技术领域
[0001] 本
发明是一种具有自愈合功能的含砂雾封层材料制备方法，属于
沥青路面
预防性养护技术领域。
背景技术
[0002] 随着我国道路建设的飞速发展，道路养护工作量日益增大，许多路面由于在出现早期病害时得不到及时的维修养护，而最终发展成严重的结构性破坏以至于不得不重新修建。这不仅使司乘人员在行车时得不到舒适的行车体验，还导致原本只需花费少量成本就能恢复路面使用性能演变成必须花费高昂代价重新铺筑。研究表明，路面早期病害多以功能性病害为主，比如集料表面的沥青膜剥落、路面表层集料松散、微裂缝、渗
水现象等，这些病害通过采用及时的预防性养护措施，便能达到较为优良的处治效果，带来良好的路用性能。
[0003] 雾封层作为近年来预防性养护最有效的方法之一，被越来越多地用于沥青路面预防性养护。它通过专用机械喷洒到路面上，经由路表集料松散剥落处和微裂缝渗入到路面内部，对路面进行“输血”，从而恢复路表老化沥青的粘结
力，封填微小裂缝和空隙，防止路表渗水，延长了路面使用寿命，推迟了造价更高的路面大修大补。但目前雾封层只是填封路面裂缝，通车2～3年后，上述路表微裂缝、集料松散、沥青老化等病害依旧会重复出现，仅在一定程度上延长了道路寿命。
[0004] 另外，由于雾封层会显著降低沥青路面的抗滑性能，影响行车安全性。近年来含砂雾封层得到广泛应用。含砂雾封层，是由以改性
乳化沥青或
煤沥青基材料、陶土、
聚合物添加剂为主要成分的雾封层材料与砂组成的混合料，采用专用的含砂雾封层高压喷洒车在沥青路面上喷洒形成薄层，以起到与雾封层相同的养护作用。而且由于与雾封层相比，含砂雾封层增加了一定成分的细粒砂，提高了路
面层摩擦系数，显著增强了路面抗滑性能；其次，细粒砂能迅速地渗透到微小裂缝中，起到填充作用，更有效地防止水的下渗；同时含砂雾封层中细粒砂的存在，更提高了路面的耐磨耗性能与持久性。但是，含砂雾封层依旧存在着传统雾封层未能解决的问题，其作用依旧只是填封路面裂缝，而不能实现裂缝自愈合，达到持续防治路面病害的目的。
[0005] 事实上，沥青材料本身就具有自愈合性能，早在19世纪60年代就有国外学者对其进行了证实，但是，沥青本身的自愈合性能太弱，受荷载作用间歇时间和环境因素的影响较大，并不足以达到处治路面病害的效果，因此，增强沥青材料自愈合性能的研究显得日益迫切。近年来，国内外学者通过各种技术改善了沥青材料的自愈合性能。这些技术大致可分为2类，即主动增强技术与被动增强技术。
[0006] 主动增强技术通过合理的改性方式提高沥青材料的自愈合能力，有学者试图通过离聚物的可逆离子键结合机制实现沥青自愈和性能的增强，其不足在于离聚物难以与沥青混合均匀，完全相容；另有学者通过
纳米粒子在纳米作用下向裂缝处的不断积累，到达抑制裂缝发展的目的，但是此方法中纳米粒子难易均匀分散于沥青材料中，导致其自愈合效果不佳；还有通过改良型交联聚合物对沥青进行改性的，此方法中沥青的愈合
温度过高，并不满足实际路用性能要求。
[0007] 被动增强技术则以微胶囊技术、诱导式加热技术与毛细管网络技术为代表，微胶囊技术的缺点在于其一次性的自愈合效果，无法持续自愈，且胶囊破裂后残留的空洞也不利于路面结构的稳定；诱导式加热技术通过掺加导
电介质使沥青具有导
电能力，从而定期对路面加热实现自愈合，但这种技术不仅加热的具体方法、加热时机和时间难以确定，而且需要依靠具体设备才能完成，造成了一定的
能源浪费。
[0008] 由此可见，传统的雾封层材料喷洒在沥青路面上，会造成路面抗滑性能的显著下降，影响行车安全；同时，目前没有提出一种实施简便、能重复自愈合、耐久性好且依靠自然
环境温度场循环变化就能实现的雾封层材料自愈合新方法。因此，需要研发更适应沥青路面抗滑性能要求、具有自愈合功能和较好耐久性的含砂雾封层材料，以应对我国道路高速发展趋势对预防性养护技术的要求。
发明内容
[0009] (1)技术问题
[0010] 本发明目的是提供一种具有自愈合功能的含砂雾封层材料制备方法，解决目前雾封层材料抗滑性能不足、易老化开裂、缺少重复自愈合功能、耐久性差、不能依靠自然环境温度场循环变化实现自愈合的问题，从而提高路面养护效果和路面使用性能，改善服务品质。
[0011] (2)技术方案
[0012] 鉴于目前雾封层存在抗滑性能不足、易老化开裂、缺少重复自愈合功能、耐久性差、不能依靠自然环境温度场循环变化实现自愈合的问题，本发明深入到雾封层材料自愈合机理，从宏观和微观两个
角度入手，增强雾封层材料的自愈合性能，并通过添加具有合理级配的细集料，增强雾封层材料的抗滑性能，提供一种具有自愈合功能的含砂雾封层材料制备方法，从而使采用含砂雾封层养护过的路面具有在自然环境下自愈合的功能同时又不会显著降低路面的抗滑性能。本发明的技术方案如下：首先，选用优质机制砂作为含砂雾封层细集料并进行合理的级配设计；然后，选用相转变温度合适的形状记忆
纤维对其进行
热机械循环拉伸训练，确定最佳循环次数，从而赋予纤维形状记忆性能，达到闭合雾封层微裂缝的目的；同时，选择相转变温度合适的热塑性颗粒作为含砂雾封层的添加剂，使其达到适当温度时能融化进而封填裂缝；接着，分别称取适量乳化沥青、形状记忆纤维、热塑性颗粒、适量细集料与水混合均匀得到含砂雾封层材料；最后通过检测混合乳液顶部与底部固体残留物的含量差进一步优化含砂雾封层各成分配合比设计，从而使雾封层材料具有良好的自愈合性能与抗滑性能。
[0013] (3)有益效果
[0014] 随着我国道路建设的飞速发展，需要对越来越多的沥青路面进行预防性养护，这就为雾封层的应用推广提供了广阔的前景。采用本发明提供的具有自愈合功能的含砂雾封层材料的制备方法，能显著增强雾封层材料的自愈合性能以及抗滑性能，较好地解决目前雾封层材料抗滑性能不足、易老化开裂、缺少重复自愈合功能、耐久性差、不能依靠自然环境温度场循环变化实现自愈合的问题。
[0015] 根据本发明提供的
专利技术，能够研发出具有自愈合功能的含砂雾封层材料，用于沥青路面预防性养护，处治了多数沥青路面早期功能性病害，显著改善了沥青路用性能，使司乘人员得到了更为舒适的驾驶和乘车环境，体现了以人为本的建设理念，更好地适应我国道路建设的飞速发展，具有良好的社会效益；通过形状记忆纤维的形状记忆效应，使含砂雾封层微裂缝在适当温度得到闭合，再通
过热塑性颗粒在适当温度融化来封填裂缝，从而实现裂缝的愈合，为含砂雾封层的进一步研究和改善奠定了
基础，具有较高的科学价值；此外在沥青路面出现早期病害时使用具有自愈合功能的含砂雾封层，提高了其耐久性，避免了出现严重路面病害时才展开修补，显著降低了维持高品质沥青路面的成本，同时有效延长了路面使用寿命，具有较好的经济效益。
具体实施方式
[0016] 本发明提供一种具有自愈合功能的含砂雾封层材料的制备方法，具体实施步骤如下：
[0017] (1)选择最大粒径为1.18mm、具有一定级配的优质机制砂作为含砂雾封层的细集料，测得该细集料的表观相对
密度、
含水量和砂当量，经过筛分测试各筛孔通过率，进行细集料级配设计；
[0018] (2)优选相转变温度与路表最高温度场相匹配的聚
氨酯纤维和热塑性颗粒，其中纤维作为雾封层
增强材料，并通过高温加载拉伸、保持荷载不变降温、室温卸载三阶段预形变，赋予聚氨酯纤维形状记忆功能；
[0019] (3)分别称取一定量改性乳化沥青和细集料，根据7％油石比和7.5％含水量分别称取一定量的改性乳化沥青和
饮用水，再根据5％纤维含量与10％热塑性颗粒含量，分别称取相应
质量的预形变纤维与热塑性颗粒；
[0020] (4)将称得的预形变纤维、热塑性颗粒、和改性乳化沥青混合，采用电动
搅拌机以200～300转/分钟转速在常温下进行搅拌2分钟，制得混合均匀的乳液；
[0021] (5)将细集料和水加入制得的乳液中继续以400～600转/分钟的转速搅拌30秒，制得混合均匀的含砂雾封层材料，随后倒入
稳定性试管中静置5分钟；
[0022] (6)取试管上部1/3与下部1/3进行固体残留物的含量检测，计算两部分固体残留物含量差值，若大于15％，则继续优化各成分配比，直至将差值控制在15％以内，完善具有自愈合功能的含砂雾封层材料的制备方法。
