[发明专利]一种自感知智能导电沥青路面材料

说明书

本发明涉及一种自感知智能导电沥青路面材料，由沥青混合料、以及掺杂在沥青混合料中的第一导电材料制备而成，其中，所述沥青混合料中所用的粗集料的表面还覆有导电水泥基涂层，并形成智能骨料单元。与现有技术相比，本发明可实现车辆荷载作用下路面动力响应的智能监测，实现应力应变、裂纹等路面结构服役信息的自感知，具有价格低廉、易于实施、监测准确等优势。

技术领域

本发明属于道路工程技术领域，涉及一种自感知智能导电沥青路面材料。

背景技术

智能路面由于其可以广泛服务于交通安全和公共安全，并能够实现路面结构及健康监测信息的特性分析，已经成为未来道路建设技术的重点研究领域与方向。因此世界各国都在积极进行相关研究与应用。依托信息感知及结果辨析，智能路面材料能够针对路面信息变化、结构健康监测等进行监测与评估。

目前国内针对智能路面的研究大多局限在外植传感器，传感器的嵌入占据了大量的路面结构空间，破坏了道路结构的完整性，且工作效率低，甚至引起路面材料性能的下降。因此如何实现智能功能与路面材料的有机结合是目前亟待解决的问题。

当下沥青路面已成为我国高速公路发展的主要形式。自感知智能导电沥青路面无需在结构中植入或添加传感器，通过在沥青或沥青结合料中加入金属(不锈钢纤维、镍粉)、碳材料(碳纤维、石墨)等材料实现路面荷载和路用信息的实时监测。然而沥青混合料作为一种多相颗粒体系，在行车荷载作用下，其应力传递规律以及内部颗粒受力模式十分复杂。仅在沥青或沥青胶结料中引入导电材料对于沥青路面自感知性能提升有限；且集料颗粒之间的相互接触对于智能特性影响也至关重要。因此确有必要从多尺度、全方位进行设计并提供一种自感知智能导电沥青路面材料以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的就是为了提供一种自感知智能导电沥青路面材料，可实现车辆荷载作用下路面动力响应的智能监测，实现应力应变、裂纹等路面结构服役信息的自感知，具有价格低廉、易于实施、监测准确等优势。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种自感知智能导电沥青路面材料，由沥青混合料、以及掺杂在沥青混合料中的第一导电材料制备而成，其中，所述沥青混合料中所用的粗集料的表面还覆盖有导电水泥基涂层，并形成智能骨料单元。

进一步的，所述的第一导电材料的掺量为沥青混合料的0.005wt％～0.5wt％。可选的，所述的第一导电材料的掺量为沥青混合料的0.3wt％～0.5wt％。

进一步的，所述的第一导电材料为钢纤维、镍粉、碳纤维、石墨、碳黑、石墨烯或碳纳米管中的一种或多种。

进一步的，所述的导电水泥基涂层由胶凝材料掺加第二导电材料并凝结硬化而成。

可选的，所述的第二导电材料的掺量为胶凝材料的0.5wt％～5wt％。

可选的，所述的第二导电材料的掺量为胶凝材料的2wt％。

可选的，所述的胶凝材料为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥或粉煤灰质硅酸盐水泥中的一种或几种。

可选的，所述的第二导电材料为钢纤维、镍粉、碳纤维、石墨、碳黑、石墨烯或碳纳米管中的一种或多种。

进一步的，所述的导电水泥基涂层的厚度不小于0.1mm。