方法，包括以下步骤：
1)按质量份数计，将100份级配如表1中AC-20的集料加热至170℃，并将集料与4份160℃的石油沥青拌合60秒，拌合均匀，然后加入6份的矿粉填料拌合60秒，拌合均匀得到沥青混合料；
2)加入1份粒径为0.5mm左右的球形聚乙烯相变保温材料至沥青混合料，拌和90秒得到相变保温沥青混合料。
实施例2
一种相变保温沥青混合料的制备方法，包括以下步骤：
1)按质量份数计，将100份级配如表1中AC-20的集料加热至170℃，并将集料与7份160℃的煤沥青拌合60秒，拌合均匀，然后加入3份的矿粉填料拌合60秒，拌合均匀得到沥青混合料；
2)加入0.5份粒径为2.5mm左右的鳞石英相变保温材料至沥青混合料，拌和75秒得到相变保温沥青混合料。
实施例3
一种相变保温沥青混合料的制备方法，包括以下步骤：
1)按质量份数计，将100份级配如表1中AC-13的集料加热至180℃，并将集料与5份170℃的煤沥青拌合60秒，拌合均匀，然后加入6份的矿粉填料拌合60秒，拌合均匀得到沥青混合料；
2)加入3份粒径为3mm左右的聚氯乙烯相变保温材料至沥青混合料，拌和90秒得到相变保温沥青混合料。
实施例4
一种相变保温沥青混合料的制备方法，包括以下步骤：
1)按质量份数计，将100份级配如表1中AC-13的集料加热至170℃，并将集料与10份160℃的岩沥青拌合60秒，拌合均匀，然后加入1份的矿粉填料拌合60秒，拌合均匀得到沥青混合料；
2)加入0.5份粒径为5mm的球形聚丙烯相变保温材料至沥青混合料，拌和60秒得到相变保温沥青混合料。
实施例5
一种相变保温沥青混合料的制备方法，包括以下步骤：
1)按质量份数计，将100份级配如表1中AC-13的集料加热至180℃，并将集料与5份170℃的石油沥青拌合60秒，拌合均匀，然后加入6份的矿粉填料拌合60秒，拌合均匀得到沥青混合料；
2)加入3份粒径为0.5mm的球形聚乙烯相变保温材料至沥青混合料，拌和90秒得到相变保温沥青混合料。
实施例6
一种相变保温沥青混合料的制备方法，包括以下步骤：
1)按质量份数计，将100份级配如表1中SMA-20的集料加热至180℃，并将集料与4份170℃的岩沥青拌合60秒，拌合均匀，然后加入1份的矿粉填料拌合60秒，拌合均匀得到沥青混合料；
2)加入10份粒径为5mm的相变保温材料至沥青混合料，拌和90秒得到相变保温沥青混合料。
相变保温材料为按质量份数计，聚丙烯：聚氯乙烯：聚甲醛为1:1:1的混合料。
实施例7
一种相变保温沥青混合料的制备方法，包括以下步骤：
1)按质量份数计，将100份级配如表1中SMA-13的集料加热至180℃，并将集料与10份170℃的岩沥青拌合60秒，拌合均匀，然后加入4份的矿粉填料拌合60秒，拌合均匀得到沥青混合料；
2)加入10份粒径为2mm的相变保温材料至沥青混合料，拌和90秒得到相变保温沥青混合料。
相变保温材料为按质量份数计，聚丙烯：聚氯乙烯：聚甲醛：乙烯-醋酸乙烯共聚物为1:1:1:1的混合料。
实施例8
一种相变保温沥青混合料的制备方法，包括以下步骤：
1)按质量份数计，将100份级配如表1中OGFC-13的集料加热至160℃，并将集料与6份180℃的石油沥青拌合60秒，拌合均匀，然后加入2份的矿粉填料拌合60秒，拌合均匀得到沥青混合料；
2)加入5份粒径为1mm的相变保温材料至沥青混合料，拌和60秒得到相变保温沥青混合料。
相变保温材料为按质量份数计，鳞石英：方石英为1:1的混合料。
本实施案例制备的相变保温沥青混合料调温作用明显。在降温过程中，得以减小沥青混合料降温速率，大大延长了温度保持时间，提高了沥青混合料摊铺温度，对沥青混合料压实度提供了保障。
本发明分别对实施例1至实施例8制备的保温相变沥青混合料，以及普通沥青混合料，通过温度传感器对其保温性能进行检测并比较，结果见下表。
从上表可以看出，本发明的保温相变沥青混合料具有优良保温性能，该保温相变沥青混合料调温作用明显。在降温过程中，可大大延迟最低摊铺及碾压温度出现时间，提高沥青混合料摊铺温度，确保路面压实度。
下面对本发明提供的相变保温沥青混合料的检验方法进行详细阐述
1)将预热的车辙板试模从烘箱中去除，装上试模框架，在试模中铺一张裁好的普通纸，将拌和好的沥青混合料均匀地装入试模中，整平后在表面铺一张裁好尺寸的普通纸，进行轮碾，制得车辙板。
2)进行沥青混合料车辙试验，得到沥青混合料抗车辙能力相关数据。
本发明分别对实施例1至实施例8中的保温相变沥青混合料，以及普通沥青混合料的抗车辙性能进行比较，结果见下表。
从上表可以看出，本发明的保温相变沥青混合料具有良好的抗车辙能力，对沥青混凝土路面的热稳定性有显著的提高。
综上所述，该相变保温沥青混合料调温作用明显，相对于普通沥青混合料而言，沥青路面摊铺以及压实温度显著提高，且路用性能优良。本发明还提供了相变保温沥青混合料制备方法，该方法制备工艺简单，成本低廉，不需要特殊的设备，适合大规模化工业生产。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。
该相变保温沥青混合料在合适的掺量下，相变保温材料在沥青混合料拌和过程中吸收热量，温度升高，分子的热运动能增大，导致聚合物结晶破坏，物质由晶相逐渐变为液相，当温度升高至相变温度区间内时，再继续供给热量，相变保温材料开始向熔融态转变，虽然继续供热，但温度并不升高，材料从结晶态向结晶态-熔融态共存状态转变，直至完全转变为熔融态。在运输及摊铺过程中，沥青混合料温度持续降低，当达到相变保温材料相变结晶温度区间时，相变材料开始由熔融态向结晶态发生转变，释放相变潜热，但相变材料温度并不降低，从而减缓了沥青混合料运输及摊铺过程中的温度降低速率，保证了沥青混合料摊铺温度，为沥青路面摊铺碾压质量提供了保障。