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微胶囊法和感应热法在解决沥青路面开裂问题中的应用 江照伟 李想 (重庆交通大学 土木建筑学院，重庆400074) 摘要：众所周知，沥青混合料是一种具有一定自我恢复性能的材料：一旦一条裂纹的两端开始接触，分子 便开始从一端扩散到另一端。如果此时没有外加荷载，这一过程将持续不断的进行，直到裂纹完全愈合， 沥青混合料恢复到原有的对外界作用的阻抗力。为了提高沥青混合料的这种自我修复性能，有两种新方法 可以考虑，第一种方法所用机理是被动的提高修复性能：将某种化学物质嵌入微胶囊掺杂到沥青结合料中， 沥青混合料路面微裂纹的产生导致胶囊破裂，胶囊内的化学物质在扩散作用下进入沥青结合料，这些化学 物质修复周围材料，降低沥青结合料硬度，进而提高沥青的自我修复能力；第二种方法所用的机理是主动 的提高修复性：利用材料内部本身的热量来修复沥青结合料并改善其性能，这种方法通过向沥青结合料中 添加导电粒子，利用导电离子产生的感应热提高沥青结合料的温度的方式来实现。 关键词：沥青灰浆，自我修复，微胶囊，扩散，感应热，电导率，导电粒子 中图分类号：TF526 文献标识码： A 1 要为软沥青，固相主要为沥青质。随着使用 1 11、前言 沥青混合料在使用几年后会在环境因 时间的推移，液相被氧化并逐渐消失导致沥 素的作用下降解，直到失去胶结能力为止。 青变干变脆。为改善这种情况，传统的做法 这导致了裂纹的产生，裂纹又会使具有极大 是一旦发现某沥青路面出现老化现象就将 破坏力的水分进入下层的路面结构，进而引 软沥青应用到该路面上，这种方法仅仅能作 起路面粗糙，坑洼，路面材料的降解，直到 用到沥青路面表层以下几厘米的范围。微胶 整个道路发生结构破坏。目前，没有有效方 囊法的概念是将某种化学物质嵌入微胶囊 法修复路面裂缝，更多的是利用其自我修复 掺杂到沥青结合料中，沥青混合料路面微裂 的能力来实现。在沥青劣化明显的情况下， 纹的产生导致胶囊破裂，胶囊内的化学物质 一般采取向沥青路面加入填隙材料的方式 在扩散作用下进入沥青结合料，这些化学物 提高其抗环境老化和水损害性能；其他情况 质修复周围材料，降低沥青结合料硬度，进 下，一般采取的方式是使用化学添加剂改变 而提高沥青的自我修复能力，裂缝通过这种 沥青的化学组成结构以恢复沥青混合料性 方式愈合。微胶囊法使得路面各个层次中的 能。上述两种方式可以延长路面使用寿命， 老化都能得以缓解。微胶囊与沥青的相互作 延后路面修复和重建的时间，但其弊端尤为 用如图1所示。 明显：只能应用于路面层以下几厘米的厚度 范围且会削减路面的抗滑阻力。 沥青可以视作是非常粘稠的油，当有裂 缝产生时，沥青的流动性将使其自行修复裂 缝。沥青路面的自我修复作用在室温条件下 进行的非常缓慢，并且不能受到外部荷载的 干扰。研究表明，提高裂缝附近沥青的流动 性可以有效提高其自我修复能力，方法有两 种：一是在一定温度范内提高沥青温度；二 是加入化学物质改善其化学组成结构。 本文介绍两种非常创新的方式：微胶囊 法和感应生热法。 图1 微胶囊法模拟图 2 微胶囊法的研究重难点是微胶囊的制 2 22、微胶囊法 沥青可以被看作固液两相材料，液相主 造。虽然很多研究报告都有制造微胶囊介 绍，但这些微胶囊的应用环境都没