[發明專利]一種自感知智能導電瀝青路面材料

在審

• 申請號: 202110427552.0
• 申請日: 2021-04-21
• 公開（公告）號: CN113185190A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 蔣正武;謝明君;徐玲琳;溫宇彤;吳凱;王中平
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C04B26/26
• 分類號: C04B26/26;C04B20/10;C04B111/94
• 代理公司: 上?？剖⒅R產權代理有限公司 31225
• 代理人: 劉燕武

本發明涉及一種自感知智能導電瀝青路面材料，由瀝青混合料、以及摻雜在瀝青混合料中的第一導電材料制備而成，其中，所述瀝青混合料中所用的粗集料的表面還覆有導電水泥基涂層，并形成智能骨料單元。與現有技術相比，本發明可實現車輛荷載作用下路面動力響應的智能監測，實現應力應變、裂紋等路面結構服役信息的自感知，具有價格低廉、易于實施、監測準確等優勢。

技術領域

本發明屬于道路工程技術領域，涉及一種自感知智能導電瀝青路面材料。

背景技術

智能路面由于其可以廣泛服務于交通安全和公共安全，并能夠實現路面結構及健康監測信息的特性分析，已經成為未來道路建設技術的重點研究領域與方向。因此世界各國都在積極進行相關研究與應用。依托信息感知及結果辨析，智能路面材料能夠針對路面信息變化、結構健康監測等進行監測與評估。

目前國內針對智能路面的研究大多局限在外植傳感器，傳感器的嵌入占據了大量的路面結構空間，破壞了道路結構的完整性，且工作效率低，甚至引起路面材料性能的下降。因此如何實現智能功能與路面材料的有機結合是目前亟待解決的問題。

當下瀝青路面已成為我國高速公路發展的主要形式。自感知智能導電瀝青路面無需在結構中植入或添加傳感器，通過在瀝青或瀝青結合料中加入金屬(不銹鋼纖維、鎳粉)、碳材料(碳纖維、石墨)等材料實現路面荷載和路用信息的實時監測。然而瀝青混合料作為一種多相顆粒體系，在行車荷載作用下，其應力傳遞規律以及內部顆粒受力模式十分復雜。僅在瀝青或瀝青膠結料中引入導電材料對于瀝青路面自感知性能提升有限；且集料顆粒之間的相互接觸對于智能特性影響也至關重要。因此確有必要從多尺度、全方位進行設計并提供一種自感知智能導電瀝青路面材料以克服現有技術的缺陷。

發明內容

本發明的目的就是為了提供一種自感知智能導電瀝青路面材料，可實現車輛荷載作用下路面動力響應的智能監測，實現應力應變、裂紋等路面結構服役信息的自感知，具有價格低廉、易于實施、監測準確等優勢。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種自感知智能導電瀝青路面材料，由瀝青混合料、以及摻雜在瀝青混合料中的第一導電材料制備而成，其中，所述瀝青混合料中所用的粗集料的表面還覆蓋有導電水泥基涂層，并形成智能骨料單元。

進一步的，所述的第一導電材料的摻量為瀝青混合料的0.005wt％～0.5wt％?？蛇x的，所述的第一導電材料的摻量為瀝青混合料的0.3wt％～0.5wt％。

進一步的，所述的第一導電材料為鋼纖維、鎳粉、碳纖維、石墨、碳黑、石墨烯或碳納米管中的一種或多種。

進一步的，所述的導電水泥基涂層由膠凝材料摻加第二導電材料并凝結硬化而成。

可選的，所述的第二導電材料的摻量為膠凝材料的0.5wt％～5wt％。

可選的，所述的第二導電材料的摻量為膠凝材料的2wt％。

可選的，所述的膠凝材料為硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥或粉煤灰質硅酸鹽水泥中的一種或幾種。

可選的，所述的第二導電材料為鋼纖維、鎳粉、碳纖維、石墨、碳黑、石墨烯或碳納米管中的一種或多種。

進一步的，所述的導電水泥基涂層的厚度不小于0.1mm。