沥青混凝土自愈合修复技术研究进展徐科博士

沥青混凝土路面在使用期间的行车荷载和外界环境的反复作用下，沥青材料会逐渐失去黏结性能而导致路面产生裂缝和松散等病害，此时进行路面修复甚至重建，均会带来交通安全、拥堵，资金等问题。当沥青混凝土路面出现上述病害时，防水剂、沥青再生剂等材料被应用于沥青混凝土路面使其免受环境破坏和水分渗透，但其耐久性会因环境和行车荷载的反复作用而降低，降低了路面的抗滑性能，影响行车的安全性和路面使用性能，因此研究新的沥青混凝土路面修复方法迫在眉睫。

沥青混凝土路面在常温下可以自愈合，但速度非常缓慢，且要求没有行车荷载的循环作用。当沥青混合料中的黏结剂在间歇期受到高温或使用高黏度沥青时，沥青的愈合率会提高，沥青愈合会修复沥青混凝土路面由低温、疲劳和基层反射所导致的裂缝松散等病害，因此会提高沥青混凝土路面的服务寿命，减少路面的养护和修复，带来经济和交通等方面的益处。沥青混凝土路面的愈合技术与密封剂等修复措施相比，不会给修复路面带来负面影响，如抗滑性能等，因此研究发现提高沥青混凝土路面的愈合率是提升路面服务寿命的一种好方法。

自愈，可以定义为由于行车荷载的反复作用，沥青胶结料或混合料产生的裂缝可以部分或全部愈合的过程。当沥青混凝土路面出现裂缝和松散时，如果允许路面在没有外部荷载作用下保持足够的间歇时间，沥青本身的自愈能力可以使裂缝部分愈合。由于沥青材料本身是一种典型的黏弹性材料，在高温下会表现出较好的流动性，这就为沥青材料的自愈合提供了基础。

沥青材料可以看作是一种两相材料，即液体相，称为胶质；固体相，称为沥青质。随着时间的推移，液相会逐步地氧化、消失而导致沥青变得坚硬而脆弱。为避免这种情况发生，在路面刚出现老化迹象时，胶质等聚合物被应用在沥青混凝土路面上，但这种愈合方法只作用于表面，其只影响路表面以下的范围。为解决此问题，聚合物添加到路面的最佳方式是将充满愈合剂的胶囊与沥青混凝土相拌和，这种技术方法主要利用的是微胶囊技术。

微胶囊愈合技术的优点在于其利用接触反应且愈合效率高，愈合后路面材料强度恢复效果好；缺点在于对技术要求高，且成本较高，掺加的微胶囊分布要密且均匀，过于稀疏或者不均匀都达不到良好的愈合效果，在生产、与沥青混合以及路面施工的过程中如何保证微胶囊的安全也是一个难点，且微胶囊在沥青混合料中的同一区域最多只发生一次愈合，若同一区域发生多次开裂则不再有愈合效果。因此研究出更适合沥青混凝土路面实际应用的微胶囊对路面修复至关重要。

由于沥青混合料本身具有自愈合性能以及沥青材料的温度敏感性和时间依赖性，因此使沥青材料在荷载间歇期间受到更高的温度时，其愈合率会大幅增加。基于这重要的一点，研究电磁感应加热以及微波加热等技术来提高钢纤维增强沥青混凝土路面的愈合率是相当创新的技术措施，以此来提高路面的抗疲劳性能和延长沥青混凝土路面的服务寿命，目前已有学者对此进行了研究。

以电磁感应加热愈合技术为主的加热诱导愈合方法是现阶段对沥青混凝土路面修复较新的研究领域，此方法是通过感应加热掺导电材料的沥青以修复裂缝，较其他愈合方法有多次愈合且愈合效率高等优点。现阶段国内外对此方法的研究还不充分，需要在导电材料的优化及其对沥青混凝土拌和、施工、力学性能的影响；沥青材料的优化及感应加热设备制造；沥青混凝土的感应加热时机、加热时间等；感应加热模型的建立等方面进行研究。鉴于电磁感应加热的优点及可研究性，建议该方法广泛地应用于沥青混凝土路面修复。

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