[发明专利]一种沥青混凝土裂缝自愈微胶囊及制备方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及到沥青路面工程领域，具体涉及一种沥青混凝土裂缝自愈微胶囊及制备方法。

【背景技术】

裂缝是沥青路面最为常见的病害之一，它不仅直接降低路面行驶质量与行车安全性，还为水分进入路面内部提供了通道，加速松散等损害的发生，严重时水不断从裂缝处渗入路面基层甚至路床，导致路基承载力下降，产生唧浆、翻浆等病害；除此之外，在行车荷载作用下裂缝尖端形成应力集中，应力成倍乃至几十倍增长，不仅加剧裂缝几何尺寸快速增长，而且会极大降低路面疲劳寿命。荷载疲劳、低温收缩及半刚性基层反射，是形成沥青路面裂缝的主要原因。但不管何种裂缝，最初阶段的表现形式为微裂缝，几何尺寸为微米级甚至更小，不易被探测；在温度及荷载的耦合循环作用下，微裂缝尖端出现应力集中，导致其周期性扩展与收缩，使互相独立的微裂缝被扩展、并逐渐发展为贯通的宏观裂缝，最后形成贯穿裂缝；如果不及时采取措施，贯穿裂缝面积会逐渐增大、裂缝深度向下延伸，加之水分的进入而形成的高压动水冲刷作用，极易形成坑槽、松散以及深度的翻浆病害。

国内外众多研究表明，在较高温度下沥青及沥青混合料有一定的自愈能力，通过裂缝两侧面的沥青渗透与扩散作用，裂缝能缓慢自动愈合。但该过程及其缓慢，不仅要求环境温度较高、且无行车荷载作用。运营中沥青路面暴露于复杂的自然环境中，高低温及行车荷载循环作用，因此仅通过沥青的自愈能力不足以让裂缝得到及时自动修复。因此，采取一定的技术措施大幅提高沥青及沥青混合料的自愈能力，在裂缝发展过程中及时自动地修复裂缝，就能极大地抑制裂缝发展速度、减小裂缝深度及宽度，势必会大大提高沥青路面的服务水平与使用寿命。

目前，增强沥青混凝土自愈行为方面的研究主要有添加石灰粉、中空纤维法和微胶囊法。添加石灰粉对沥青混合料自愈和性能有所提高，但效果甚微；虽然中空纤维承载修复液法无需额外的外界触发条件且修复率高，但此种方法存在很多的弊端，首先纤维是刚性材料，在沥青混合料拌合过程中，纤维易断裂，愈和剂提前释放，达不到愈和的目的；其次，纤维半径太小，中空纤维制造工艺严格，成本造价太高，不利于大面积推广。

鉴于此，研究者们把目光转移到微胶囊愈合剂方面。当微裂缝扩展至微胶囊处时，必将造成微胶囊包裹材料破裂，流出的糖醛抽出油不但改善裂缝处沥青的性质、同时促使裂缝处沥青能够在室温下或较低温度下实现很好的自愈合特性，从而起到延缓裂缝的扩展甚至完全修复裂缝的作用，延长沥青路面的疲劳寿命。

【发明内容】

为了克服现有的沥青裂缝修复技术所存在的不足，本发明提供一种沥青混凝土裂缝自愈微胶囊及制备方法，通过本发明的制备方法制备的沥青混凝土裂缝自愈微胶囊无需外加触发条件即可实现沥青裂缝的自修复、提高沥青的自修复能力。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种沥青混凝土裂缝自愈微胶囊，包括囊芯、囊壁、包裹材料与固体分散材料，囊芯储存于囊壁内，囊芯与囊壁包裹于包裹材料内，固体分散材料包裹于包裹材料的外部，囊芯、囊壁、包裹材料和固体分散材料的质量分别占所述沥青混凝土裂缝自愈微胶囊总质量的质量百分数为6-12％、2-5％、10-14％和70-80％。

所述的囊芯采用起修复沥青混凝土微裂缝作用的糖醛抽出油。

所述的囊壁采用多孔膨胀珍珠岩。

所述的包裹材料包括环氧树脂、固化剂、稀释剂与分散剂，以质量百分数计，包裹材料中含35-45％的环氧树脂、30-40％的固化剂、25-30％的稀释剂和1-3％的分散剂。

作为上述技术方案的优选，所述的环氧树脂为凤凰牌环氧树脂(E-44)。

作为上述技术方案的优选，所述的固化剂为凤凰牌650固化剂。

作为上述技术方案的优选，所述的稀释剂为脂肪族缩水甘油醚。

作为上述技术方案的优选，所述的分散剂为琥珀酸脂类合成物润湿剂。

所述的固体分散材料采用起分散作用的水泥为硅酸盐42.5R早强型水泥。

一种制备上述的沥青混凝土裂缝自愈微胶囊的制备方法，包括如下步骤：

(1)将囊壁放入囊芯材料中充分浸泡后静置，以使降低浸泡后囊壁温度，同时去除囊壁材料表面吸附的多余囊芯材料；

(2)将包裹材料加入容器中，并搅拌均匀；

(3)将步骤(1)中静置后的囊壁加入到步骤(2)中的包裹材料中，搅拌均匀；

(4)再将固体分散材料加入步骤(3)中的混合料中，拌合均匀并形成微胶囊颗粒，再分散出微胶囊颗粒，并静置，以使包裹材料充分反应，固化完全；