路用自修復(fù)材料的制備及性能研究.pdf

1、在正常使用環(huán)境下,瀝青混合料無可避免的會出現(xiàn)微小開裂。如果這些病害不能被及時(shí)修復(fù),微裂紋會進(jìn)一步擴(kuò)展、匯聚,進(jìn)而形成裂縫,影響瀝青路面的正常使用性能和服役壽命。
　　本文引入生物自修復(fù)的概念,以物質(zhì)補(bǔ)充為手段,利用微膠囊技術(shù)將再生劑包覆并添加在瀝青中。當(dāng)微裂縫擴(kuò)展至微膠囊處時(shí),微膠囊囊壁破裂,流出的再生劑不但能改善裂紋處瀝青的性質(zhì)、同時(shí)促使裂紋處瀝青能夠在室溫下或較低溫度下自行愈合,從而延緩裂縫的擴(kuò)展甚至完全修復(fù)裂縫,延長瀝青路面

2、的服役壽命。論文主要研究內(nèi)容與結(jié)論如下:
　　1.分析了現(xiàn)有微膠囊技術(shù)的優(yōu)勢與不足,本文確定了原位聚合法制備瀝青自修復(fù)微膠囊,囊壁材料為脲醛樹脂,囊芯材料為自制瀝青再生劑A。本文詳細(xì)探尋了再生劑微膠囊的制備工藝,得出了制備微膠囊的最佳反應(yīng)條件:①將甲醛與尿素摩爾比為1.5:1的溶液在PH約為8的堿性環(huán)境下,60~75℃反應(yīng)60~75min得到脲甲醛預(yù)聚體;②再生劑乳化階段所用的表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉,濃度為0.5wt％;再生

3、劑乳化階段轉(zhuǎn)速為800r/min;③再將乳化好的再生劑溶液加入預(yù)聚體中,控制攪拌速率為
　　500r/min,囊芯與囊壁質(zhì)量比為1.2:1,稀鹽酸緩慢調(diào)節(jié)溶液至PH=3,同時(shí)緩慢升溫至60℃,2~3h后反應(yīng)結(jié)束;④放慢攪拌速度繼續(xù)攪拌冷卻至室溫,再將含有微膠囊的懸浮液過濾、洗滌、干燥制得微膠囊。對制備出的微膠囊結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行分析,結(jié)果表明,微膠囊形貌良好,表面致密,包覆率為84.94%,囊芯含量為82.46%,平均粒徑為21.14u

4、m,分布主要集中在5um到35um之間,該部分微膠囊占總體的73.0%。
　　2.通過自愈合延度試驗(yàn)和自愈合DSR試驗(yàn)研究了再生劑微膠囊對瀝青自修復(fù)能力的影響。自愈合延度試驗(yàn)分析可知:微膠囊摻量為0.3wt%時(shí),對于瀝青的自修復(fù)能力有明顯提升,且不會大幅降低瀝青性質(zhì)。自愈合DSR試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明:微膠囊摻量為0.1wt%的瀝青在初次疲勞試驗(yàn)中加載時(shí)間為1120s,抗疲勞能力最強(qiáng);摻量為0.5wt%的瀝青在再疲勞試驗(yàn)中加載至破壞的時(shí)間為