环氧乳化沥青冷再生混合料多尺度自修复及效果评价方法技术

本发明专利技术是一种环氧乳化沥青冷再生混合料多尺度自修复及评价的方法，属于水性环氧乳化沥青冷再生混合料制备的技术领域，解决水性环氧乳化沥青冷再生混合料抗裂性能不佳、自修复效果较差、自修复效果评价指标单一、水性环氧乳化沥青冷再生路面使用寿命短等问题。首先，制备微胶囊A/水性环氧树脂混合溶液、水性环氧固化剂/微胶囊B/乳化沥青混合溶液；然后，将两种混合溶液机械搅拌，制备掺有微胶囊A、B的水性环氧树脂改性乳化沥青，并计算沥青修复指数；最后，制备含有微胶囊A、B、C的环氧乳化沥青冷再生料，并计算沥青混合料修复指数，确定三种微胶囊的最佳掺比。本发明专利技术提高冷再生沥青路面耐久性，促进沥青路面冷再生技术的进一步发展。

【技术实现步骤摘要】
环氧乳化沥青冷再生混合料多尺度自修复及效果评价方法
本专利技术是一种环氧乳化沥青冷再生混合料多尺度自修复及效果评价方法，属于水性环氧乳化沥青冷再生混合料制备的

技术介绍
沥青路面开裂与沥青本身性质、沥青混合料的组成、沥青膜的厚度、交通量、气候等因素息息相关。研究表明，回收沥青混合料表面旧沥青的韧性及黏结力存在不足，使得再生沥青混合料在低温条件下抗裂性能较差，大大缩短了再生沥青路面的使用寿命，并且这种现象对于原本综合性能较弱的冷再生沥青混合料而言，则表现得更加明显。因此，解决沥青路面开裂的问题对沥青路面绿色施工、绿色养护技术的推广至关重要。为了抑制沥青路面裂缝病害的产生，延长路面使用寿命，沥青材料的自修复特性逐渐受到人们关注，但是沥青本身的自修复能力十分有限，需要借助被动增强技术来提高自修复能力，常用的方法有电磁感应热法、微波加热法、光修复法及微胶囊法。由于微胶囊法能够成功避免老化对沥青路面内部结构的影响，因此常被认为是一种可以提高沥青混合料自修复能力的有效方法。然而，目前微胶囊法常用于新拌沥青混合料中，并且仅实现一次自修复。微胶囊掺入沥青混合料中的方法通常采用湿拌或干拌的方式，即将微胶囊掺入沥青中，然后制备沥青混合料，或者直接将微胶囊以细集料形式掺入混合料中。但是，大量研究及跟踪观测结果表明，这两种拌和方式单独使用后的自修复效果并不理想，而且目前尚无统一的方法对沥青及沥青混合料的自修复性能进行评价。此外，随着交通事业的快速发展及人们生活需求的不断提高，影响沥青路面开裂的因素已越来越多，简单的进行一次自修复的方式已然无法满足需要。在水性环氧乳化沥青冷再生混合料中，水性环氧树脂的添加显著提高冷再生料的强度，但与此同时，也给冷再生料的抗开裂能力带来了巨大的挑战。鉴于此，为使水性环氧乳化沥青冷再生混合料在拥有高强度的同时，具有良好的自修复性能，本专利技术你提出一种环氧乳化沥青冷再生混合料多尺度自修复及评价的方法，在水性环氧乳化沥青冷再生混合料中掺入粒径范围分别为＜50μm(微胶囊A)、50-200μm(微胶囊B)、1-5mm(微胶囊C)三级梯度的微胶囊，通过三种粒径的微胶囊实现三次自修复，从而抑制沥青路面微裂纹-微裂缝-宏观裂缝的产生。此外，本专利技术还提出两种自修复指数来评价沥青及沥青混合料自修复效果，进而确定三种微胶囊的最佳掺比，提升水性环氧乳化沥青冷再生混合料抗裂性能、延长水性环氧乳化沥青冷再生路面的使用寿命。
技术实现思路
(1)技术问题本专利技术目的是提供一种环氧乳化沥青冷再生混合料多尺度自修复及效果评价方法，通过微观、细观和宏观多尺度自修复作用分别抑制沥青路面内部损伤或微裂纹、微裂缝、宏观裂缝的产生，从而解决水性环氧乳化沥青冷再生混合料抗裂性能不足、单尺度自修复效果较差、自修复效果评价指标单一、水性环氧乳化沥青冷再生路面使用寿命短等问题。(2)技术方案为了解决解决水性环氧乳化沥青冷再生混合料抗裂性能不足、单尺度自修复效果较差、自修复效果评价指标单一、水性环氧乳化沥青冷再生路面使用寿命短等问题。本专利技术提供一种环氧乳化沥青冷再生混合料多尺度自修复及效果评价方法。本专利技术将在水性环氧乳化沥青冷再生混合料中掺入粒径范围分别为＜50μm、50-200μm、1-5mm三级粒径梯度的微胶囊，对应分别命名为微胶囊A、微胶囊B、微胶囊C，通过三种粒径的微胶囊实现多尺度自修复，从而分别有效抑制沥青路面内部损伤或微裂纹、微裂缝、宏观裂缝的产生。本专利技术方案如下：首先，将微胶囊A与水性环氧树脂乳液均匀搅拌，制备微胶囊A/水性环氧树脂混合溶液，同时将水性环氧固化剂、微胶囊B及乳化沥青均匀搅拌，制备水性环氧固化剂/微胶囊B/乳化沥青混合溶液；然后，将两种混合溶液常温机械搅拌，制备含有微胶囊A和B的水性环氧树脂改性乳化沥青，再按照《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)中改性乳化沥青储存稳定性、筛上剩余量及蒸发残留物的各项指标的技术要求进行试验检测；进一步根据《公路工程沥青与沥青混合料试验规程》(JTGE20-2011)中沥青动态剪切流变试验测得抗疲劳因子，计算沥青修复指数，评价水性环氧乳化沥青自修复性能，再借助环境扫描电镜试验观测沥青断裂界面微观结构，评价微胶囊开裂的有效性；最后，将微胶囊C等量替换相当粒径的细集料，制备含有三级梯度微胶囊A、B、C的水性环氧乳化沥青冷再生混合料，再按《公路工程沥青与沥青混合料试验规程》(JTGE20-2011)中沥青混合料低温弯曲试验测得弯拉应变，计算沥青混合料修复指数，研究微胶囊总掺量一定，三种粒径胶囊不同掺比条件下，水性环氧乳化沥青冷再生混合料自修复性能差异，进而确定三种粒径微胶囊的最佳掺配比例。(3)有益效果沥青路面冷再生技术可以提高道路等级、保持道路净高、重建道路轮廓，而且能够降低修建费用、重复利用现有材料、节约资源、保护环境。水性环氧乳化沥青冷再生混合料作为实现冷再生技术的重要措施，其低温抗裂性能差、自修复性能缺乏的弊端大大缩短了冷再生沥青路面的使用寿命。目前，微胶囊法是一种可以提高沥青及沥青混合料自修复能力的有效方法，但通常只能实现一次自修复，且尚无统一的方法对沥青及沥青混合料的自修复性能进行评价。因此，本专利技术提供一种环氧乳化沥青冷再生料多尺度自修复及评价方法，通过多尺度自修复作用抑制沥青路面内部损伤或微裂纹-微裂缝-宏观裂缝的产生，从而解决水性环氧乳化沥青冷再生混合料抗裂性能不足、自修复效果较差、自修复效果评价指标单一、水性环氧乳化沥青冷再生路面使用寿命短等问题，为沥青路面冷再生技术的应用与推广提供理论支撑及技术参考。具体实施方式本专利技术提供一种环氧乳化沥青冷再生混合料多尺度自修复及效果评价方法，具体实施步骤如下：(1)称取试验所需蒸馏水加热至80℃，向其中加入占水质量比均为0.15％的聚乙烯醇和氯化钙颗粒，手动均匀搅拌15min，使其充分溶解，再加入占水质量比为1.5％的阳离子乳化剂，并手动搅拌10min，使其充分混合均匀，制备乳化剂水溶液；(2)称取试验所需量的90#基质沥青放入150℃恒温烘箱，运行胶体磨，并往胶体磨中倒入80℃的热水预热15s，打开胶体磨出液口，放出热水，关闭胶体磨出液口；(3)将60℃的乳化剂水溶液倒入胶体磨，20s后向胶体磨中缓缓倒入计算所需量的、已预热的90#基质沥青，循环研磨1min制备深棕色普通乳化沥青，从出液口放至烧杯中，关闭胶体磨；(4)在50℃条件下，将一定比例微胶囊A与阳离子水性环氧树脂乳液手动均匀搅拌3min，制备微胶囊A/水性环氧树脂混合溶液，并静置15min备用，同样在50℃条件下，向普通乳化沥青中依次加入一定计算量的水性环氧固化剂、微胶囊B，手动均匀搅拌5min，制备水性环氧固化剂/微胶囊B/乳化沥青混合溶液，并静置15min备用；(5)在25℃条件下，将步骤(4)中制备的两种混合溶液常温下按照一定比例混合，机械搅拌10min，转速为300rpm，制得掺有微胶囊A、B的水性环氧树脂改性乳化沥青，再手动均匀搅拌5min，进一步促进微胶囊A本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.环氧乳化沥青冷再生混合料多尺度自修复及效果评价方法，其特征在于该方法的具体步骤如下：/n(1)称取试验所需蒸馏水加热至80℃，向其中加入占水质量比均为0.15％的聚乙烯醇和氯化钙颗粒，手动均匀搅拌15min，使其充分溶解，再加入占水质量比为1.5％的阳离子乳化剂，并手动搅拌10min，使其充分混合均匀，制备乳化剂水溶液；/n(2)称取试验所需量的90

【技术特征摘要】
1.环氧乳化沥青冷再生混合料多尺度自修复及效果评价方法，其特征在于该方法的具体步骤如下：
(1)称取试验所需蒸馏水加热至80℃，向其中加入占水质量比均为0.15％的聚乙烯醇和氯化钙颗粒，手动均匀搅拌15min，使其充分溶解，再加入占水质量比为1.5％的阳离子乳化剂，并手动搅拌10min，使其充分混合均匀，制备乳化剂水溶液；
(2)称取试验所需量的90#基质沥青放入150℃恒温烘箱，运行胶体磨，并往胶体磨中倒入80℃的热水预热15s，打开胶体磨出液口，放出热水，关闭胶体磨出液口；
(3)将60℃的乳化剂水溶液倒入胶体磨，20s后向胶体磨中缓缓倒入计算所需量的、已预热的90#基质沥青，循环研磨1min制备深棕色普通乳化沥青，从出液口放至烧杯中，关闭胶体磨；
(4)在50℃条件下，将一定比例微胶囊A与阳离子水性环氧树脂乳液手动均匀搅拌3min，制备微胶囊A/水性环氧树脂混合溶液，并静置15min备用，同样在50℃条件下，向普通乳化沥青中依次加入一定计算量的水性环氧固化剂、微胶囊B，手动均匀搅拌5min，制备水性环氧固化剂/微胶囊B/乳化沥青混合溶液，并静置15min备用；
(5)在25℃条件下，将步骤(4)中制备的两种混合溶液常温下按照一定比例混合，机械搅拌10min，转速为300rpm，制得掺有微胶囊A、B的水性环氧树脂改性乳化沥青，再手动均匀搅拌5min，进一步促进微胶囊A、B与水性环氧树脂在乳化沥青中均匀分散；
(6)按照《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)中改性乳化沥青储存稳定性、筛上剩余量及蒸发残留物的各项指标的...

【专利技术属性】
技术研发人员：许涛，姚晓光，王斯文，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32