[发明专利]基于应力响应型多腔室胶囊的长效自修复沥青混凝土

说明书

本发明公开了一种基于应力响应型多腔室胶囊的长效自修复沥青混凝土。由沥青混合料外掺0.4～0.6wt％应力响应型多腔室自修复胶囊制备而来；将海藻酸钠溶解于水中，配置海藻酸钠溶液；冷却至室温后与沥青再生剂、表面活性剂吐温80剪切混合，剪切速率为4000～5500转/分钟，剪切时间为10～15分钟；在60～100转/分钟的磁力搅拌作用下，将所得液体以60～100滴/分钟的速率滴入50‑55℃的氯化钙溶液中；滴完继续反应3‑4h，蒸馏水洗涤、干燥得到。本发明为包含众多腔室的弹性胶囊，沥青再生剂分布在这些腔室中并能够在循环荷载作用下自动释放，从而达到自动软化老化沥青和修复沥青混凝土中微裂纹的目的。

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种长效自修复沥青混凝土。

背景技术

沥青路面具有表面平整无接缝、行车振动小、噪音低、铺筑后开放交通快、养护方便等优点，在高等级公路和市政道路中得到越来越广泛的应用，目前我国已铺筑超过100万公里的沥青路面。然而，由于交通荷载及自然环境的作用，沥青路面易老化，并在温度和荷载作用下产生微裂纹，进而发展成裂缝、松散、坑槽等宏观病害,需要及时维修养护。在沥青路面出现宏观病害之前进行修复，是先进的沥青路面养护理念。本发明利用应力响应型多腔室胶囊在循环荷载作用下释放再生剂，还原老化沥青的性能并修复沥青混合料中的微裂纹，阻止其发展成宏观病害，可以大幅度延长沥青混凝土路面的服役寿命。

发明内容

本发明目的在于提供一种长效自修复沥青混凝土，该自修复沥青混凝土在荷载作用下能够因胶囊收缩释放腔室中的沥青再生剂，进而实现老化沥青的原位再生和微裂纹的自动愈合。

为达到上述目的，采用技术方案如下：

一种长效自修复沥青混凝土，由沥青混合料外掺0.4～0.6wt％应力响应型多腔室自修复胶囊制备而来；

所述应力响应型多腔室自修复胶囊按以下方式制备而来：

1)将海藻酸钠溶解于50～55℃的水中，配置成浓度为2.0～3.0wt％的海藻酸钠溶液；

2)将所得海藻酸钠溶液冷却至室温后与沥青再生剂、表面活性剂吐温80剪切混合，剪切速率为4000～5500转/分钟，剪切时间为10～15分钟；

3)在60～100转/分钟的磁力搅拌作用下，将步骤2所得液体以60～100滴/分钟的速率滴入50-55℃的氯化钙溶液中；滴完继续反应3-4h，蒸馏水洗涤、干燥得到应力响应型多腔室胶囊。

按上述方案，海藻酸钠溶液与沥青再生剂质量比为15:1～7:1，吐温80的用量为沥青再生剂质量的2.5～2.8wt％。

按上述方案，氯化钙溶液的浓度为3％～4％，氯化钙与海藻酸钠的质量比为1:(6～3)。

按上述方案，所述多腔室自修复胶囊直径为2-3mm，壁材为海藻酸钙，芯材为沥青再生剂，芯材含量为60-86wt％，芯材分布在腔室中。

按上述方案，所述应力响应型多腔室自修复胶囊的具体外掺量按以下公式计算而来：

公式中：B为沥青混凝土的沥青用量(wt％)胶囊的囊芯含量；7％为使老化沥青性能复原所需的沥青再生剂用量；E为应力响应型多腔室自修复胶囊中沥青再生剂的含量(wt％)

本发明的有益效果如下：

通过在沥青混合料中加入具有应力响应特性的多腔室胶囊，使其在循环荷载作用下自动释放再生剂，实现老化沥青的原位再生和微裂纹的自动愈合，且分布在不同腔室内的再生剂释放的时机不同，赋予了沥青混凝土长期的自修复性能，从而可大幅度减少沥青路面中的裂纹并延长沥青路面的使用寿命。