[发明专利]一种微波加热自愈合沥青混凝土及其制备方法

说明书

本发明公开了一种微波加热自愈合沥青混凝土及其制备方法，所述自愈合沥青混凝土，包括集料、沥青、矿粉和玄武岩纤维，其中沥青包裹在玄武岩纤维表面，以混合料总量计，所述玄武岩纤维，占比0.2～0.6％，且以占沥青百分比计，其占5～15％，其纤维长度为3～12mm，直径为0.01～0.02mm，该沥青混凝土自愈合性能得到提升，尤其是添加将玄武岩纤维与铁氧化物通过共价交联获得的改性玄武岩纤维，沥青混凝土自愈合效率明显提高，该沥青混凝土的愈合率可达74％，且整体性能佳，在沥青路面养护中具有广阔的应用前景。本发明还公开一种微波加热自愈合沥青混凝土的制备方法，该制备方法包括制备改性玄武岩纤维、组分预加热、混匀成型，操作简便，在现有设备基础上即可完成，适于推广。

技术领域

本发明属于公路建筑材料研究领域，更具体地，涉及一种微波加热自愈合沥青混凝土及其制备方法。

背景技术

路面工程被广泛认为是交通运输行业的基础，然而路面在服役过程中常常会遭受环境、荷载和人为破坏等因素的损坏，常常由于路面自身性能不足引发路面病害，如路面裂缝、坑槽、皲裂等，尤其是沥青混凝土面层。根据交通运输部数据，截至2021年末，我国公路养护里程525.16万公里，在公路总里程中占比99.4％，这表明路面养护已经成为影响交通运输行业可持续发展的重要因素。

然而，现有养护技术，虽能够对路面进行一定程度的修复，但依旧存在许多问题：养护材料粘结性能不足，力学特性较差，投入使用后，养护材料自身会出现开裂、坑槽等病害，进而再次影响行车安全性与舒适性；另外养护过程需要投入大量的新原料，对本就紧张的天然集料资源造成更大的压力。因此，研发一种具备原位自愈合能力的沥青混凝土材料，对实现路面自愈合修复，延长养护材料及路面的使用寿命，降低路面在全寿命周期内的养护成本具有重要意义，其中，微波加热自愈合沥青混凝土一直是本领域的研究热点。

微波加热自愈合沥青混凝土主要是利用微波感应材料吸收微波能量，并将微波能转化为热能，使自身加热升温，同时加热周围沥青使其接近流动态，促使沥青中微裂纹闭合，从而达到自愈合的效果。然而，由于一般沥青混合料的微波吸收能力不强，为了提高沥青混合料的微波吸收能力采用具有吸波特性的集料，然而具有吸波特性的集料吸收微波之后先提高自身温度，再通过热传导使沥青受热，温度升高到沥青能够流动才能实现沥青混凝土自愈合，因集料吸波能力有限且集料热传导效果较差，现有的微波加热技术对沥青加热速度较慢，导热效果较差或加热不均匀，容易导致自愈合效率低的问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种微波加热自愈合沥青混凝土及其制备方法，其目的在于添加适量的长度为3～12mm，直径为0.01～0.02mm的玄武岩纤维，纤维可均匀分布于沥青中形成能量通路，沥青包裹在纤维表面，当微波加热时，纤维直径小使得吸收的微波能量快速用于加热沥青且加热较均匀，进而提升加热效果，尤其是以混合料总量计添加0.2～0.6％的玄武岩纤维，自愈合效率高且对其他性能有一定提升作用，由此解决现有微波加热自愈合沥青混凝土加热速度慢或加热不均匀导致的自愈合效率低的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种微波加热自愈合沥青混凝土，包括集料、沥青、矿粉，其还包括玄武岩纤维，其中沥青包裹在玄武岩纤维表面，以混合料总量计，玄武岩纤维占比0.2～0.6％，且以占沥青百分比计，所述玄武岩纤维占比5～15％；所述玄武岩纤维，其纤维长度为3～12mm，直径为0.01～0.02mm。

优选地，所述微波加热自愈合沥青混凝土，其所述玄武岩纤维为改性玄武岩纤维，所述改性玄武岩纤维为玄武岩纤维和铁氧化物以共价交联获得，其中玄武岩纤维与铁氧化物配比为100～200:3～10。

优选地，所述微波加热自愈合沥青混凝土，其所述改性玄武岩纤维，按照如下制备方法获得：

将800～1000份硅烷偶联剂溶液、100～200份玄武岩纤维和3～10份铁氧化物均匀混合，充分反应后，烘干玄武岩纤维，获得改性玄武岩纤维。