[发明专利]一种自感应路面微表处材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种路面微表处材料及其制备方法，特别涉及一种自感应路 面微表处材料及其制备方法。

背景技术

随着我国交通流量的不断增大，重载超载现象日趋严重，路面承受的压 力也在不断的增加，过重的行车荷载造成了公路路面车辙、沉陷等的严重破 坏，如何有效地、智能地控制行车荷载，延长公路路面的使用寿命，是广大 公路科研人员重点考虑的问题。根据美国和欧洲等西方国家多年来的经验， 利用微表处对高等级公路进行预防性的养护，已经成为最经济有效的手段之 一。

微表处是一种由聚合物改性乳化沥青、集料、填料、水和外加剂按合理 配比拌和并摊铺到路面上，达到迅速开放交通要求的薄层结构，主要用于高 速公路以及一级公路的预防性养护和填补轻度车辙，也适用于新建公路的抗 滑磨耗层。另一方面，碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它的比重小于 钢的四分之一，不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼备纺织纤维的柔软可 加工性，具有超强的耐腐蚀性能，是新一代增强纤维；碳纤维的电阻率约为 1200×10^-8～3000×10^-8Ω·cm，是导电性能极佳的导电材料。而且，碳纤维能 够增强沥青的粘滞性，加强力学性能，提高沥青混合料的耐老化性和水稳定 性，增加沥青路面的耐久性和抗裂性能；碳纤维在沥青混合料中起到加筋作 用，增强沥青混合料的弹性恢复性能，显著改善其温度稳定性，所以掺加碳 纤维能使沥青混合料具有较好的路用性能。

碳纤维复合材料的电阻率下降是由于碳纤维形成导电连通网络所致，碳 纤维含量低时，材料电阻率大，导电连通网络尚未大范围形成，电阻率随碳 纤维含量变化而变化的速度缓慢；碳纤维含量较高时，导电连通网络逐渐形 成，材料电阻率随碳纤维含量变化而变化的速度家具；碳纤维含量很高时， 导电网络已经大范围形成，材料电阻率小，电阻率随碳纤维含量而变化的速 度又趋缓慢；另一方面，材料中掺加碳纤维后，导电良好的碳纤维相对均匀 地分散在绝缘的沥青基体中，碳原子中的电子可以在纤维中的大体系中离 域，并且穿透被录取隔开的非常近的两根纤维之间的势垒，从一根纤维跃迁 到另一根纤维，从而增强导电性。因此，可以应用这一现象对掺加碳纤维的 沥青路面混合料的受力性能进行监测，通过标定材料的应力与电阻间的关 系，研究人员决定阻抗和载重之间的关系，由此可确定以自感应路面材料修 筑的公路上的车辆方位、载重和速度等参数，为交通管理的智能化提供材料 基础。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种自感应路面微表处材料及其制备方法。

为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：

一种自感应路面微表处材料，其特征在于，制得的该自感应路面微表处 材料由以下重量份的原料组成：改性乳化沥青：20-25份，水泥：7.5份，集 料：250份，碳纤维：0.2-1.75份。

改性乳化沥青由下列原料按重量份制成：180℃的克拉玛依90#沥青60 份，70～80℃的热水40份，氯化钙1.5份，聚乙烯醇1.5份，加入改性乳化沥 青重量的3％的十八烷基磺酸钠阳离子型乳化剂，以稀盐酸调节pH至2.0～ 6.0；另掺加沥青质量4％的SBS改性剂，用剪切机以6000r/min的速度，剪切 10min。

自感应路面微表处材料的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：

1)碳纤维的处理：用质量分数98％的浓硝酸浸泡24h，然后用水清洗， 在60℃的条件下烘24h。

2)试件的制作：

①按照原料重量份配合比，称取集料、碳纤维和水泥，用水泥净浆搅拌 机搅拌30s，以利于充分均匀混合；

②加入乳化沥青，搅拌60s，制成混合料；

③称取搅拌好的混合料160g，装入40mm×40mm×40mm的试模中，用压 力机压制成型，当压制到试模顶部时，持续压力120s，每组成型6个试件；

④用脱模器脱模，脱模后试件放在室温条件下1天。