自调温自修复改性沥青制备制造技术

本发明专利技术公开了自调温自修复改性沥青制备，包括如下步骤：（一）定形相变材料SSPCM的制备：A、以聚乙二醇为固

【技术实现步骤摘要】
自调温自修复改性沥青制备


本专利技术涉及沥青
，具体为自调温自修复改性沥青制备。

技术介绍

沥青路面由于其舒适平整、维修方便、开放交通早等特性，广泛应用于城市道路和公路干线，成为目前我国铺筑面积最多的一种高等级路面，我国现有14万公里高速公路中90％以上是沥青路面，沥青路面是一种温度敏感性材料，在行车及温度荷载长期反复作用下容易出现车辙、裂缝等病害，对沥青路面的使用寿命有很大影响。沥青混凝土是一种黏弹性材料，其物理力学性能与温度和荷载作用时间密切相关。在保证额定荷载的情况下，温度因素成为沥青混凝土路面物理力学性能的主要制约因素。广西夏季炎热，气温往往高于30℃，此时沥青路面的温度能够达到65～70℃，而沥青在50℃上下开始软化，已经达到或超过道路沥青的软化点温度，且随着温度升高和荷载的加重，变形愈大，在行车荷载作用下极易形成车辙、拥包、推移等病害，严重影响行车舒适性与安全性。同时，城市沥青路面由于吸收太阳辐射，影响周围热环境，还加剧城市“热岛效应”，致使城市中心气温普遍高于周边郊区气温；在高温条件下，沥青受热释放有机挥发物，污染环境，不利于人体健康。目前，提高沥青高温稳定性抵抗沥青路面车辙的方法主要有两种，一种是通过PE改性剂和SBS剂等改性沥青、改善级配等方法“被动”提高沥青混合料的高温稳定性，另一种是通过反射涂层、热阻材料、透水路面等方式“主动”降低路表温度，形成“凉爽路面(cool pavements)”。但是工程实例证明沥青路面高温性能改善效果有限、无法彻底解决沥青路面车辙、热岛效应和有害物挥发等高温造成的病害和问题。沥青路面长期使用过程中，在自然环境和车辆荷载的综合作用下，其结构经历各种复杂环境的考验，一些微小开裂和局部损伤会不可避免的产生，如不能及时控制这些微损伤，这些微裂纹便会在外荷载的作用下扩展开裂，进而大量裂缝的汇聚与生长导致宏观裂缝的产生，最终引起路面开裂，进而会影响路面结构的使用寿命，重则会破坏整个道路的结构。疲劳开裂是沥青路面主要损坏形式之一。如何能够及时有效地修复路面中出现的裂纹和损伤成为了大家关心的主要问题。目前，对于裂缝、局部损伤等病害提出的修复措施：一是，通常采用裂缝修补或预防性养护措施修复。缺点是：雾封层、灌封胶、稀浆密封和微表处等养护技术均是在路面出现裂缝后进行被动维护，不仅养护成本高、养护时间长，而且实际修复效果也不理想，雾封层只能保持其功能2到3年，灌缝胶使用1—2年往往就会提前失效，反复进行裂缝修补导致巨大的资源消耗和经济损失，也严重影响道路的通行能力和交通安全。同时由于再生剂等修复材料无法渗透到路面的各个结构层中，不能从根本解决开裂问题。二是，能量供给型沥青自愈合增强技术。主要通过在沥青混合料中掺加导电纤维等具有导电能力材料，当沥青材料出现裂缝时，可通过对导电材料通电的方式产生热量加
速沥青材料的流动，从而填充裂缝，达到促进沥青材料自愈合的目的。目前主要有电磁感应加热、微波加热等方式。缺点是：需要人为干预来完成，而且由于沥青材料为绝缘体，会产生巨大的电力消耗，存在温度分布不均、加热速率不高、愈合深度有限、能耗过高、应用难度大、微波对人体有害、不利于施工人员进行施工、微波加热设备比较缺乏、升温速率不易于控制等不足。在未来十年内，我国高速公路将从交通建设期进入养护管理期，亟需研发一种有效的沥青路面裂缝修复方法。

技术实现思路

本专利技术的目的在于提供自调温自修复改性沥青制备，具备便于使用的优点，解决了上述
技术介绍
提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：自调温自修复改性沥青制备，包括如下步骤：（一）定形相变材料SSPCM的制备：A、以聚乙二醇为固
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液相变材料，多孔二氧化硅（SiO2）为定形载体，在室温条件下，采用物理吸附法获得PEG/SiO2定形相变材料（shape
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stabilized phase change materials，SSPCM），PEG质量分数为80%，在室温条件下，将PEG以一定计量比与硅溶胶共混，不断搅拌，待PEG完全溶解均匀分散后，调节水浴温度（50～60℃）并快速搅拌，使共混物发生胶凝；并将共混物凝胶置入80℃鼓风烘箱中干燥12h，研磨后得白色细小颗粒，即PEG/SiO2 SSPCM；B、将PEG/SiO2 SSPCM分别与计量的熔融环氧树脂（环氧树脂质量分数为5%）混合并搅拌均匀，使PEG/SiO2 SSPCM表面均匀包裹一层环氧树脂薄膜，80℃真空干燥4h后，得环氧树脂定形相变材料，环氧树脂薄膜进一步阻碍了熔融PEG的泄漏；（二）自愈合微胶囊制备：A、选SDS+Span
‑
60复配作为乳化剂，乳化搅拌速度为800r/min，合成工艺为乳化剂浓度1.5%、芯壁比1:1、反应终点PH为4、反应终点温度为80℃，将乳化剂溶于水中得到一定浓度乳化剂溶液，然后将芯材加入到乳液中，在一定的搅拌速度下乳化一定时间得到均匀、稳定的芯材乳液；B、将预聚物(壁材)加入到乳液中，芯材乳滴表面的亲水基团吸附溶液中带正电的水溶性预聚物分子，使预聚物分子向芯材乳滴表面沉积，同时，在机械搅拌的条件下改变合成体系的温度，PH值等条件，使预聚物在芯材表面发生缩聚反应，预聚物分子生成不溶的网状交联结构，形成具有一定厚度和强度的胶囊壁；（三）成料制备：基质沥青：国产AH
‑
70重交通基质沥青，体积热容和密度分别为1．902 MJ/（m3
·
K）和1021kg/m3；将干燥的定形相变材料SSPCM（沥青质量的6%～10%）、自愈合微胶囊（沥青质量的0.4%～0.5%）缓慢加入到熔融AH
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70基质沥青中，采用高剪切分散仪搅拌，转速为1000rpm，恒温低速搅拌15～20min，混合均匀，后恢复至常温，即制备完成自调温自修复改性沥青，对本改性沥青混合料的常规配合比设计时，将SSPCM和自愈合微胶囊以等体积替代矿粉或细
materials，SSPCM），PEG质量分数为80%，在室温条件下，将PEG以一定计量比与硅溶胶共混，不断搅拌，待PEG完全溶解均匀分散后，调节水浴温度（50～60℃）并快速搅拌，使共混物发生胶凝；并将共混物凝胶置入80℃鼓风烘箱中干燥12h，研磨后得白色细小颗粒，即PEG/SiO2 SSPCM；B、将PEG/SiO2 SSPCM分别与计量的熔融环氧树脂（环氧树脂质量分数为5%）混合并搅拌均匀，使PEG/SiO2 SSPCM表面均匀包裹一层环氧树脂薄膜，80℃真空干燥4h后，得环氧树脂定形相变材料，环氧树脂薄膜进一步阻碍了熔融PEG的泄漏；（二）自愈合微胶囊制备：A、选SDS+Span
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60复配作为乳化剂，乳化搅拌速度为800r/min，合成工艺为乳化剂浓度1.5%、芯壁比1:1、反应终点PH为4、反应终点温度为80℃，将乳化剂溶于水中得到一定浓度乳化剂溶液，然后将芯材加入到乳液中，在一定的搅拌速度下乳化一定时间得到均匀、稳定的芯材乳液；B、将预聚物(壁材)加入到乳液中，芯材乳滴表面的亲水基团吸附溶液中带正电的水溶性预聚物分子，使预聚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.自调温自修复改性沥青制备，其特征在于：包括如下步骤：（一）定形相变材料SSPCM的制备：A、以聚乙二醇为固
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液相变材料，多孔二氧化硅（SiO2）为定形载体，在室温条件下，采用物理吸附法获得PEG/SiO2定形相变材料（shape
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stabilized phase change materials，SSPCM），PEG质量分数为80%，在室温条件下，将PEG以一定计量比与硅溶胶共混，不断搅拌，待PEG完全溶解均匀分散后，调节水浴温度（50～60℃）并快速搅拌，使共混物发生胶凝；并将共混物凝胶置入80℃鼓风烘箱中干燥12h，研磨后得白色细小颗粒，即PEG/SiO2 SSPCM；B、将PEG/SiO2 SSPCM分别与计量的熔融环氧树脂（环氧树脂质量分数为5%）混合并搅拌均匀，使PEG/SiO2 SSPCM表面均匀包裹一层环氧树脂薄膜，80℃真空干燥4h后，得环氧树脂定形相变材料，环氧树脂薄膜进一步阻碍了熔融PEG的泄漏；（二）自愈合微胶囊制备：A、选SDS+Span
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60复配作为乳化剂，乳化搅拌速度为800r/min，合成工艺为乳化剂浓度1.5%、芯壁比1:1、反应终点PH为4、反应终点温度为80℃，将乳化剂溶于水中得到一定浓度乳化剂溶液，然后将芯材加入到乳液中，在一定的搅拌速度下乳化一定时间得到均匀、稳定的芯材乳液；B、将预聚物(壁材)加入到乳液中，芯材乳滴表面的亲水基团吸附溶液中带正电的水溶性预聚物分子，使预聚物分子向芯材乳滴表面沉积，同时，在机械搅拌的条件下改变合成体系的温度，PH值等条件，使预聚物在芯材表面发生缩聚反应，预聚物分子生成不溶的网状交联结构，形成具有一定厚度和强度的胶囊壁；（三）成料制备：基质沥青：国产AH
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70重交通基质沥青，体积热容和密度分别为1．902 MJ/（m3
·
K）和1021kg/m3；将干燥的定形相变材料S...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈学锋，季自刚，王忠培，张大鹏，陈正伟，丁永灿，邵文才，孙云宽，朱仁双，李春雪，张海亮，王凯，吴特伟，欧吴飞，
申请(专利权)人：中交四公局第十工程有限公司广西交通职业技术学院，
类型：发明
国别省市：