[发明专利]一种仿生自愈性沥青混合料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种仿生自愈性沥青混合料及其制备方法。仿生自愈性沥青混合料，包括矿质集料和仿生自愈性沥青；其中，所述仿生自愈性沥青包括基质沥青和含有自愈组分的仿生自愈性沥青改性剂。本发明以在常温下具有膨胀性且自主增殖结晶的材料为自愈组分，与本领域中常见的基质沥青和矿质集料结合，模仿人体愈合机制，使得得到的仿生自愈性沥青混合料在不影响沥青路用性能的前提下使得道路具有类似人体一样的自主愈合功能。本发明的制备方法简单，成本控制良好，能够有效减少道路病害的产生，从而延长道路使用寿命，并且该仿生自愈性沥青混合料具有良好的路用性能。

技术领域

本发明涉及道路及建筑材料改性技术领域，更具体地，涉及一种仿生自愈性沥青混合料及其制备方法。

背景技术

交通基础设施建设是国家发展的基石，截止至2016年，我国公路总里程已达457万公里，城市道路占城市总体面积的1/3，每年有近20万公里道路需进行恢复重建工程。道路病害频发致使道路养护投入巨大，同时给交通安全和人们的出行带来重大影响。道路养护问题已经引起了国内外的广泛关注，在一些交通压力大的地区，建设耐久的长寿命道路意义重大。

据调研，道路裂缝不仅是病害的主要成分，而且是其他病害的主要诱因。本项目对京津冀地区道路进行了定点调查，结果显示裂缝面积占总病害面积的50％以上。应对道路裂缝，目前普遍采用的方法是在开裂发生后进行灌缝处理，此方法滞后性强，费时耗力，碳排放量大，污染环境，且治标不治本，因此减少裂缝的发生才是治理道路病害的有效方法。

目前，我国道路工程采用的养护方法多为人工手动修复，即当路面出现裂缝、坑槽等病害时，采用工人手动作业的方式。根据养护定则，对缝宽在10mm以内的采用热沥青灌缝或乳化沥青灌缝；缝宽在10mm以上时采用细粒式热拌沥青混合料或乳化沥青混合料填缝：沥青面层空隙较大，透水严重或路面轻微裂缝但路面强度能满足要求时需建筑路面上封层。这些养护方式只能短暂解决开裂问题，不仅不能从根本上解决开裂问题，甚至不能有效阻止病害的进一步发展。

在此背景下，研发具有自愈性的功能道路成为近年道路发展的必然趋势。

近些年来，许多国家研究了一些自愈性材料，其优劣势如表1所示。

表1国内外自愈性道路材料技术一览表

例如，公开号为CN102786258A的发明专利公开了一种裂缝自愈合沥青混凝土及其制备方法,该沥青混凝土包含粗集料、细集料、填料和沥青,还包含刚性纤维和柔性纤维，刚性纤维掺入量为粗集料、细集料、填料和沥青总质量的0.50～2.5wt％,柔性纤维掺入量为粗集料、细集料、填料和沥青总质量的0.10～0.35wt％。该混凝土的制备方法：称取烘干的集料置于盛料盘中,将其混合均匀并于烘箱中预热至180℃,填料单独加热至180℃；沥青预热至160～175℃；刚性纤维和柔性纤维按要求量分别烘干备用；先将刚性纤维掺入到混合集料中拌和,然后与液态沥青拌和，接着与填料拌和，再与柔性纤维拌和，最后成型。该发明使沥青路面的低温开裂降到最小且能自愈，有效避免早期开裂,但纤维的掺入给混凝土带来不利影响，且修复后的混凝土强度回复率、裂缝闭合率、耐久性以及断裂能等无法确定。

公开号为CN105198281A的发明专利公开了一种自愈式沥青混凝土及其制备方法，其质量份数的原料组成为：矿料100份、SBS改性沥青5～6份和磁性金属1.5～2.5份。其制备方法,包括如下步骤：1)分别对矿料、改性沥青和磁性金属进行预热处理,分别得到预热后的矿料、改性沥青和磁性金属；2)将预热后的矿料、改性沥青和磁性金属混合搅拌,得到混合料；3)对混合料进行成型处理,即可得到。通过电磁波使钢丝绒发热,从而软化沥青，使沥青路面重新愈合，但是加热的过程消耗大量能源，加速沥青混凝土的老化，严重污染环境。

发明内容

(一)要解决的技术问题