本发明专利涉及一种磷石膏基骨料温拌沥青混合料，以磷石膏基骨料、温拌沥青、外掺剂和储热剂，根据沥青路面要求，将按不同比例搅拌混合，制备而成，检测相关指标符合要求。
背景技术：
沥青路面作为道路结构主要形式，占世界高速公路总里程的85%以上，但沥青路面所用沥青混合料一般由5%~10%沥青、85%以上骨料等在160℃以上温度混拌而成，由于国家对矿石资源的严格控制和人民对环保要求越来越高，天然骨料获得日趋紧张，价格也日趋高涨。另一方面，这种热拌沥青混合料制备方式会带来较多污染问题，据统计，每制备1吨热热拌沥青混合料向大气中排放约20kg的co2和多环芳烃等有害物质，我国每年热拌沥青混合料向大气排放近500万吨，同时，拌合温度每升高10℃，制备热拌沥青混合料产生co2量就提高5%。
磷石膏是用磷矿制取磷酸过程中的产生的固体废弃物，制取1吨磷酸约实际产生7吨左右磷石膏渣，目前主要采取堆存的方式处理，世界每年新排放磷石膏近3亿吨，历年磷石膏堆积量达到60亿吨以上。虽然磷石膏的用途比较广泛，如可作化工生产原料制造硫酸、联产水泥，可用作产水泥缓凝剂和石膏制品等，但由于相比巨大的堆积量，实际利用率和市场消耗量严重偏低，尤其缺乏消耗量大、市场前景广的利用技术。利用硅铝基材料对原状磷石膏进行改性，可以制备出具有符合沥青混合料用级配的骨料，但是在超过80℃条件下持续1h左右，这种骨料内物质会发生少量分解；超过160℃持续1h左右，这种骨料内物质会发生大量分解。
采用基质沥青95.3%、钛铁木质素磺酸盐络合物1.57%、聚丙烯酸钠1.18%、硅藻土0.53%、硅烷类偶联剂1.42%在110~130℃混合制备温拌沥青，这种温拌沥青和磷石膏基骨料、外掺剂、储热剂作用，外掺剂通过失去部分结晶水方式降低温拌沥青温度，同时进一步提高了磷石膏的抗剥落能力，储热剂会吸收并储存温拌沥青热量，能够在混合料运输过程中持续放热，避免了混合料局部温度过高对骨料的影响，二者作用将磷石膏基骨料温拌沥青混合料始终保持在80℃以下，保证了骨料的稳定。
本技术根据沥青混合料道路质量要求，采用这种磷石膏基骨料温拌沥青混合料铺设高等级道路，避免磷石膏基骨料处于高温或泡水状态等品质会下降和热拌沥青混合料污染问题，可以同时解决磷石膏堆放和沥青混合料用骨料缺乏等问题。每年市政道路和高速公路对骨料需求量巨大，因此该技术环保优势明显，前景宽阔。
技术实现要素：
本发明的目的根据磷石膏基骨料和沥青混合料特性，采用由原状磷石膏、硅铝活性粉料固化剂等制备而成的磷石膏基骨料、温拌沥青、外掺剂和储热剂等，根据沥青路面要求混合制备出了一种磷石膏基骨料温拌沥青混合料，原料主要为工业废弃物磷石膏、成本低廉，沥青混合料制备温度低、二氧化碳等排放低，不仅可大量消耗磷石膏，也能缓解当前沥青用骨料来源紧张的问题。
本发明通过如下方式实现上述目的：
一种磷石膏基骨料温拌沥青混合料，该材料包括如下重量百分数的原料：磷石膏基骨料83%~91%、温拌沥青4.0~7.0%、外掺剂2.2%~4.7%和2.8%~5.3%储热剂组成。
所述的磷石膏基骨料为70-85%磷石膏、10-16%硅铝基胶凝材料、4-8%固化剂混合后（优选的磷石膏基骨料为80%磷石膏、14%硅铝基活性粉料、6%固化剂），按照水固比=0.15-0.3添加水分，混合搅拌均匀后在湿度为40-60%的条件下保湿养护，养护完成后再在2000-3000次/分振动频率装置上振动3-5s后卸出，即为磷石膏基骨料。
改性硅铝活性粉料由35-45%偏高岭土、22-35%硅灰和28-40%硅铝粉研磨混合而成。作为优选方案，所述的改性硅铝活性粉料由40%上海昊弗化工有限公司产偏高岭土、27%山东六福硅材料有限公司产硅灰和33%贵州海天铁合金磨料有限责任公司产硅铝粉等研磨混合而成。
所述固化剂的具体组分是泡花碱粉末、生石灰粉、硝酸钙、氯钙石粉的一种和几种混合而成。
所述的磷石膏基骨料的颗粒分布为9.5mm~13.2mm占2.3%~8.6%，4.75mm~9.5mm占18.3%~42.3%，2.36mm~4.75mm占15.1%~16.8%，1.18mm~2.36mm占10.2%~14.0%，0.6mm~1.18mm占8.1%~20.5%，0.3mm及以下颗粒占9.1%~13.6%；其压碎值指标为13.3%~15.8%，洛杉矶磨耗损失20~25%，针片状颗粒含量1~3%。
所述的温拌沥青由基质沥青90-97%、钛铁木质素磺酸盐络合物1-3%、聚丙烯酸钠0.5-1.5%、硅藻土0.2-1.0%、硅烷类偶联剂1-2%在110~130℃混合而成。所述的硅烷类偶联剂包括异丁基三乙氧基硅、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)、乙烯基三甲氧基硅烷中的任意一种。
所述的温拌沥青由基质沥青95.3%、钛铁木质素磺酸盐络合物1.57%、聚丙烯酸钠1.18%、硅藻土0.53%、硅烷类偶联剂1.42%在120℃混合而成。
所述的外掺剂由明矾石、刨花碱、碳酸钠石中的一种或多种组成，比表面积大于350m2/kg。
所述的储热剂由二羟甲基-丙醇、新戊二醇、聚对苯二甲酸乙二酯、聚ω-羟基庚酸酯,聚酯类接枝共聚物中的一种或多种组成。
磷石膏基骨料温拌沥青混合料的制备方法是将称量好的基质沥青、钛铁木质素磺酸盐络合物、聚丙烯酸钠、硅藻土和硅烷类偶联剂等一起加入沥青拌合仓，在110~130℃混合25s~35s，然后加入称量好的磷石膏基骨料、外掺剂、储热剂等混合拌合30s~45s，即可制备出磷石膏基骨料温拌沥青混合料。
磷石膏基骨料完全能够达到沥青混合料骨料指标，利用沥青混合骨料，还可以大大增强其耐水性和抗碳化性能，但沥青需要较高温度方能融化胶结骨料，制备常规沥青混合料温度一般在160℃以上，即使采用温拌沥青、也可能存在局部过热现象。而限于磷石膏基骨料主要成分约束，其超过80℃条件下并持续1h左右发生少量分解并影响性能，超过160℃持续1h左右，这种骨料内物质会发生大量分解。本专利通过添加外掺剂和储热剂改善这种状况，外掺剂通过失去部分结晶水方式降低温拌沥青温度，同时进一步提高了磷石膏的抗剥落能力，储热剂会吸收并储存温拌沥青热量，能够在混合料运输过程中持续放热，避免了混合料局部温度过高对骨料的影响，二者作用将磷石膏基骨料温拌沥青混合料始终保持在80℃以下，保证了骨料的稳定。
本发明的优点：（1）磷石膏基骨料温拌沥青混合料具有性能良好、适用范围广、操作方便、制备工艺简单；（2）原料主要为废弃物、成本小耗能低、对环境无二次污染，（3）处于沥青密封结构了，磷石膏基骨料长期性能更好；（4）磷石膏消耗量大。
具体实施方式
实施例1：
将质量分数为4kg温拌沥青（基质沥青3.81kg、钛铁木质素磺酸盐络合物0.063kg、聚丙烯酸钠0.047kg、硅藻土0.023kg、异丁基三乙氧基硅0.057kg在120℃混合25s而成），然后加入91kg磷石膏基骨料（由72.8kg磷石膏、12.74kg改性硅铝活性粉料和5.46kg硝酸钙，其中改性硅铝活性粉料由40%上海昊弗化工有限公司产偏高岭土、27%山东六福硅材料有限公司产硅灰和33%贵州海天铁合金磨料有限责任公司产硅铝粉等研磨混合而成）、2.2kg碳酸钠、2.8kg聚对苯二甲酸乙二酯等混合拌合30s，即可制备出磷石膏基骨料温拌沥青混合料，根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（jtge20-2019）规范测定车辙试验动稳定度3100次/mm，浸水马歇尔试验残留稳定度88%，冻融劈裂强度比84%，低温弯曲试验破坏应变3050μm，符合《温拌沥青混凝土》(gbt30596-2014)性能要求。
实施例2：
按照4kg温拌沥青（基质沥青3.81kg、钛铁木质素磺酸盐络合物0.063kg、聚丙烯酸钠0.047kg、硅藻土0.023kg、异丁基三乙氧基硅0.057kg在120℃混合25s而成），然后加入96kg磷石膏基骨料（由76.8kg磷石膏、13.44kg改性硅铝活性粉料和5.76生石灰粉，其中改性硅铝活性粉料由40%上海昊弗化工有限公司产偏高岭土、27%山东六福硅材料有限公司产硅灰和33%贵州海天铁合金磨料有限责任公司产硅铝粉等研磨混合而成）制备出制备出磷石膏基骨料温拌沥青混合料，根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（jtge20-2019）规范测定车辙试验动稳定度2800次/mm，浸水马歇尔试验残留稳定度73%，冻融劈裂强度比72%，低温弯曲试验破坏应变2400μm，所有指标均不能满足《温拌沥青混凝土》(gbt30596-2014)性能要求。
实施例3：
按照5kg温拌沥青（基质沥青4.76kg、钛铁木质素磺酸盐络合物0.08kg、聚丙烯酸钠0.059kg、硅藻土0.044kg、异丁基三乙氧基硅0.057kg在120℃混合25s而成），然后加入88kg磷石膏基骨料（由70.4kg磷石膏、12.3kg改性硅铝活性粉料和5.28硝酸钙，其中改性硅铝活性粉料由40%上海昊弗化工有限公司产偏高岭土、27%山东六福硅材料有限公司产硅灰和33%贵州海天铁合金磨料有限责任公司产硅铝粉等研磨混合而成），3.9kg刨花碱、3.1kg二羟甲基-丙醇混合拌合40s，即可制备出磷石膏基骨料温拌沥青混合料，根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（jtge20-2019）规范测定车辙试验动稳定度3150次/mm，浸水马歇尔试验残留稳定度89%，冻融劈裂强度比86%，低温弯曲试验破坏应变3120μm，符合《温拌沥青混凝土》(gbt30596-2014)性能要求。
实施例4：
按照5kg温拌沥青（基质沥青4.76kg、钛铁木质素磺酸盐络合物0.08kg、聚丙烯酸钠0.059kg、硅藻土0.044kg、异丁基三乙氧基硅0.057kg在120℃混合25s而成），然后加入88kg磷石膏基骨料（由70.4kg磷石膏、12.3kg改性硅铝活性粉料和5.28硝酸钙，其中改性硅铝活性粉料由40%上海昊弗化工有限公司产偏高岭土、27%山东六福硅材料有限公司产硅灰和33%贵州海天铁合金磨料有限责任公司产硅铝粉等研磨混合而成），7.0kg聚ω-羟基庚酸酯等混合拌合40s，制备出磷石膏基骨料温拌沥青混合料，根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（jtge20-2019）规范测定车辙试验动稳定度2900次/mm，浸水马歇尔试验残留稳定度86%，冻融劈裂强度比71%，低温弯曲试验破坏应变2400μm，除浸水马歇尔试验残留稳定度外其他指标均不符合《温拌沥青混凝土》(gbt30596-2014)性能要求。
实施例5：
按照7kg温拌沥青（基质沥青6.67kg、钛铁木质素磺酸盐络合物0.1kg、聚丙烯酸钠0.08kg、硅藻土0.04kg、异丁基三乙氧基硅0.11kg在130℃混合25s而成），然后加入83kg磷石膏基骨料（由66.4kg磷石膏、11.6改性硅铝活性粉料和5.0氯钙石粉，其中改性硅铝活性粉料由40%上海昊弗化工有限公司产偏高岭土、27%山东六福硅材料有限公司产硅灰和33%贵州海天铁合金磨料有限责任公司产硅铝粉等研磨混合而成）、4.7kg明矾石、5.3%聚ω-羟基庚酸酯混合拌合45s,即可制备出磷石膏基骨料温拌沥青混合料，根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（jtge20-2019）规范测定车辙试验动稳定度3210次/mm，浸水马歇尔试验残留稳定度93%，冻融劈裂强度比89%，低温弯曲试验破坏应变3210μm，符合《温拌沥青混凝土》(gbt30596-2014)性能要求。
实施例6：
按照7kg温拌沥青（基质沥青6.67kg、钛铁木质素磺酸盐络合物0.1kg、聚丙烯酸钠0.08kg、硅藻土0.04kg、异丁基三乙氧基硅0.11kg在130℃混合35s而成），然后加入83kg磷石膏基骨料（由66.4kg磷石膏、11.6改性硅铝活性粉料和5.0氯钙石粉，其中改性硅铝活性粉料由40%上海昊弗化工有限公司产偏高岭土、27%山东六福硅材料有限公司产硅灰和33%贵州海天铁合金磨料有限责任公司产硅铝粉等研磨混合而成）、8.0kg碳酸钠混合拌合45s，制备出磷石膏基骨料沥青混合料，根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（jtge20-2019）规范测定车辙试验动稳定度3110次/mm，浸水马歇尔试验残留稳定度79%，冻融劈裂强度比74%，低温弯曲试验破坏应变2440μm，除车辙试验动稳定度外其他指标均不能满足《温拌沥青混凝土》(gbt30596-2014)性能要求。