[0005] 本发明的目的在于提供一种可光催化降解的轻质沥青混合料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
[0006] 为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
[0007] 一种可光催化降解的轻质沥青混合料，所述轻质沥青混合料包括以下组分，按重量计，5～10份改性沥青，86～100份骨料；所述骨料包括以下组分，按重量计，25～30份多孔生物质炭，28～30份石灰岩细集料，25～30份粉煤灰颗粒，3～5份纳米ZnO@Fe‑TiO2。
[0008] 较为优化地，所述纳米ZnO@Fe‑TiO2是纳米Fe‑TiO2圆形颗粒为核心，均匀纳米ZnO短棒为外壳构成的齿轮状壳核结构。
[0009] 较为优化地，所述改性沥青的原料包括以下组分：按重量计，70～78份石油沥青，10～20份沙枣籽油沥青，4～6份SBS，4～6份4,4'‑双马来酰亚胺二苯甲烷，3～4份微胶囊。
[0010] 较为优化地，所述微胶囊的外壳为聚脲甲醛，壳芯为沙枣籽油沥青；外壳与壳芯的质量比1.5:1。
[0011] 较为优化地，一种可光催化降解的轻质沥青混合料的制备方法，包括以下步骤：
[0012] S1：制备骨料：(1)制备纳米ZnO@Fe‑TiO2；(2)将纳米ZnO@Fe‑TiO2超声分散在含有PVP的水溶液中；加入多孔生物质炭，混合搅拌，转移至真空罐中，循环抽真空3次，干燥；将其与石灰岩细集料、粉煤灰颗粒混合，得到骨料；
[0013] S2：制备改性沥青：(1)制备沙枣油沥青；(2)制备微胶囊：称取尿素和甲醛分散在去离子水中；调节反应液pH＝8～9，反应得到尿素甲醛预聚体；将沙枣油沥青与表面活性剂苯乙烯‑马来酸酐混合，加入尿素甲醛预聚体，调节反应液pH＝2～3，反应得到微胶囊；(3)将石油沥青与沙枣油沥青、SBS、4,4'‑双马来酰亚胺二苯甲烷高速剪切，加入微胶囊，搅拌均匀，得到改性沥青；
[0014] S3：制备轻质沥青混合料：将骨料和改性沥青分别预热至150～160℃，混合，搅拌30～40分钟，得到轻质沥青混合料。
[0015] 较为优化地，步骤S1的(1)中，制备纳米ZnO@Fe‑TiO2的具体步骤：将醋酸锌和氢氧化钾溶于乙醇溶液中，设置温度为65～75℃下连续反应2.5～3小时，得到ZnO种子溶液；将Fe‑TiO2分散在ZnO种子溶液中，常温下缓慢搅拌3～4小时；转移至水热反应釜中，设置温度为100～200℃反应50～70分钟，使其在Fe‑TiO2纳米粒子表面形成ZnO纳米晶；冷却后，转移至等摩尔量的硝酸锌、六亚甲基四胺生长液中，设置温度为82～85℃，反应6～8小时，使得ZnO纳米晶长成短棒状，过滤洗涤干燥，得到纳米ZnO@Fe‑TiO2。
[0016] 较为优化地，步骤S1的(2)中，具体步骤为：将纳米ZnO@Fe‑TiO2超声分散在含有PVP的水溶液中；加入多孔生物质炭，搅拌10～12小时；转移至真空罐中，循环抽真空3～5次，干燥，将其与石灰岩细集料、粉煤灰颗粒混合，得到骨料。
[0017] 较为优化地，步骤S2的(2)中，制备沙枣油沥青的具体步骤：量取沙枣油和甲醇，以硫酸为催化剂，设置温度为65～70℃酯化反应4～6小时；设置温度为130～140℃减压浓缩3～4小时，得到黑色黏液状的沙枣油沥青。
[0018] 较为优化地，所述沙枣油和甲醇的体积比为(1:5)～(1:6)。
[0019] 较为优化地，步骤S2的(2)中，制备微胶囊的具体步骤：按照摩尔比为1:5的比例将尿素和甲醛，依次分散在含有去离子水的反应釜中；三乙醇胺调节反应液pH＝8～9，设置温度为65～70℃反应1～2小时，得到尿素甲醛预聚体，备用；将沙枣油沥青与表面活性剂苯乙烯‑马来酸酐混合均匀，设置转速为250～300rmp搅拌10～15分钟；缓慢加入尿素甲醛预聚体，盐酸调节反应液pH＝2～3，在搅拌速度为400～500rmp，设置温度为65～70℃反应2～2.2小时；设置搅拌速度为250～300rmp冷却，过滤洗涤干燥，得到微胶囊。
[0020] 本技术方案中，以多孔生物质炭替代部分集料，增加混合料的抗老化性，并其在孔道中负载具有光催化作用的纳米ZnO@Fe‑TiO2，有效增加光催化活性和抗氧化性，从而与石灰岩细集料和粉煤灰颗粒混合产生连续集配，形成骨料；以石油沥青为主体，以制备的生物基沙枣油沥青替代部分石油沥青，降低粘度，增加渗透性，从而增加抗疲劳性，并加入4,4'‑双马来酰亚胺二苯甲烷/不饱和聚酯联合SBS提高改性沥青的强度，以及耐水解性。从而得到可光催化降解废气CO、HC、NOx的轻质沥青混合料，所制备的混合料具有力学强度好、抗老化性好、抗疲劳性优异的特点，同时具有自修复性。具体如下：
[0021] (1)以掺铁的纳米Fe‑TiO2为核心，再其四周通过导向剂得到发散性的ZnO短棒形成圆形齿轮状壳核结构。三价铁离子掺杂在TiO2的晶格中，替代了部分四价钛粒子，使得表面缺陷，产生氧空位，从而增加了TiO2的光催化活性；其次纳米ZnO同样是具有光催化性能，其吸收带隙比TiO2更宽，有效增强光的利用率，同时做成短棒比纳米粒子的催化活性更高。以此，齿轮状ZnO@Fe‑TiO2优异的光催化活性。通过氢键作用将其负载在生物质碳的孔道中，而生物质炭对CO等气体有吸附作用，而齿轮状不会将孔道完全堵塞，保证了气体的流动性，两者产生协同光催化作用，抑制了紫外氧化SBS的分子链的降解。
[0022] 另外，生物质炭与沥青具有良好的相容性。且由于生物质炭对离子的吸附性能和多孔性，粘附沥青，两者之间相互作用，降低了石油沥青的对温度和老化的敏感性，以提高了沥青的耐老化性质和高温性能，且生物质炭具有刚性，当含量较高时，其可以形成骨架，改善沥青老化后的高温能力。
[0023] (2)以沙枣油为主体制备了生物基沥青，有效替代部分石油沥青，降低石油资源的消耗，一方面，生物基沥青可以有效降低了改性沥青的软化点和粘度，增加渗透性和流动性；另一反面，其降低了石油沥青的温度敏感性和高温敏感性能，从而增强了沥青的稳定性和耐疲劳性。另外，与石油基沥青相比，生物基沥青分子量较小，具多的轻组分如酯类产物，使其可以在改性沥青中可以形成均匀的网状结构，增强了机械性能。同时，与SBS的作用，使得SBS的弹性延迟，从而提高了沥青的抗车辙能力。
[0024] 另外，加入的4,4'‑双马来酰亚胺二苯甲烷具有耐水解性和防潮性，有效的增加了沥青的水稳定性，同时其与SBS上的苯乙烯链可以交替共聚，再利用SBS与沙枣油沥青中酯类物质形成网状结构的相互作用，丰富交联网络，增强沥青的抗拉强度和抗疲劳性。
[0025] 此外，加入了微胶囊，产生自愈机制，延长沥青的使用寿命。其中，以亲酯相的聚脲醛为外壳，其与碱性具有较好的相容性；以生物基沙枣油沥青为壳芯，因为其在填补裂纹时，会与SBS会产生更好的交联网络，帮助SBS自愈，提高自愈率。
[0026] 与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：(1)制备了具有强光催化活性和抗紫外线性的齿轮状ZnO@Fe‑TiO2；利用齿轮状结构保证了多孔生物质炭中气体的流动性，再利用生物质炭对污染气体的吸附性，两者间在光催化污染气体上产生协同效应；(2)利用生物质炭对离子的吸附性能和多孔性，降低了石油沥青的对温度和老化的敏感性；(3)制备了生物基沙枣油沥青代替石油沥青，利用沙枣油沥青中的轻组分、与SBS、4,4'‑双马来酰亚胺二苯甲烷之间产生丰富的交联网络，增强沥青的机械性能；(4)利用4'‑双马来酰亚胺二苯甲烷具有耐水解性和防潮性，有效的增加了沥青的水稳定性；(5)制备了相容性较好的微胶囊，增加了沥青的自愈率。
