一种提高微波吸收效率的沥青混合料及其制备方法
技术领域
本发明属于道路工程材料技术领域，具体是涉及一种提高微波吸收效率的沥青混合料及其制备方法。
背景技术
道路养护项目逐年增加同时被公路行业列入重点项目，路面坑槽也是沥青路面养护中易发多发的常见病害。微波加热技术作为一种新型环保热能，用于道路路面坑槽快速修补工程当中，对提高路面行车舒适性与安全性、提高道路使用功能和使用寿命、节约道路养护运营成本具有重要的意义。微波加热用于沥青混合料再生养护当中，可大大提高废弃沥青混合料的利用率、增加了更为高效的加热手段与方法。
然而现阶段传统沥青混合料对微波的吸收发热效果较差，普通沥青混合料微波吸收效能差，造成道路养护效率低。此外，利用微波加热对普通传统沥青混合料路面加热进行养护作业，容易造成能源浪费及电磁辐射污染。从而限制了微波加热技术在道路养护中的推广应用，原因在于普通沥青混合料电磁特性对微波加热不合理。现阶段存在研究人员使用人工金属粉微波吸收剂改善沥青混合料电磁参数，但是由于人工金属粉吸波剂作为路用材料的成本较高，制约着沥青路面微波加热技术大范围的应用。
综上，现阶段微波对普通沥青混合料加热效率低。普通沥青混合料是一种复合电介质材料，材料介电常数较小，普通沥青混合料中矿质混合料对微波的耗散较少，微波加热沥青混合料效率较低，无法满足沥青路面快速修补养护的要求。另一方面，目前微波养护装置均采用磁控管微波加热腔直接对普通沥青混合料路面进行加热，无法保证在金属封闭空间加热，容易造成微波辐射泄露，对大功率微波养护装置的安全性及可靠性难以得到保证。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种提高微波吸收效率的沥青混合料，其提高了沥青混合料对微波的吸收效率，保证了沥青混合料优良的路用性能，具有微波加热效率高、经济成本低、施工性能及路用性能好的特点，可用于道路养护除冰、坑槽快速修补、沥青混合料再生等方面。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种提高微波吸收效率的沥青混合料，其特征在于，由以下重量百分比的原料组成：掺磁铁矿粉沥青填料8％～15％，沥青胶结料4％～6％，玄武岩粗集料40％～60％，玄武岩细集料20％～40％；其中，掺磁铁矿粉沥青填料由磁铁矿粉和普通石灰石矿粉混合而成，所述磁铁矿粉的重量占掺磁铁矿粉沥青填料总重量的31％～100％。
上述的一种提高微波吸收效率的沥青混合料，其特征在于，由以下重量百分比的原料组成：所述掺磁铁矿粉沥青填料12％，沥青胶结料5％，玄武岩粗集料50％，玄武岩细集料33％。
上述的一种提高微波吸收效率的沥青混合料，其特征在于，所述磁铁矿粉的重量占掺磁铁矿粉沥青填料总重量的75％。
上述的一种提高微波吸收效率的沥青混合料，其特征在于，所述玄武岩粗集料的粒径为2.36mm、4.75mm、9.5mm或13.2mm，所述玄武岩细集料的粒径为0.075mm、0.15mm、0.3mm、0.6mm或1.18mm。
上述的一种提高微波吸收效率的沥青混合料，其特征在于，所述磁铁矿粉的粒径小于48微米，所述磁铁矿粉中四氧化三铁的重量不低于磁铁矿粉总重量的87％。
进一步的，本发明还提供了一种提高微波吸收效率的沥青混合料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、在165℃～175℃的温度条件下将成品SBS改性沥青加热至融化状态，然后加入沥青温拌剂并采用弗鲁克FM300高速剪切机以1500r/min～2500r/min的剪切速度下剪切12min～18min，得到沥青胶结料；所述沥青温拌剂加入的重量为成品SBS改性沥青重量的2％～4％；
步骤二、按照重量百分比称取磁铁矿粉和普通石灰石矿粉，然后将称取好的磁铁矿粉和普通石灰石矿粉混合并搅拌3min～8min至均匀，得到掺磁铁矿粉沥青填料；
步骤三、将玄武岩进行破碎筛分处理，选用针片状重量含量小于15％、粒度为2.36mm～13.2mm的玄武岩作为玄武岩粗集料，选用含泥重量不大于3％、粒度为0.075mm～1.18mm的玄武岩作为玄武岩细集料；
步骤四、在150℃～160℃的拌合温度条件下，将步骤一中得到的所述沥青胶结料、步骤二中得到的所述掺磁铁矿粉沥青填料、步骤三中选用的所述玄武岩粗集料和所述玄武岩细集料按照原料重量百分比充分拌合至混合料中矿料颗粒充分裹覆沥青胶结料，得到提高微波吸收效率的沥青混合料。
上述的方法，其特征在于，步骤一中所述沥青温拌剂是南非Sasol-Wax公司推出的一种沥青温拌剂，是一种聚烯烃类化合物，名称为沥青Sasibot温拌剂。
上述的方法，其特征在于，步骤一中所述成品SBS改性沥青的加热温度为170℃，所述弗鲁克FM300高速剪切机的剪切速度为2000r/min、剪切时间为15min。
上述的方法，其特征在于，步骤一中所述所述沥青温拌剂加入的重量为成品SBS改性沥青重量的3％。
上述的方法，其特征在于，步骤四中所述混合料的拌合温度为155℃，所述混合料拌合采用SDJ-20LD型沥青混合料拌和机，所述SDJ-20LD型沥青混合料拌和机的拌合时间不少于90s。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明制备的掺磁铁矿粉沥青混合料微波吸收率较好，吸波发热性能是普通沥青混合料的3-5倍，提高了沥青混合料对微波的吸收率，加快了微波对坑槽修补沥青混合料的加热效率，提升了微波对沥青混合料的再生加热效果以及微波对冬季沥青路面除冰效果，有效解决了微波加热技术应用于道路养护领域中存在的问题。
2、本发明利用天然磁铁矿粉部分或完全替代了普通沥青混合料中原有普通石灰石矿粉形成掺磁铁矿粉沥青混合料，采用相比于其他路用集料介电常数更好的玄武岩作为沥青混合料粗细集料材料，改善了沥青混合料电磁参数和电热学性能并保证了沥青混合料良好的路用性能，提高了沥青混合料微波吸收率。
3、本发明掺磁铁矿粉沥青混合料自然冷却成型后，在2.45GHz微波频率的微波场中，掺磁铁矿粉沥青混合料快具有良好的电磁特性；棱长为12cm的掺磁铁矿粉混合料预制正方体块，微波反射率小于-3dB，微波加热效果表现较好。
4、本发明选用介电常数较好的天然集料和在沥青混合料中添加品味较高的天然磁铁矿粉，磁铁矿粉作为吸波剂改善沥青混合料的电磁参数，提高了沥青混合料对微波的吸收效率，同时保证了沥青混合料优良的路用性能。
下面通过附图和实施例，对本发明做进一步的详细描述。
附图说明
图1为不同磁铁矿粉掺量下沥青混合料温度变化关系图。
图2为弯拉应变随掺量变化趋势图。
图3为弯曲劲度模量随掺量变化趋势图
具体实施方式
实施例1
本实施例提高微波吸收效率的沥青混合料，由以下重量百分比的原料组成：掺磁铁矿粉沥青填料15％，沥青胶结料5％，玄武岩粗集料60％，玄武岩细集料20％；其中，掺磁铁矿粉沥青填料由磁铁矿粉和普通石灰石矿粉混合而成，所述磁铁矿粉的重量占掺磁铁矿粉沥青填料总重量的31％。
本实施例中，所述玄武岩粗集料和玄武岩细集料统称为玄武岩集料，所述玄武岩粗集料的粒径为2.36mm、4.75mm、9.5mm和13.2mm，所述粒径为2.36mm的玄武岩粗集料重量占玄武岩集料总重量的17％、粒径为4.75mm的玄武岩粗集料重量占玄武岩集料总重量的23％、粒径为9.5mm的玄武岩粗集料重量占玄武岩集料总重量的24％、粒径为13.2mm的玄武岩粗集料重量占玄武岩集料总重量的5％；
所述玄武岩细集料的粒径为0.075mm、0.15mm、0.3mm、0.6mm和1.18mm，所述粒径为0.075mm的玄武岩细集料重量占玄武岩集料总重量的1％，所述粒径为0.15mm的玄武岩细集料重量占玄武岩集料总重量的5％，所述粒径为0.3mm的玄武岩细集料重量占玄武岩集料总重量的3％，所述粒径为0.6mm的玄武岩细集料重量占玄武岩集料总重量的11％，所述粒径为1.18mm的玄武岩细集料重量占玄武岩集料总重量的11％。
本实施例中，所述磁铁矿粉的粒径小于48微米，所述磁铁矿粉中四氧化三铁的重量不低于磁铁矿粉总重量的87％。
本实施例提高微波吸收效率的沥青混合料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、在175℃的温度条件下将成品SBS改性沥青加热至融化状态，然后加入沥青温拌剂并采用弗鲁克FM300高速剪切机以1500r/min的剪切速度下剪切18min，得到沥青胶结料；所述沥青温拌剂加入的重量为成品SBS改性沥青重量的4％；所述沥青温拌剂是南非Sasol-Wax公司推出的一种沥青温拌剂，是一种聚烯烃类化合物，名称为沥青Sasibot温拌剂；
步骤二、按照重量百分比称取磁铁矿粉和普通石灰石矿粉，然后将称取好的磁铁矿粉和普通石灰石矿粉混合并搅拌3min至均匀，得到掺磁铁矿粉沥青填料；
步骤三、将玄武岩进行破碎筛分处理，选用针片状重量含量小于15％、粒径为2.36mm～13.2mm的玄武岩作为玄武岩粗集料，选用含泥重量不大于3％、粒径为0.075mm～1.18mm的玄武岩作为玄武岩细集料；
步骤四、将步骤一中得到的所述沥青胶结料在150℃的环境箱中保温备用，步骤二中得到的所述掺磁铁矿粉沥青填料放置在160℃的环境箱中保温备用，将步骤三中得到的所述玄武岩粗集料、玄武岩细集料分别在165℃的环境箱中保温备用；
步骤五、在150℃的拌合温度条件下，将步骤四中保温备用的所述沥青胶结料、所述玄武岩粗集料和所述玄武岩细集料按照原料重量百分比充分拌合至混合物料中矿料颗粒充分裹覆沥青胶结料，然后将步骤四中保温备用的所述掺磁铁矿粉沥青填料加入到混合物料中，充分拌合至掺磁铁矿粉沥青填料均匀分布在混合物料中，最后在室温下自然冷却成型，得到提高微波吸收效率的沥青混合料。其中，所述提高微波吸收效率的沥青混合料的拌合采用SDJ-20LD型沥青混合料拌和机，所述SDJ-20LD型沥青混合料拌和机两次拌合的时间均不少于90s。
室温下自然冷却成型是在不压实条件下进行的，室温为25℃，为方便后续试验验证，可以自然成型为棱长为12cm的正方体沥青混合料试样。
将本实施例制备的沥青混合料试样在频率为2450NHz、功率为3kW微波炉中加热，每加热2分钟后温度上升了63℃；而不掺入磁铁矿粉的普通沥青混合料正方体试样在相同加热条件下温度只上升了20℃。可见，掺磁铁矿粉的沥青混合料相比于普通沥青混合料微波吸收率较大幅度提高。将掺磁铁矿粉沥青混合料在60℃进行标准车辙试验，动稳定度达到6000次/mm以上，抵抗高温车辙性能良好。
实施例2
本实施例提高微波吸收效率的沥青混合料，由以下重量百分比的原料组成：掺磁铁矿粉沥青填料8％，沥青胶结料4％，玄武岩粗集料48％，玄武岩细集料40％；其中，掺磁铁矿粉沥青填料由磁铁矿粉和普通石灰石矿粉混合而成，所述磁铁矿粉的重量占掺磁铁矿粉沥青填料总重量的54％。
本实施例中，所述玄武岩粗集料和玄武岩细集料统称为玄武岩集料，所述玄武岩粗集料的粒径为2.36mm、4.75mm、9.5mm和13.2mm，所述粒径为2.36mm的玄武岩粗集料重量占玄武岩集料总重量的14％、粒径为4.75mm的玄武岩粗集料重量占玄武岩集料总重量的27％、粒径为9.5mm的玄武岩粗集料重量占玄武岩集料总重量的24％、粒径为13.2mm的玄武岩粗集料重量占玄武岩集料总重量的0％；
所述玄武岩细集料的粒径为0.075mm、0.15mm、0.3mm、0.6mm和1.18mm，所述粒径为0.075mm的玄武岩细集料重量占玄武岩集料总重量的7％，所述粒径为0.15mm的玄武岩细集料重量占玄武岩集料总重量的2％，所述粒径为0.3mm的玄武岩细集料重量占玄武岩集料总重量的9％，所述粒径为0.6mm的玄武岩细集料重量占玄武岩集料总重量的8％，所述粒径为1.18mm的玄武岩细集料重量占玄武岩集料总重量的9％。
本实施例中，所述磁铁矿粉的粒径小于48微米，所述磁铁矿粉中四氧化三铁的重量不低于磁铁矿粉总重量的87％。
本实施例提高微波吸收效率的沥青混合料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、在170℃的温度条件下将成品SBS改性沥青加热至融化状态，然后加入沥青温拌剂并采用弗鲁克FM300高速剪切机以2000r/min的剪切速度下剪切15min，得到沥青胶结料；所述沥青温拌剂加入的重量为成品SBS改性沥青重量的3％；所述沥青温拌剂是南非Sasol-Wax公司推出的一种沥青温拌剂，是一种聚烯烃类化合物，名称为沥青Sasibot温拌剂；
步骤二、按照重量百分比称取磁铁矿粉和普通石灰石矿粉，然后将称取好的磁铁矿粉和普通石灰石矿粉混合并搅拌7min至均匀，得到掺磁铁矿粉沥青填料；
步骤三、将玄武岩进行破碎筛分处理，选用针片状重量含量小于15％、粒径为2.36mm～13.2mm的玄武岩作为玄武岩粗集料，选用含泥重量不大于3％、粒径为0.075mm～1.18mm的玄武岩作为玄武岩细集料；
步骤四、将步骤一中得到的所述沥青胶结料在155℃的环境箱中保温备用，步骤二中得到的所述掺磁铁矿粉沥青填料放置在170℃的环境箱中保温备用，将步骤三中得到的所述玄武岩粗集料、玄武岩细集料分别在160℃的环境箱中保温备用；
步骤五、在155℃的拌合温度条件下，将步骤四中保温备用的所述沥青胶结料、所述玄武岩粗集料和所述玄武岩细集料按照原料重量百分比充分拌合至混合物料中矿料颗粒充分裹覆沥青胶结料，然后将步骤四中保温备用的所述掺磁铁矿粉沥青填料加入到混合物料中，充分拌合至掺磁铁矿粉沥青填料均匀分布在混合物料中，最后在室温下自然冷却成型，得到提高微波吸收效率的沥青混合料。其中，所述提高微波吸收效率的沥青混合料的拌合采用SDJ-20LD型沥青混合料拌和机，所述SDJ-20LD型沥青混合料拌和机两次拌合的时间均不少于90s。
室温下自然冷却成型是在不压实条件下进行的，室温为25℃，为方便后续试验验证，可以自然成型为棱长为12cm的正方体沥青混合料试样。
将本实施例制备的沥青混合料试样在频率为2450NHz、功率为3kW微波炉中加热，每加热2分钟后温度上升了71℃；而不掺入磁铁矿粉的普通沥青混合料正方体试样在相同加热条件下温度只上升了20℃。可见，掺磁铁矿粉的沥青混合料相比于普通沥青混合料微波吸收率较大幅度提高。将掺磁铁矿粉沥青混合料在60℃进行标准车辙试验，动稳定度达到6000次/mm以上，抵抗高温车辙性能良好。
实施例3
本实施例提高微波吸收效率的沥青混合料，由以下重量百分比的原料组成：掺磁铁矿粉沥青填料12％，沥青胶结料5％，玄武岩粗集料50％，玄武岩细集料33％；其中，掺磁铁矿粉沥青填料由磁铁矿粉和普通石灰石矿粉混合而成，所述磁铁矿粉的重量占掺磁铁矿粉沥青填料总重量的75％。
本实施例中，所述玄武岩粗集料和玄武岩细集料统称为玄武岩集料，所述玄武岩粗集料的粒径为2.36mm、4.75mm、9.5mm和13.2mm，所述粒径为2.36mm的玄武岩粗集料重量占玄武岩集料总重量的15％、粒径为4.75mm的玄武岩粗集料重量占玄武岩集料总重量的25％、粒径为9.5mm的玄武岩粗集料重量占玄武岩集料总重量的16％、粒径为13.2mm的玄武岩粗集料重量占玄武岩集料总重量的4％；
所述玄武岩细集料的粒径为0.075mm、0.15mm、0.3mm、0.6mm和1.18mm，所述粒径为0.075mm的玄武岩细集料重量占玄武岩集料总重量的7％，所述粒径为0.15mm的玄武岩细集料重量占玄武岩集料总重量的4％，所述粒径为0.3mm的玄武岩细集料重量占玄武岩集料总重量的6％，所述粒径为0.6mm的玄武岩细集料重量占玄武岩集料总重量的11％，所述粒径为1.18mm的玄武岩细集料重量占玄武岩集料总重量的12％。
本实施例中，所述磁铁矿粉的粒径小于48微米，所述磁铁矿粉中四氧化三铁的重量不低于磁铁矿粉总重量的87％。
本实施例提高微波吸收效率的沥青混合料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、在168℃的温度条件下将成品SBS改性沥青加热至融化状态，然后加入沥青温拌剂并采用弗鲁克FM300高速剪切机以1800r/min的剪切速度下剪切13min，得到沥青胶结料；所述沥青温拌剂加入的重量为成品SBS改性沥青重量的2％；所述沥青温拌剂是南非Sasol-Wax公司推出的一种沥青温拌剂，是一种聚烯烃类化合物，名称为沥青Sasibot温拌剂；
步骤二、按照重量百分比称取磁铁矿粉和普通石灰石矿粉，然后将称取好的磁铁矿粉和普通石灰石矿粉混合并搅拌5min至均匀，得到掺磁铁矿粉沥青填料；
步骤三、将玄武岩进行破碎筛分处理，选用针片状重量含量小于15％、粒径为2.36mm～13.2mm的玄武岩作为玄武岩粗集料，选用含泥重量不大于3％、粒径为0.075mm～1.18mm的玄武岩作为玄武岩细集料；
步骤四、将步骤一中得到的所述沥青胶结料在160℃的环境箱中保温备用，步骤二中得到的所述掺磁铁矿粉沥青填料放置在165℃的环境箱中保温备用，将步骤三中得到的所述玄武岩粗集料、玄武岩细集料分别在160℃的环境箱中保温备用；
步骤五、在160℃的拌合温度条件下，将步骤四中保温备用的所述沥青胶结料、所述玄武岩粗集料和所述玄武岩细集料按照原料重量百分比充分拌合至混合物料中矿料颗粒充分裹覆沥青胶结料，然后将步骤四中保温备用的所述掺磁铁矿粉沥青填料加入到混合物料中，充分拌合至掺磁铁矿粉沥青填料均匀分布在混合物料中，最后在室温下自然冷却成型，得到提高微波吸收效率的沥青混合料。其中，所述提高微波吸收效率的沥青混合料的拌合采用SDJ-20LD型沥青混合料拌和机，所述SDJ-20LD型沥青混合料拌和机两次拌合的时间均不少于90s。
室温下自然冷却成型是在不压实条件下进行的，室温为25℃，为方便后续试验验证，可以自然成型为棱长为12cm的正方体沥青混合料试样。
将本实施例制备的沥青混合料试样在频率为2450NHz、功率为3kW微波炉中加热，每加热2分钟后温度上升了77℃；而不掺入磁铁矿粉的普通沥青混合料正方体试样在相同加热条件下温度只上升了20℃。可见，掺磁铁矿粉的沥青混合料相比于普通沥青混合料微波吸收率较大幅度提高。将掺磁铁矿粉沥青混合料在60℃进行标准车辙试验，动稳定度达到6000次/mm以上，抵抗高温车辙性能良好。
实施例4
本实施例提高微波吸收效率的沥青混合料，由以下重量百分比的原料组成：掺磁铁矿粉沥青填料14％，沥青胶结料6％，玄武岩粗集料40％，玄武岩细集料40％；其中，掺磁铁矿粉沥青填料由磁铁矿粉和普通石灰石矿粉混合而成，所述磁铁矿粉的重量占掺磁铁矿粉沥青填料总重量的88％。
本实施例中，所述玄武岩粗集料和玄武岩细集料统称为玄武岩集料，所述玄武岩粗集料的粒径为2.36mm、4.75mm、9.5mm和13.2mm，所述粒径为2.36mm的玄武岩粗集料重量占玄武岩集料总重量的20％、粒径为4.75mm的玄武岩粗集料重量占玄武岩集料总重量的20％、粒径为9.5mm的玄武岩粗集料重量占玄武岩集料总重量的20％、粒径为13.2mm的玄武岩粗集料重量占玄武岩集料总重量的10％；
所述玄武岩细集料的粒径为0.075mm、0.15mm、0.3mm、0.6mm和1.18mm，所述粒径为0.075mm的玄武岩细集料重量占玄武岩集料总重量的2％，所述粒径为0.15mm的玄武岩细集料重量占玄武岩集料总重量的3％，所述粒径为0.3mm的玄武岩细集料重量占玄武岩集料总重量的9％，所述粒径为0.6mm的玄武岩细集料重量占玄武岩集料总重量的6％，所述粒径为1.18mm的玄武岩细集料重量占玄武岩集料总重量的10％。
本实施例中，所述磁铁矿粉的粒径小于48微米，所述磁铁矿粉中四氧化三铁的重量不低于磁铁矿粉总重量的87％。
本实施例提高微波吸收效率的沥青混合料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、在165℃的温度条件下将成品SBS改性沥青加热至融化状态，然后加入沥青温拌剂并采用弗鲁克FM300高速剪切机以2200r/min的剪切速度下剪切12min，得到沥青胶结料；所述沥青温拌剂加入的重量为成品SBS改性沥青重量的3％；所述沥青温拌剂是南非Sasol-Wax公司推出的一种沥青温拌剂，是一种聚烯烃类化合物，名称为沥青Sasibot温拌剂；
步骤二、按照重量百分比称取磁铁矿粉和普通石灰石矿粉，然后将称取好的磁铁矿粉和普通石灰石矿粉混合并搅拌8min至均匀，得到掺磁铁矿粉沥青填料；
步骤三、将玄武岩进行破碎筛分处理，选用针片状重量含量小于15％、粒径为2.36mm～13.2mm的玄武岩作为玄武岩粗集料，选用含泥重量不大于3％、粒径为0.075mm～1.18mm的玄武岩作为玄武岩细集料；
步骤四、将步骤一中得到的所述沥青胶结料在155℃的环境箱中保温备用，步骤二中得到的所述掺磁铁矿粉沥青填料放置在170℃的环境箱中保温备用，将步骤三中得到的所述玄武岩粗集料、玄武岩细集料分别在170℃的环境箱中保温备用；
步骤五、在155℃的拌合温度条件下，将步骤四中保温备用的所述沥青胶结料、所述玄武岩粗集料和所述玄武岩细集料按照原料重量百分比充分拌合至混合物料中矿料颗粒充分裹覆沥青胶结料，然后将步骤四中保温备用的所述掺磁铁矿粉沥青填料加入到混合物料中，充分拌合至掺磁铁矿粉沥青填料均匀分布在混合物料中，最后在室温下自然冷却成型，得到提高微波吸收效率的沥青混合料。其中，所述提高微波吸收效率的沥青混合料的拌合采用SDJ-20LD型沥青混合料拌和机，所述SDJ-20LD型沥青混合料拌和机两次拌合的时间均不少于90s。
室温下自然冷却成型是在不压实条件下进行的，室温为25℃，为方便后续试验验证，可以自然成型为棱长为12cm的正方体沥青混合料试样。
将本实施例制备的沥青混合料试样在频率为2450NHz、功率为3kW微波炉中加热，每加热2分钟后温度上升了81℃；而不掺入磁铁矿粉的普通沥青混合料正方体试样在相同加热条件下温度只上升了20℃。可见，掺磁铁矿粉的沥青混合料相比于普通沥青混合料微波吸收率较大幅度提高。将掺磁铁矿粉沥青混合料在60℃进行标准车辙试验，动稳定度达到6000次/mm以上，抵抗高温车辙性能良好。
实施例5
本实施例提高微波吸收效率的沥青混合料，由以下重量百分比的原料组成：掺磁铁矿粉沥青填料15％，沥青胶结料6％，玄武岩粗集料50％，玄武岩细集料29％；其中，掺磁铁矿粉沥青填料由磁铁矿粉和普通石灰石矿粉混合而成，所述磁铁矿粉的重量占掺磁铁矿粉沥青填料总重量的100％。
本实施例中，所述玄武岩粗集料和玄武岩细集料统称为玄武岩集料，所述玄武岩粗集料的粒径为2.36mm、4.75mm、9.5mm和13.2mm，所述粒径为2.36mm的玄武岩粗集料重量占玄武岩集料总重量的15％、粒径为4.75mm的玄武岩粗集料重量占玄武岩集料总重量的32％、粒径为9.5mm的玄武岩粗集料重量占玄武岩集料总重量的20％、粒径为13.2mm的玄武岩粗集料重量占玄武岩集料总重量的3％；
所述玄武岩细集料的粒径为0.075mm、0.15mm、0.3mm、0.6mm和1.18mm，所述粒径为0.075mm的玄武岩细集料重量占玄武岩集料总重量的4％，所述粒径为0.15mm的玄武岩细集料重量占玄武岩集料总重量的5％，所述粒径为0.3mm的玄武岩细集料重量占玄武岩集料总重量的3％，所述粒径为0.6mm的玄武岩细集料重量占玄武岩集料总重量的5％，所述粒径为1.18mm的玄武岩细集料重量占玄武岩集料总重量的13％。
本实施例中，所述磁铁矿粉的粒径小于48微米，所述磁铁矿粉中四氧化三铁的重量不低于磁铁矿粉总重量的87％。
本实施例提高微波吸收效率的沥青混合料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、在175℃的温度条件下将成品SBS改性沥青加热至融化状态，然后加入沥青温拌剂并采用弗鲁克FM300高速剪切机以2500r/min的剪切速度下剪切16min，得到沥青胶结料；所述沥青温拌剂加入的重量为成品SBS改性沥青重量的4％；所述沥青温拌剂是南非Sasol-Wax公司推出的一种沥青温拌剂，是一种聚烯烃类化合物，名称为沥青Sasibot温拌剂；
步骤二、按照重量百分比称取磁铁矿粉和普通石灰石矿粉，然后将称取好的磁铁矿粉和普通石灰石矿粉混合并搅拌6min至均匀，得到掺磁铁矿粉沥青填料；
步骤三、将玄武岩进行破碎筛分处理，选用针片状重量含量小于15％、粒径为2.36mm～13.2mm的玄武岩作为玄武岩粗集料，选用含泥重量不大于3％、粒径为0.075mm～1.18mm的玄武岩作为玄武岩细集料；
步骤四、将步骤一中得到的所述沥青胶结料在150℃的环境箱中保温备用，步骤二中得到的所述掺磁铁矿粉沥青填料放置在165℃的环境箱中保温备用，将步骤三中得到的所述玄武岩粗集料、玄武岩细集料分别在165℃的环境箱中保温备用；
步骤五、在150℃的拌合温度条件下，将步骤四中保温备用的所述沥青胶结料、所述玄武岩粗集料和所述玄武岩细集料按照原料重量百分比充分拌合至混合物料中矿料颗粒充分裹覆沥青胶结料，然后将步骤四中保温备用的所述掺磁铁矿粉沥青填料加入到混合物料中，充分拌合至掺磁铁矿粉沥青填料均匀分布在混合物料中，最后在室温下自然冷却成型，得到提高微波吸收效率的沥青混合料。其中，所述提高微波吸收效率的沥青混合料的拌合采用SDJ-20LD型沥青混合料拌和机，所述SDJ-20LD型沥青混合料拌和机两次拌合的时间均不少于90s。
室温下自然冷却成型是在不压实条件下进行的，室温为25℃，为方便后续试验验证，可以自然成型为棱长为12cm的正方体沥青混合料试样。
将本实施例制备的沥青混合料试样在频率为2450NHz、功率为3kW微波炉中加热，每加热2分钟后温度上升了90℃；而不掺入磁铁矿粉的普通沥青混合料正方体试样在相同加热条件下温度只上升了20℃。可见，掺磁铁矿粉的沥青混合料相比于普通沥青混合料微波吸收率较大幅度提高。将掺磁铁矿粉沥青混合料在60℃进行标准车辙试验，动稳定度达到6000次/mm以上，抵抗高温车辙性能良好。
下面对实施例1至实施例5制备的提高微波吸收效率的沥青混合料的性能进行试验分析：
(一)吸波升温性能
磁铁矿粉和普通石灰石矿粉混合形成掺磁铁矿粉沥青填料，磁铁矿粉掺入的重量分别占掺磁铁矿粉沥青填料总重量的31％、54％、75％、88％、100％。在合适的拌合温度下充分拌合，制得不同掺量下的掺磁铁矿粉沥青混合料。并采用100％普通石灰石矿粉不掺磁铁矿粉(即掺量为0％)的普通沥青混合料作为吸波发热试验对照组。
不同掺量磁铁矿粉的掺磁铁矿粉沥青填料均控制为3Kg正方体混合料块，分别置于频率2.45GHz、功率为2KW微波炉中加热，每间隔一分钟利于红外测温仪进行混合料温度测量。得到不同磁铁矿粉掺量下沥青混合料微波加热温度变化数据，并使用origin软件对数据进行线形拟合，6种沥青混合料预制块温度数据曲线如图1所示。沥青混合料表面温度与微波加热时间拟合得到的回归曲线方程如表1所示，曲线斜率k值反映了沥青混合料微波加热升温速率。
表1沥青混合料表面温度与微波加热时间回归曲线
注：x表示微波加热时间；y表示沥青混合料温度。
沥青混合料表面温度随着微波加热时间的增加而升高，磁铁矿粉的掺入有助于提高沥青混合料吸波发热性能。在31％、54％、75％、88％和100％掺量下沥青混合料表面温度升温速率相比于不掺磁铁矿粉100％石灰石矿粉沥青混合料提升率分别为16.18％、25.81％、38.57％、48.95％和57.48％。
(二)路用性能
1、高温稳定性
根据规范按标准轮碾法成型方式，在各磁铁矿粉掺量及最佳油石比下成型300mm×300mm×50mm的标准车辙板试件。在60℃的温度条件下进行标准车辙试验，不同磁铁矿粉掺量下沥青混合料动稳定度结果如表2所述。
表2不同磁铁矿粉掺量下沥青混合料车辙试验试验结果
注：d1表示车辙试验进行45min时沥青混合料的变形量；d2表示车辙试验进行60min时沥青混合料的变形量。
不同磁铁矿粉掺量下沥青混合料动稳定度均在6000次/mm以上，均远远满足规范要求的动稳定度不小于2400次/mm的要求。各个磁铁矿粉掺量下沥青混合料均有较好的高温抵抗变形能力。说明磁铁矿粉的掺入对沥青混合料的高温稳定性能无不良影响。
2、低温抗裂性
根据规范采用切割法将成型好的不同磁铁矿粉掺量下沥青混合料车辙板试件切割成棱柱型小梁，小梁尺寸为长250mm±2.0mm、宽30mm±2.0mm、高35mm±2.0mm。在-10℃的温度条件下进行标准小梁弯曲试验，试验结果小梁破坏时的弯拉应变(εB)及弯曲劲度模量(SB)分别如图2和图3所示。
从图2可以看出，沥青混合料小梁试件在低温破坏时的弯拉应变随着磁铁矿粉的掺入的增加逐渐增大，磁铁矿粉的掺入使得沥青混合料低温破坏前能够产生的形变范围增大，低温抗裂能力增强。从图3可以看出，沥青混合料小梁弯曲劲度模量随着磁铁矿粉掺量的增加，整体呈下降趋势。磁铁矿粉的掺入提升了小梁受力时的延展性能，从而改善了沥青混合料低温条件下的抗裂性能。说明磁铁矿粉代替普通石灰石矿粉对沥青混合料的低温抗裂性能有积极的影响。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
