一種在微波作用下可快速自愈合的瀝青混凝土、制備方法及其修復(fù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及道路材料領(lǐng)域，具體說一種摻有軟磁鐵氧體、可在微波作用下快速升溫自愈合的瀝青混凝土、制備方法及其修復(fù)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]瀝青混凝土是一種典型的自修復(fù)材料，在一定的條件下，其內(nèi)部的微裂縫可以自我閉合，使瀝青混凝土結(jié)構(gòu)重新恢復(fù)強(qiáng)度。瀝青混凝土的這種自修復(fù)能力受到多種因素影響，其中愈合溫度對(duì)其自修復(fù)的影響較大。微波加熱是一種高效的加熱方式，可用其加熱瀝青混凝土。但在瀝青混凝土體系中，主要由石料和常規(guī)礦粉吸波產(chǎn)熱，而非直接加熱瀝青微裂縫開展處，且石料內(nèi)部礦物組成不一，因此存在升溫速度較慢、加熱效率偏低加熱均勻性不足等情況，影響了瀝青混凝土加熱愈合效果。本發(fā)明將軟磁鐵氧體粉末作為一部分礦粉添加進(jìn)瀝青混凝土中，利用軟磁鐵氧體吸收微波的特性，使用微波加熱、修復(fù)瀝青混凝土，延長其使用壽命，提高瀝青混凝土路面養(yǎng)護(hù)效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服微波加熱常規(guī)瀝青混凝土存在速度慢、均勻性低、效率低的問題，本發(fā)明提出一種摻有軟磁鐵氧體、可在微波作用下快速升溫自愈合的瀝青混凝土、制備方法及其修復(fù)方法。
[0004]本發(fā)明提出的一種在微波作用下可快速自愈合的瀝青混凝土，由粗細(xì)集料、石灰?guī)r礦粉、瀝青、軟磁鐵氧體粉末和纖維制備而成，原材料所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:粗細(xì)集料83.8%~88.3%，礦粉 2.3%~7.9%，瀝青 4.4%~5.8%，軟磁鐵氧體粉末 2.1%~8.5%、纖維 0~0.3%，其總質(zhì)量滿足100%。
[0005]其中:所述的粗細(xì)集料為普通粗集料和細(xì)集料的混合，粗集料與細(xì)集料的配比取決于混合料的級(jí)配類型(AC-13，AC-16，SMA-13等)。
[0006]本發(fā)明中，所述的軟磁鐵氧體粉末0.075mm篩孔通過率大于等于75%，密度為
3.059g.cm 3o
[0007]本發(fā)明提出的一種在微波作用下可快速自愈合的瀝青混凝土的制備方法，具體步驟如下:
(I )按照原材料所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)粗細(xì)集料83.1%~88.3%，礦粉2.3%~7.9%，瀝青
4.4%~5.8%，軟磁鐵氧體粉末2.1%~8.5%，纖維0~0.3%，稱取原材料；
(2 )將粗細(xì)集料加熱至185°C，瀝青加熱至155。。~180°C，待用；
(3 )往攪拌鍋中先后加入步驟(2 )得到的粗細(xì)集料和瀝青，同時(shí)加入纖維，在185°C下攪拌90s后，加入礦粉和軟磁鐵氧體粉末，在185°C下攪拌180s ;
(4 )在170~175°C下澆筑成型、養(yǎng)護(hù)，得到可快速微波自愈合瀝青混凝土
本發(fā)明提出的一種在微波作用下可快速自愈合瀝青混凝土的修復(fù)方法，具體步驟如下:
軟磁鐵氧體粉末較為均勻地分散在瀝青膠漿中，將瀝青混凝土在微波下的損耗因子提高到0.16以上，當(dāng)微波作用于該微波自愈合瀝青混凝土的損壞路面時(shí)，軟磁鐵氧體粉末對(duì)微波有介電損耗和磁損耗，瀝青膠楽將微波電磁能轉(zhuǎn)化為熱能，通過一定時(shí)間加熱使瀝青混凝土快速、均勻升溫至45~85°C，利用瀝青的熱修復(fù)作用，實(shí)現(xiàn)瀝青混凝土的快速自愈合。
[0008]本發(fā)明的有益效果在于:
本發(fā)明使軟磁鐵氧體分較為均勻地分散在瀝青膠漿中，將瀝青混凝土在微波下的損耗因子提高到0.16以上，當(dāng)微波作用于該微波自愈合瀝青混凝土的損壞路面時(shí)，軟磁鐵氧體對(duì)微波有介電損耗和磁損耗，瀝青膠楽將微波電磁能轉(zhuǎn)化為熱能，通過一定時(shí)間加熱使瀝青混凝土快速、均勻升溫，利用瀝青的熱修復(fù)作用，快速熱修復(fù)瀝青混凝土中的微裂紋，延長瀝青路面的使用壽命，提高瀝青混凝土的養(yǎng)護(hù)效率。
【具體實(shí)施方式】
[0009]下面通過實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。
[0010]實(shí)施例1:
采用SMA-13級(jí)配，各原材料所占質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為:粗細(xì)集料占83.1% (其中9.5~16mm檔集料占33.7%，玄武巖；4.75-9.5mm檔集料占34.2%，玄武巖；2.36-4.75mm檔集料占5.3%，石灰?guī)r；0~2.36mm占9.9%，石灰?guī)r)，石灰?guī)r礦粉2.3%，SBS改性瀝青6.2%，軟磁鐵氧體粉末8.1%，纖維0.3% ;將粗細(xì)集料加熱至185°C，SBS瀝青加熱至180~185°C，開啟攪拌鍋，先后加入粗細(xì)集料、纖維、SBS改性瀝青，在185°C下攪拌90s后，加入石灰?guī)r礦粉以及軟磁鐵氧體粉，攪拌180s，在170~175°C條件下，成型大型車轍板，靜置24小時(shí)候?qū)④囖H板切割得到用于疲勞試驗(yàn)的四點(diǎn)彎曲小梁；通過四點(diǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)，在15°C、850# f條件下測試小梁微波加熱后的愈合效果。發(fā)現(xiàn)小梁疲勞加載至勁度模量下降50%后，微波快速加熱至55~60°C，并靜置3小時(shí)后，小梁愈合后平均的疲勞壽命延長率(即試件愈合后再次作用至相同疲勞破壞的疲勞壽命與愈合前疲勞壽命的比值)為133.2%，彎曲勁度模量恢復(fù)率(即試件愈合后的彎曲勁度模量恢復(fù)值與試件疲勞破壞時(shí)彎曲勁度模量的比值)為108.7%，表明能實(shí)現(xiàn)瀝青混凝土的快速熱修復(fù)。
[0011]實(shí)施例2:
制做瀝青砂楽小梁，各原材料所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:集料(0~4.75mm檔，石灰?guī)r)占47.8%，石灰?guī)r礦粉7.2%，軟磁鐵氧體粉末19.5%，SBS改性瀝青25.5% ;將集料加熱至185°C，SBS瀝青加熱至180~185°C，開啟攪拌鍋，先后加入集料、瀝青，在185°C下攪拌90s后，加入石灰?guī)r礦粉與軟磁鐵氧體粉，攪拌180s，在170~175°C條件下，澆筑瀝青砂漿小梁模具，采用靜壓法，待試件冷卻5小時(shí)至室溫后，得到瀝青砂漿小梁；將小梁置入-10°C溫度箱靜置3小時(shí)，通過三點(diǎn)彎曲實(shí)驗(yàn)，加載速率為50mm/min，將小梁破壞，微波加熱至55°C，在常溫下靜置3小時(shí)，再放入-10°C溫度箱靜置3小時(shí)，通過三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)再次測試小梁抗彎強(qiáng)度，用兩次抗彎強(qiáng)度的比值反映愈合效果。發(fā)現(xiàn)通過微波愈合，小梁的抗彎強(qiáng)度能恢復(fù)到原來的65.4%，表明能實(shí)現(xiàn)瀝青混凝土的快速熱修復(fù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種在微波作用下可快速自愈合的瀝青混凝土，其特征在于由粗細(xì)集料、石灰?guī)r礦粉、瀝青、軟磁鐵氧體粉末和纖維制備而成，原材料所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:粗細(xì)集料83.8%~88.3%，礦粉 2.3%~7.9%，瀝青 4.4%~5.8%，軟磁鐵氧體粉末 2.1%~8.5%、纖維 0~0.3%，其總質(zhì)量滿足100%。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波自愈合瀝青混凝土，其特征在于所述軟磁鐵氧體粉末0.075mm篩孔通過率大于等于75%，密度為3.059g.cm 3。3.—種如權(quán)利要求1所述的微波自愈合瀝青混凝土的制備方法，其特征在于具體步驟如下: (I )按照原材料所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)粗細(xì)集料83.1%~88.3%，礦粉2.3%~7.9%，瀝青4.4%~5.8%，軟磁鐵氧體粉末2.1%~8.5%，纖維0~0.3%，稱取原材料； (2 )將粗細(xì)集料加熱至185°C，瀝青加熱至155。。~180°C，待用； (3 )往攪拌鍋中先后加入步驟(2 )得到的粗細(xì)集料和瀝青，同時(shí)加入纖維，在185°C下攪拌90s后，加入礦粉和軟磁鐵氧體粉末，在185°C下攪拌180s ; (4 )在170~175°C下澆筑成型、養(yǎng)護(hù)，得到微波自愈合瀝青混凝土。4.一種如權(quán)利要求1所述的微波自愈合瀝青混凝土的修復(fù)方法，其特征在于具體步驟如下: 軟磁鐵氧體粉末較為均勻地分散在瀝青膠漿中，將瀝青混凝土在微波下的損耗因子提高到0.16以上，通過微波作用于該微波自愈合瀝青混凝土的損壞路面，軟磁鐵氧體粉末對(duì)微波有介電損耗和磁損耗，瀝青膠楽將微波電磁能轉(zhuǎn)化為熱能，通過加熱使瀝青混凝土快速、均勻升溫至45~85°C，利用瀝青的熱修復(fù)作用，實(shí)現(xiàn)瀝青混凝土的快速自愈合。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種在微波作用下可快速自愈合的瀝青混凝土、制備方法及其修復(fù)方法。所述微波自愈合瀝青混凝土由粗細(xì)集料、石灰?guī)r礦粉、瀝青和軟磁鐵氧體粉末以及纖維制備而成，原材料所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：粗細(xì)集料83.8%~88.3%，礦粉2.3%~7.9%，瀝青4.4%~5.8%，軟磁鐵氧體粉末2.1%~8.5%、纖維0~0.3%。其中經(jīng)過拌合，軟磁鐵氧體粉末較為均勻地分散在瀝青膠漿中，將瀝青混凝土在微波下的損耗因子提高到0.16以上，當(dāng)微波作用于該微波自愈合瀝青混凝土的損壞路面時(shí)，軟磁鐵氧體對(duì)微波有介電損耗和磁損耗，瀝青膠漿將微波電磁能轉(zhuǎn)化為熱能，通過一定時(shí)間加熱使瀝青混凝土快速、均勻升溫至45~85℃，利用瀝青的熱修復(fù)作用，實(shí)現(xiàn)瀝青混凝土的快速自愈合。
【IPC分類】C04B14/30, C04B26/26
【公開號(hào)】CN105036614
【申請?zhí)枴緾N201510468834
【發(fā)明人】朱興一, 鐘盛, 李峰
【申請人】同濟(jì)大學(xué)
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年8月4日