[發明專利]基于應力響應型多腔室膠囊的長效自修復瀝青混凝土

有效

• 申請號: 201811493574.1
• 申請日: 2018-12-07
• 公開（公告）號: CN109437674B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 劉全濤;包士文;吳少鵬;張雷;謝君;陳美祝
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C04B26/26
• 分類號: C04B26/26;C04B24/38;C04B111/34
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 劉洋

本發明公開了一種基于應力響應型多腔室膠囊的長效自修復瀝青混凝土。由瀝青混合料外摻0.4～0.6wt％應力響應型多腔室自修復膠囊制備而來；將海藻酸鈉溶解于水中，配置海藻酸鈉溶液；冷卻至室溫后與瀝青再生劑、表面活性劑吐溫80剪切混合，剪切速率為4000～5500轉/分鐘，剪切時間為10～15分鐘；在60～100轉/分鐘的磁力攪拌作用下，將所得液體以60～100滴/分鐘的速率滴入50?55℃的氯化鈣溶液中；滴完繼續反應3?4h，蒸餾水洗滌、干燥得到。本發明為包含眾多腔室的彈性膠囊，瀝青再生劑分布在這些腔室中并能夠在循環荷載作用下自動釋放，從而達到自動軟化老化瀝青和修復瀝青混凝土中微裂紋的目的。

技術領域

本發明屬于材料技術領域，具體涉及一種長效自修復瀝青混凝土。

背景技術

瀝青路面具有表面平整無接縫、行車振動小、噪音低、鋪筑后開放交通快、養護方便等優點，在高等級公路和市政道路中得到越來越廣泛的應用，目前我國已鋪筑超過100萬公里的瀝青路面。然而，由于交通荷載及自然環境的作用，瀝青路面易老化，并在溫度和荷載作用下產生微裂紋，進而發展成裂縫、松散、坑槽等宏觀病害,需要及時維修養護。在瀝青路面出現宏觀病害之前進行修復，是先進的瀝青路面養護理念。本發明利用應力響應型多腔室膠囊在循環荷載作用下釋放再生劑，還原老化瀝青的性能并修復瀝青混合料中的微裂紋，阻止其發展成宏觀病害，可以大幅度延長瀝青混凝土路面的服役壽命。

發明內容

本發明目的在于提供一種長效自修復瀝青混凝土，該自修復瀝青混凝土在荷載作用下能夠因膠囊收縮釋放腔室中的瀝青再生劑，進而實現老化瀝青的原位再生和微裂紋的自動愈合。

為達到上述目的，采用技術方案如下：

一種長效自修復瀝青混凝土，由瀝青混合料外摻0.4～0.6wt％應力響應型多腔室自修復膠囊制備而來；

所述應力響應型多腔室自修復膠囊按以下方式制備而來：

1)將海藻酸鈉溶解于50～55℃的水中，配置成濃度為2.0～3.0wt％的海藻酸鈉溶液；

2)將所得海藻酸鈉溶液冷卻至室溫后與瀝青再生劑、表面活性劑吐溫80剪切混合，剪切速率為4000～5500轉/分鐘，剪切時間為10～15分鐘；

3)在60～100轉/分鐘的磁力攪拌作用下，將步驟2所得液體以60～100滴/分鐘的速率滴入50-55℃的氯化鈣溶液中；滴完繼續反應3-4h，蒸餾水洗滌、干燥得到應力響應型多腔室膠囊。

按上述方案，海藻酸鈉溶液與瀝青再生劑質量比為15:1～7:1，吐溫80的用量為瀝青再生劑質量的2.5～2.8wt％。

按上述方案，氯化鈣溶液的濃度為3％～4％，氯化鈣與海藻酸鈉的質量比為1:(6～3)。

按上述方案，所述多腔室自修復膠囊直徑為2-3mm，壁材為海藻酸鈣，芯材為瀝青再生劑，芯材含量為60-86wt％，芯材分布在腔室中。

按上述方案，所述應力響應型多腔室自修復膠囊的具體外摻量按以下公式計算而來：

公式中：B為瀝青混凝土的瀝青用量(wt％)膠囊的囊芯含量；7％為使老化瀝青性能復原所需的瀝青再生劑用量；E為應力響應型多腔室自修復膠囊中瀝青再生劑的含量(wt％)

本發明的有益效果如下：

通過在瀝青混合料中加入具有應力響應特性的多腔室膠囊，使其在循環荷載作用下自動釋放再生劑，實現老化瀝青的原位再生和微裂紋的自動愈合，且分布在不同腔室內的再生劑釋放的時機不同，賦予了瀝青混凝土長期的自修復性能，從而可大幅度減少瀝青路面中的裂紋并延長瀝青路面的使用壽命。