[发明专利]基于形状记忆效应的水泥路面嵌缝料两步骤自修复方法

摘要

本发明提供一种基于形状记忆效应的水泥路面嵌缝料两步骤自修复方法，属于水泥路面嵌缝技术领域，解决目前自修复方法具有一次性修复、重复性差、只能修复微裂缝等问题。本发明首先采用预形变方法在水平方向上赋予嵌缝料形状记忆功能，存储预压应变能；当温度升高时安装在水泥路面接缝内的嵌缝料在形状恢复力实现宏观结构尺度上的闭合；预先埋置在嵌缝料内的热塑性聚合物纳米颗粒融化，发生交联聚合和固化反应，实现分子尺度上的自修复；观察结构尺度上的裂缝或损伤闭合情况，了解宏观结构尺度上的裂纹或损伤自愈合过程；测定两自由面之间界面结合能，评价两自由面之间分子尺度上的自修复效果。本发明能重复实现嵌缝料宏观尺度上裂缝的自修复，提高嵌缝料耐久性。

主权项

一种基于形状记忆效应的水泥路面嵌缝料两步骤自修复方法，其特征在于该方法的具体步骤如下：(1)制备含有热塑性聚合物纳米颗粒的水泥路面嵌缝料，采用预形变方法在水平方向上赋予嵌缝料形状记忆功能，使嵌缝料在水平行车方向处于非稳定的压缩状态，存储预压应变能；(2)当环境温度升高时，安装在水泥路面接缝内的嵌缝料在形状恢复力的驱动下要恢复到其初始形状，沿水平方向体积膨胀，但是此膨胀受到路面接缝两个侧壁约束，嵌缝料受到来自接缝侧壁的水平方向反作用力挤压，致使宏观裂缝或损伤的两个自由面闭合，实现宏观结构尺度上的自修复；(3)与环境温度相匹配的预先埋置在嵌缝材料基体内的热塑性聚合物纳米颗粒融化，使聚合物分子在已闭合裂缝的两自由面之间迁移、扩散、缠绕，发生交联聚合和固化反应，从而实现分子尺度上的自修复；(4)采用透射电子显微镜和扫描电镜，观察结构尺度上的裂缝或损伤闭合情况，了解宏观结构尺度上的裂纹或损伤自愈合过程，并对比有无热塑性颗粒的形状记忆嵌缝料的自愈合程度；(5)采用X射线光电子能谱仪和透射电子显微镜测定两自由面之间界面结合能，研究预埋置于嵌缝料基体内的热塑性聚合物纳米颗粒在两自由面之间交联聚合和固化反应中的作用，评价两自由面之间分子尺度上的自修复效果；(6)比较经自修复后的嵌缝料与没有裂缝或损伤嵌缝料在抗剪、抗压、抗拉、抗老化性能方面区别，系统评价经两步骤自修复后的嵌缝料各项性能恢复效果，是否达到原设计要求，有效解决水泥路面嵌缝料耐久性问题。