本申請涉及建筑材料，更具體地說，它涉及一種自修復瀝青路面材料及制備方法。

背景技術：

1、瀝青因其低成本、耐腐蝕、溫敏性和良好的粘結性等特點，被廣泛應用于道路建設中。然而，在長期使用過程中，瀝青路面不可避免地會受到光照、氧氣、溫度變化、濕度以及自身油分揮發(fā)等因素的影響，導致老化和微裂紋等病害。這些病害不僅影響了路面的美觀，更重要的是降低了路面的安全性和使用壽命，增加了維護成本。

2、傳統(tǒng)的修復方法通常依賴于人工干預，如修補裂縫、重鋪路面等，這種方法不僅成本高昂，而且效率低下，無法滿足現(xiàn)代交通建設和管理的需求。因此，開發(fā)一種能夠自我修復、延長使用壽命并降低維護成本的新型瀝青路面材料成為當前亟待解決的技術問題。

技術實現(xiàn)思路

1、為了解決上述問題，本申請?zhí)峁┮环N自修復瀝青路面材料及制備方法。

2、第一方面，本申請?zhí)峁┑囊环N自修復瀝青路面材料，采用如下的技術方案：

3、一種自修復瀝青路面材料，包括如下重量份原料：

4、基質瀝青20-24份、修復型中空纖維8-10份、硅酸鹽納米顆粒2-4份、天然礦物填料10-15份、聚偏氟乙烯8-10份、粗集料80-120份。

5、通過采用上述技術方案，制得的瀝青路面材料不僅具備優(yōu)良的機械性能和耐久性，還具有良好的自我修復能力。其中基質瀝青作為主要粘結劑，提供了基本的粘合和承載能力；修復型中空纖維則引入了自我修復機制，能夠在溫度變化時釋放內部的修復劑，填補裂縫，延長道路使用壽命。硅酸鹽納米顆粒增強了材料的機械強度和熱穩(wěn)定性，天然礦物填料增加了混合料的密度和抗壓強度，而聚偏氟乙烯賦予材料更好的耐候性和抗腐蝕性。天然礦物填料和粗集料作為骨料，保證了路面材料的結構穩(wěn)定性和承載能力，使得整個材料體系在各種環(huán)境下都能保持良好的性能。

6、可選的，所述修復型中空纖維以聚乙烯醇縮丁醛以及聚對苯二甲酰己二胺為壁材，瀝青修復劑為芯材，通過干-濕法紡絲工藝得到。

7、通過采用上述技術方案，在高溫環(huán)境下，瀝青路面易產生開裂現(xiàn)象。為解決這一問題，引入了聚乙烯醇縮丁醛(pvb)作為修復材料的壁材。pvb在高溫下會發(fā)生軟化變形，促使中空纖維內部所含的修復材料滲出，有效填補路面細小裂紋。當溫度降低后，pvb重新硬化，為瀝青賦予更優(yōu)異的熱穩(wěn)定性與力學性能。

8、進一步地，當瀝青受到較大外力作用而產生微裂縫時，中空纖維也會因受力而斷裂，促使其中所含的修復劑迅速涌出，以應對裂縫的形成。采用聚乙烯醇縮丁醛與聚對苯二甲酰己二胺(pa6t)作為纖維壁材，不僅提供了良好的機械強度與柔韌性，還賦予了纖維溫度響應性。這兩種材料的組合能在常溫下保持穩(wěn)定的結構形態(tài)，而在高溫條件下，纖維能夠軟化并釋放內部的修復劑，從而充分發(fā)揮自我修復功能。

9、可選的，所述修復型中空纖維制備包括以下步驟：

10、(1)取聚乙烯醇縮丁醛放入二氯甲烷溶劑中攪拌溶解，向上述溶液中加入雙硫醇化合物繼續(xù)攪拌至均勻分散，加入預先溶解在二甲基甲酰胺中的聚對苯二甲酰己二胺溶液攪拌均勻后，置于真空烘箱中55-65℃下靜置消泡22-24h后得到鑄膜液；

11、(2)將鑄膜液在高壓氮氣的作用下擠出紡絲，形成中空纖維形狀，在這個過程中將瀝青修復劑作為內凝固液加壓進入中空纖維的空腔中作為支撐物，密封纖維末端，將其浸泡在水中凝固定型，晾干后形成2-3cm的修復型中空纖維。

12、通過采用上述技術方案，雙硫醇化合物的添加實現(xiàn)了熱可逆交聯(lián)，使得纖維在高溫時能夠釋放修復劑，冷卻后恢復原狀，延長了修復機制的有效期。高壓氮氣擠出紡絲確保了纖維的均勻性和完整性，而內凝固液的引入則保證了纖維內部結構的穩(wěn)定性和修復劑的有效填充。最終形成的2-3cm長度的纖維有助于在路面材料中均勻分布，提高中空纖維的修復效果，確保在實際應用中能有效發(fā)揮自我修復功能。

13、可選的，所述修復型中空纖維制備過程中包括如下重量份原料：6-8份聚乙烯醇縮丁醛、18-20份二氯甲烷溶劑、0.5-2份雙硫醇化合物、14-16份聚對苯二甲酰己二胺溶液、瀝青修復劑16-20份。

14、可選的，所述修復型中空纖維中還加入了0.5-3份的納米二氧化硅。

15、通過采用上述技術方案，納米二氧化硅的添加顯著提升了纖維的機械強度和耐磨性，同時增強了材料的熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性。這使得纖維在復雜的環(huán)境條件下依然能夠保持優(yōu)良的性能。

16、可選的，所述修復劑中包括8-10份水性環(huán)氧樹脂、60-70份溶劑油以及10-15份的羧基丁苯膠乳。

17、通過采用上述技術方案，通過不同成分的協(xié)同作用，確保了其在多種環(huán)境條件下的有效性和適應性。水性環(huán)氧樹脂提供了強大的粘結力和耐久性，能夠有效地填補裂縫并增強材料的結構穩(wěn)定性。溶劑油幫助其他成分更好地溶解并促進其滲透到瀝青路面中，提高了修復劑的流動性，使其更容易進入細小的裂縫和孔隙。羧基丁苯膠乳則增加了材料的柔韌性和粘附性，使得修復層更加牢固且不易剝落。這種組合不僅提高了材料的修復效果，還延長了修復層的使用壽命，減少了后續(xù)維護的需求。

18、可選的，所述天然礦物填料為石灰石粉。

19、通過采用上述技術方案，石灰石粉能夠有效填充瀝青路面材料中的空隙，從而提高材料的密實度，其次石灰石粉還能減少路面材料原料顆粒間的內摩擦，有助于進一步增強材料的結構穩(wěn)定性。石灰石粉通過填充效應和化學吸附，使材料內部結構更加致密堅固，提高了抗壓強度。

20、第二方面，本申請?zhí)峁┮环N自修復瀝青路面材料的制備方法，采用如下的技術方案：

21、一種自修復瀝青路面材料的制備方法，包括如下步驟：

22、s1：將基質瀝青加熱至150-180℃加入天然礦物填料、硅酸鹽納米顆粒、聚偏氟乙烯以及粗集料充分攪拌混合均勻，得到混合物；

23、s2：混合物中加入修復型中空纖維高速剪切攪拌30-60min，攪拌速度為3500-4000r/min，得到所述自修復瀝青路面材料。

24、綜上所述，本申請具有以下有益效果：

25、1、由于本申請采用了基質瀝青作為主要粘結劑，并添加了硅酸鹽納米顆粒、天然礦物填料和聚偏氟乙烯等成分，顯著提高了材料的機械強度和耐久性。這些成分共同作用，使得路面材料在承受重載、高溫等惡劣條件時依然能保持穩(wěn)定的性能，確保了道路的安全性和可靠性。

26、2、本申請方案中優(yōu)選加入了修復型中空纖維，以聚乙烯醇縮丁醛和聚對苯二甲酰己二胺為壁材，該路面材料能夠在溫度變化或外力作用下釋放內部的修復劑，有效填補裂縫，實現(xiàn)自我修復，有效提高材料的耐老化性能。

技術特征：

1.一種自修復瀝青路面材料，其特征在于，包括如下重量份原料：

2.根據(jù)權利要求1所述的一種自修復瀝青路面材料，其特征在于：所述修復型中空纖維以聚乙烯醇縮丁醛以及聚對苯二甲酰己二胺為壁材，瀝青修復劑為芯材，通過干-濕法紡絲工藝得到。

3.根據(jù)權利要求2所述的一種自修復瀝青路面材料，其特征在于：所述修復型中空纖維制備包括以下步驟：

4.根據(jù)權利要求2或3所述的一種自修復瀝青路面材料，其特征在于：所述修復型中空纖維制備過程中包括如下重量份原料：6-8份聚乙烯醇縮丁醛、18-20份二氯甲烷溶劑、0.5-2份雙硫醇化合物、14-16份聚對苯二甲酰己二胺溶液、瀝青修復劑16-20份。

5.根據(jù)權利要求4所述的一種自修復瀝青路面材料，其特征在于：所述修復型中空纖維中還加入了0.5-3份的納米二氧化硅。

6.根據(jù)權利要求2所述的一種自修復瀝青路面材料，其特征在于：所述瀝青修復劑中包括8-10份水性環(huán)氧樹脂、60-70份溶劑油以及10-15份的羧基丁苯膠乳。

7.根據(jù)權利要求1所述的一種自修復瀝青路面材料，其特征在于：所述天然礦物填料為石灰石粉。

8.一種根據(jù)權利要求1-7任一所述的自修復瀝青路面材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

技術總結
本申請涉及建筑材料技術領域，具體公開了一種自修復瀝青路面材料及制備方法。一種自修復瀝青路面材料，包括如下重量份原料：基質瀝青20?24份、修復型中空纖維8?10份、硅酸鹽納米顆粒2?4份、天然礦物填料10?15份、聚偏氟乙烯8?10份、粗集料80?120份；其制備方法為：將基質瀝青加熱至150?180℃加入天然礦物填料、硅酸鹽納米顆粒、聚偏氟乙烯以及粗集料充分攪拌混合均勻，得到混合物；混合物中加入修復型中空纖維高速剪切攪拌30?60min，攪拌速度為3500?4000r/min，得到所述自修復瀝青路面材料。本申請的產品可用于縣級公路的鋪設，其具有抗壓強度高、能夠自修復耐久性好的優(yōu)點。

技術研發(fā)人員：羅偉,侯波,宋強,韓強,趙磊,陳佳萱,何濤,張建波,何景山,李京,路莎,翟小鵬,謝勇,童凱,張自玉
受保護的技術使用者：漢中市公路局
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/4/28