CN115321884A - 一种微波加热自愈合沥青混凝土及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微波加热自愈合沥青混凝土及其制备方法，所述自愈合沥青混凝土，包括集料、沥青、矿粉和玄武岩纤维，其中沥青包裹在玄武岩纤维表面，以混合料总量计，所述玄武岩纤维，占比0.2～0.6％，且以占沥青百分比计，其占5～15％，其纤维长度为3～12mm，直径为0.01～0.02mm，该沥青混凝土自愈合性能得到提升，尤其是添加将玄武岩纤维与铁氧化物通过共价交联获得的改性玄武岩纤维，沥青混凝土自愈合效率明显提高，该沥青混凝土的愈合率可达74％，且整体性能佳，在沥青路面养护中具有广阔的应用前景。本发明还公开一种微波加热自愈合沥青混凝土的制备方法，该制备方法包括制备改性玄武岩纤维、组分预加热、混匀成型，操作简便，在现有设备基础上即可完成，适于推广。

Description

一种微波加热自愈合沥青混凝土及其制备方法

技术领域

本发明属于公路建筑材料研究领域，更具体地，涉及一种微波加热自愈合沥青混凝土及其制备方法。

背景技术

路面工程被广泛认为是交通运输行业的基础，然而路面在服役过程中常常会遭受环境、荷载和人为破坏等因素的损坏，常常由于路面自身性能不足引发路面病害，如路面裂缝、坑槽、皲裂等，尤其是沥青混凝土面层。根据交通运输部数据，截至2021年末，我国公路养护里程525.16万公里，在公路总里程中占比99.4％，这表明路面养护已经成为影响交通运输行业可持续发展的重要因素。

然而，现有养护技术，虽能够对路面进行一定程度的修复，但依旧存在许多问题：养护材料粘结性能不足，力学特性较差，投入使用后，养护材料自身会出现开裂、坑槽等病害，进而再次影响行车安全性与舒适性；另外养护过程需要投入大量的新原料，对本就紧张的天然集料资源造成更大的压力。因此，研发一种具备原位自愈合能力的沥青混凝土材料，对实现路面自愈合修复，延长养护材料及路面的使用寿命，降低路面在全寿命周期内的养护成本具有重要意义，其中，微波加热自愈合沥青混凝土一直是本领域的研究热点。

微波加热自愈合沥青混凝土主要是利用微波感应材料吸收微波能量，并将微波能转化为热能，使自身加热升温，同时加热周围沥青使其接近流动态，促使沥青中微裂纹闭合，从而达到自愈合的效果。然而，由于一般沥青混合料的微波吸收能力不强，为了提高沥青混合料的微波吸收能力采用具有吸波特性的集料，然而具有吸波特性的集料吸收微波之后先提高自身温度，再通过热传导使沥青受热，温度升高到沥青能够流动才能实现沥青混凝土自愈合，因集料吸波能力有限且集料热传导效果较差，现有的微波加热技术对沥青加热速度较慢，导热效果较差或加热不均匀，容易导致自愈合效率低的问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种微波加热自愈合沥青混凝土及其制备方法，其目的在于添加适量的长度为3～12mm，直径为0.01～0.02mm的玄武岩纤维，纤维可均匀分布于沥青中形成能量通路，沥青包裹在纤维表面，当微波加热时，纤维直径小使得吸收的微波能量快速用于加热沥青且加热较均匀，进而提升加热效果，尤其是以混合料总量计添加0.2～0.6％的玄武岩纤维，自愈合效率高且对其他性能有一定提升作用，由此解决现有微波加热自愈合沥青混凝土加热速度慢或加热不均匀导致的自愈合效率低的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种微波加热自愈合沥青混凝土，包括集料、沥青、矿粉，其还包括玄武岩纤维，其中沥青包裹在玄武岩纤维表面，以混合料总量计，玄武岩纤维占比0.2～0.6％，且以占沥青百分比计，所述玄武岩纤维占比5～15％；所述玄武岩纤维，其纤维长度为3～12mm，直径为0.01～0.02mm。

优选地，所述微波加热自愈合沥青混凝土，其所述玄武岩纤维为改性玄武岩纤维，所述改性玄武岩纤维为玄武岩纤维和铁氧化物以共价交联获得，其中玄武岩纤维与铁氧化物配比为100～200:3～10。

优选地，所述微波加热自愈合沥青混凝土，其所述改性玄武岩纤维，按照如下制备方法获得：

将800～1000份硅烷偶联剂溶液、100～200份玄武岩纤维和3～10份铁氧化物均匀混合，充分反应后，烘干玄武岩纤维，获得改性玄武岩纤维。

优选地，所述微波加热自愈合沥青混凝土，其所述硅烷偶联剂溶液，质量分数为0.5％～5％，包括KH550、KH560、KH570硅烷偶联剂溶液中的一种或多种组合；所述铁氧化物，包括纳米Fe₃O₄；所述充分反应，为超声震荡12～24小时。

优选地，所述微波加热自愈合沥青混凝土，其所述集料，包括玄武岩、石灰岩或花岗岩，集料级配为AC、SMA、OGFC任意一种或多种；所述沥青，包括SBS改性沥青；所述矿粉，包括石灰岩矿粉。

按照本发明的另一方面，还提供了一种如本发明所述微波加热自愈合沥青混凝土的制备方法，其包括以下步骤：

将800～1000份硅烷偶联剂溶液、100～200份玄武岩纤维和3～10份铁氧化物均匀混合，充分反应后，烘干玄武岩纤维，制备改性玄武岩纤维；

将集料、沥青、矿粉和获得的改性玄武岩纤维，分别预加热至预设温度；

预热后先预拌和集料，再加入沥青，按照预设比例添加改性玄武岩纤维并分多次加入，搅拌混匀后加入矿粉，搅拌混匀成型，即为所述的微波加热自愈合沥青混凝土。

优选地，所述微波加热自愈合沥青混凝土的制备方法，其所述预设比例，按照质量份数计，改性玄武岩纤维占混合料总份数的0.2～0.6％，且占沥青的5～15％。

优选地，所述微波加热自愈合沥青混凝土的制备方法，其特征在于，所述改性玄武岩纤维占混合料总量的0.4％，分2-4次加入。

优选地，所述微波加热自愈合沥青混凝土的制备方法，其所述预设温度，其中所述改性玄武岩纤维的预设温度为130～140℃。

按照本发明的另一方面，还提供了一种改性玄武岩纤维用作微波加热自愈合沥青混凝土的感应加热材料，其所述改性玄武岩纤维为玄武岩纤维与铁氧化物以两者配比为100～200:3～10共价交联获得。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

本发明提供的微波加热自愈合沥青混凝土，通过添加适量纤维长度为3～12mm，直径为0.01～0.02mm的玄武岩纤维，这种长度的纤维易于均匀分布于沥青中，使得沥青附着在纤维表面，当微波加热时，因玄武岩纤维直径较小可将能量快速用于加热沥青，加热速率快进而提升沥青混凝土自愈合性能，同时可以填补混合料中的空隙，利于提升沥青混凝土的性能，以混合料总量计，玄武岩纤维添加量在0.2～0.6％，可使得沥青混凝土自愈合性能提升效果明显且对其他性能影响不大。

尤其是将玄武岩纤维与微波增敏剂如铁氧化物通过共价交联得到改性玄武岩纤维后再添加，铁氧化物附着在纤维上，微波加热时铁氧化物吸收的微波能量可以通过玄武岩纤维间形成的能量通路快速传递给周围的沥青，而且铁氧化物与玄武岩纤维通路间的协同作用能够使周围沥青迅速升温，进而显著提高沥青混凝土的加热速率，利于提高自愈合率。另外，纳米Fe₃O₄与玄武岩纤维共价交联后可使得纳米Fe₃O₄随纤维均匀分散于沥青中，能够均匀地加热周围包裹的沥青使其快速流动，使得沥青混凝土微波加热更均匀，自愈合效果更佳；实验结果也表明，以占沥青混合料总量的百分比计，添加0.2～0.6％改性玄武岩纤维的微波加热自愈合沥青混凝土的加热速率在0.85℃/s以上，且沥青混凝土的动稳定度、残留强度和TSR性能指标数值在该添加范围内均较高，整体性能较佳，利于推广应用。

附图说明

图1是实施例1-5和对比例1-3中微波加热沥青混凝土的加热速率比较；

图2是实施例1-3和对比例1-3中微波加热沥青混凝土的路用性能比较；

图3是实施例2中微波加热沥青混凝土不同愈合温度对应的愈合率。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

现有微波加热自愈合沥青混凝土主要是通过集料吸收能量使自身温度升高，再通过热传导给沥青加热，使其受热流动实现自愈合，然而，往往集料占比很大，而微波加热能量有限，往往大部分微波能量被用于集料自身的升温，而沥青加热效果较差，导致自愈合效率低；为解决这个问题，我们尝试加入微波增敏剂如纳米Fe₃O₄提升沥青的加热效果，但发现纳米Fe₃O₄在沥青中分散性能不佳，沥青中直接添加微波增敏剂，容易团聚、不易分散，导致加热不均匀，自愈合效果较差。

为了有针对性的对沥青进行加热，减少热传导，提升沥青混凝土自愈合性能，本发明通过添加玄武岩纤维提升沥青混凝土的加热速率，而且沥青能够很好的附着在纤维表面，通过吸收微波能量，可直接加热沥青，进而提高沥青混凝土自愈合效率；为进一步提高玄武岩纤维的吸波能力，将玄武岩纤维和铁氧化物通过共价交联剂交联后获得改性玄武岩纤维，使得铁氧化物附着在玄武岩纤维上进一步提升沥青混凝土的加热速率，而且铁氧化物因附着在纤维上能够均匀分散于沥青中，微波加热时沥青受热均匀，加热效果更佳。

本发明提供了一种微波加热自愈合沥青混凝土，其包括集料、沥青、矿粉和玄武岩纤维，其中沥青包裹在玄武岩纤维表面，以混合料总量计，玄武岩纤维占比0.2～0.6％，且以占沥青百分比计，所述玄武岩纤维占比5～15％；所述玄武岩纤维，纤维长度为3～12mm，直径为0.01～0.02mm。

在电磁感应加热技术中，研究表明，导电纤维长度在2mm以下，直径0.15mm以上时，混合料加热愈合性能较好，但在微波加热技术中，发现玄武岩纤维长度在3mm以上，尤其是在3～12mm，直径在0.01～0.02mm，微波加热性能较佳，可能是因为在这个长度范围的纤维，纤维和纤维之间容易形成能量通道，使得玄武岩纤维吸收的微波能量更容易传递，而且纤维直径小，利于玄武岩纤维吸收微波后快速用于加热沥青，提升沥青加热效果；另外，这种玄武岩纤维易于均匀分布于沥青中，利于均匀加热沥青，同时也利于填补沥青混合料间的空隙，改善沥青混凝土的性能。

随着玄武岩纤维添加量的增加，沥青混凝土的加热速率随之增加，但其动稳定度、残留强度比和TSR均随玄武岩纤维的增加呈现先上升后降低的趋势，而动稳定度、残留强度比和TSR值越大，表示其性能越佳，玄武岩纤维添加量在0.2～0.6％范围内，其微波加热速率和动稳定度、残留强度比和TSR值均较高，沥青混凝土的整体性能较好；且玄武岩纤维占沥青百分比为5～15％，玄武岩纤维添加量过低，沥青加热效果较差，沥青因外掺物的添加自身软化点会有一定程度的升高，如果纤维添加量过高，玄武岩纤维吸收的微波能量可能反而不足以使沥青软化流动。

所述玄武岩纤维，优选改性玄武岩纤维，所述改性玄武岩纤维为玄武岩纤维和铁氧化物以共价交联获得，其中玄武岩纤维与铁氧化物配比为100～200:3～10，所述铁氧化物，包括纳米Fe₃O₄；

将铁氧化物与玄武岩纤维共价交联，一是铁氧化物附着在纤维上，微波加热时铁氧化物吸收的微波能量通过纤维之间形成的能量通路能够快速传递给周围沥青，铁氧化物与玄武岩纤维通路协同作用可以明显提升沥青混凝土的加热速率，利于将更多的能量用于加热沥青，在离地面4cm到8cm的深度，也有良好的加热的效果，二是可以解决铁氧化物在沥青中分散性能差，易结团的问题，使得沥青受热更均匀，可在较短时间内、较低的微波功耗下提升沥青的加热效果，进而提升沥青混凝土的自愈合效果。

在一些实施例中，所述集料的吸波能力良好，如玄武岩，在采用大功率微波加热路面时，玄武岩集料也可以吸收一定微波能量，一部分能量用于自身升温，一部分能量用于加热沥青，可与玄武岩纤维一同加热沥青至呈流动态，使得沥青路面上较深或较宽缝隙能够自愈合。

在一些实施中，所述集料的吸波能力较差，如石灰岩或花岗岩，在采用较小功率微波加热热面时，玄武岩纤维吸收微波能量快速加热沥青使其流动，使得沥青路面微小缝隙自愈合。

所述矿粉，优选金属氧化物含量低的矿粉，如石灰岩矿粉，在常用矿粉中石灰岩矿粉中铁氧化物的含量较低，在较短时间、较低功率微波加热路面时，微波主要被沥青混凝土中的玄武岩纤维和铁氧化物吸收，用于加热沥青，利于提升沥青混凝土的自愈合效率。

上述改性玄武岩纤维，按照如下制备方法获得：

将800～1000份硅烷偶联剂溶液、100～200份玄武岩纤维和3～10份铁氧化物均匀混合，充分反应后，烘干玄武岩纤维，获得改性玄武岩纤维。

所述硅烷偶联剂溶液，质量分数为0.5％～5％，包括KH550、KH560、KH570硅烷偶联剂溶液中的一种或多种组合；所述铁氧化物，优选纳米Fe₃O₄；

采用硅烷偶联剂作为交联剂，是因为玄武岩纤维与硅烷偶联剂具有良好的浸润性，能稳定的与纳米Fe₃O₄共价交联，在制备沥青混凝土时，预加热时不会受高温的影响发生离析，可确保微波增敏剂纳米Fe₃O₄均匀分布于沥青中；

所述硅烷偶联剂溶液、玄武岩纤维和铁氧化物均匀混合，充分反应，优选采用超声震荡混合，反应时间为12～24小时。

另外，本发明还提供了一种如本发明所述的微波加热自愈合沥青混凝土的制备方法，其包括以下步骤：

(1)制备改性玄武岩纤维：取800～1000份硅烷偶联剂溶液、100～200份玄武岩纤维和3～10份铁氧化物，混合充分反应，取出玄武岩纤维烘干，得到附着微波增敏剂的改性玄武岩纤维；所述混合充分反应，优选采用超声震荡混合，反应12-24小时；所述铁氧化物，优选纳米Fe₃O₄。

(2)组分预加热处理：将集料、沥青、改性玄武岩纤维，分别预加热至预设温度；所述改性玄武岩纤维预设温度为130～140℃，预热温度过低，不利于与沥青混合，预设温度过高，纳米Fe₃O₄容易从玄武岩纤维上离析出来，在与沥青混合时容易结团；

所述集料预设温度优选160～170℃，所述沥青预设温度优选150～160℃；

(3)制备微波加热自愈合沥青混凝土：

预热后，先预拌和集料，再加入沥青拌和，按照预设比例添加改性玄武岩纤维并分多次加入，搅拌混合，最后加入矿粉，搅拌混匀成型，即为本发明所述的微波加热自愈合沥青混凝土。

改性玄武岩纤维分多次加入利于纤维上附着的微波增敏剂能够在沥青中均匀分布，使得微波加热路面时沥青能够均匀受热，沥青混凝土自愈合效果好。

所述预设比例，按照质量份数总量计，改性玄武岩纤维占总量的0.2～0.6％，优选占比0.4％，以占沥青百分比计，改性玄武岩纤维占5～15％；其中优选集料1800～2200份、沥青100份、矿粉170～230份。

所述集料为玄武岩，级配包括AC、SMA、OGFC任意一种或多种；所述沥青，优选SBS改性沥青；所述矿粉包括石灰岩矿粉；

另外，本发明还提供了一种如本发明所述的改性玄武岩纤维用作微波加热自愈合沥青混凝土的感应加热材料。

以下为实施例：

以下实施例和对比例中，实施例1-3和对比例1-4的集料均为玄武岩；实施例4和实施例5的集料分别为石灰岩和花岗岩。

实施例1微波加热自愈合沥青混凝土1

所述微波加热自愈合沥青混凝土1，包括2000份京山玄武岩、100份BS改性沥青、200份矿粉和6.9份改性玄武岩纤维，其中以占沥青混合料总量的百分比计，改性玄武岩纤维占比0.3％，以沥青百分比计，其占比6.9％；按照如下制备方法获得：

(1)制备改性玄武岩纤维：将800份质量分数为1％的KH-550硅烷偶联剂溶液、200份玄武岩纤维和5份纳米Fe₃O₄采用超声震荡均匀混合，静置反应24小时后，取出玄武岩纤维烘干，得到附着微波增敏剂纳米Fe₃O₄的改性玄武岩纤维。

(2)组分预加热处理：将集料京山玄武岩、SBS改性沥青、附着微波增敏剂的改性玄武岩纤维预先加热，其中集料预加热至160℃，SBS改性沥青预加热至150℃，改性玄武岩预加热至140℃。

(3)制备微波加热自愈合沥青混凝土：称取预先加热至160℃的京山玄武岩2000份进行预拌和，随后加入150℃的100份SBS改性沥青进行拌合90s；然后将140℃的6.9份附着微波增敏剂的改性玄武岩纤维平均分3次投入，每次搅拌30s，最后加入200份矿粉，搅拌90s，再经过成型工艺，得到微波加热自愈合沥青混凝土1。

沥青混凝土1采用的级配为AC-13，下同，其中AC-13沥青混合料矿料筛分结果如下表所示。

实施例2微波加热自愈合沥青混凝土2

所述微波加热自愈合沥青混凝土2，包括京山玄武岩、SBS改性沥青、矿粉和改性玄武岩纤维，以占沥青混合料总量的百分比计，改性玄武岩纤维占比0.4％；其按照实施例1中的方法制备，加入预热后的改性玄武岩纤维9.2份，其他同实施例1，得到微波加热自愈合沥青混凝土2。

实施例3微波加热自愈合沥青混凝土3

所述微波加热自愈合沥青混凝土3，包括京山玄武岩、SBS改性沥青、矿粉和改性玄武岩纤维，以占沥青混合料总量百分比计，改性玄武岩纤维占比0.5％；其按照实施例1中的方法制备，加入预热后的改性玄武岩纤维11.5份，其他同实施例1，得到微波加热自愈合沥青混凝土3。

对比例1微波加热自愈合沥青混凝土6

所述微波加热自愈合沥青混凝土6，包括京山玄武岩、SBS改性沥青、矿粉和改性玄武岩纤维，以占沥青混合料总量百分比计，改性玄武岩纤维占比0.1％，按照实施例1制备方法获得。

对比例2微波加热自愈合沥青混凝土7

所述微波加热自愈合沥青混凝土7，包括京山玄武岩、SBS改性沥青、矿粉和改性玄武岩纤维，以占沥青混合料总量百分比计，改性玄武岩纤维占比0.7％，按照实施例1制备方法获得。

对比例3玄武岩沥青混凝土

所述玄武岩沥青混凝土，包括京山玄武岩、SBS改性沥青、矿粉，按照以下制备方法获得；

将集料京山玄武岩、SBS改性沥青预先加热，其中集料预加热至160℃，SBS改性沥青预加热至150℃；

称取预先加热至160℃的京山玄武岩2000份进行预拌和，随后加入150℃的100份SBS改性沥青进行拌合90s，最后加入200份矿粉，搅拌90s，再经过成型工艺，得到玄武岩沥青混凝土。

将实施例1-3和对比例1-3制备获得的沥青混凝土进行测试，其中加热速率比较见图1，动稳定度、残留强度比和TSR的比较见图2，其性能指标具体结果如下表所示：

在沥青混凝土性能测试实验中，动稳定度、残留强度比和TSR值越高，则其性能越好，而加热速率越高，则微波感应加热自愈合沥青混凝土加热速度越快，在微波感应加热时，自愈合速度快。

由表中对比例3可知，不添加改性玄武岩纤维的沥青混凝土，其动稳定度和加热速率最低，整体性能较差，说明添加少量改性玄武岩纤维能够提升沥青混凝土的整体性能指标，尤其是加热速率得到明显提升。

实施例1-3和对比例1-2可知，随着改性玄武岩纤维添加量的不断增加，沥青混凝土的加热速率呈现持续增大，具有正相关特性，但动稳定度、残留强度比和TSR均呈现先增大后降低的趋势，在其添加量为0.4％时，整体性能指标最佳，而添加量在0.1％时，加热速率最差，且动稳定度、残留强度比和TSR均较差，整体性能不佳；而添加量在0.7％时，虽加热速率最高，但动稳定度、残留强度比和TSR均比添加0.4-0.5％时差，整体性能一般，说明改性玄武岩纤维并非添加越多越好，需控制在合适的范围内。

结合上述所有性能指标综合考虑，实施例2的沥青混凝土整体性能指标最佳，改性玄武岩纤维的优选添加量为0.4％。

对比例4微波加热自愈合沥青混凝土8

所述微波加热自愈合沥青混凝土8，包括玄武岩、SBS改性沥青、玄武岩纤维和纳米Fe₃O₄，按照如下制备方法获得：

将预先加热至160℃的2000份京山玄武岩进行预拌和，随后加入150℃的100份SBS改性沥青进行拌合90s；然后将预热至140℃的9份玄武岩纤维、0.2份纳米Fe₃O₄一次性投入，搅拌30s，最后加入200份矿粉，搅拌90s，再经过成型工艺，得到微波加热自愈合沥青混凝土8。

以实施例2和对比例4获得的沥青混凝土为测试对象，沥青混凝土的性能测试结果见下表：

表中对比例4，玄武岩纤维和纳米Fe₃O₄未交联，两者单独添加并一次性投入，在制备过程中出现玄武岩纤维因团聚难以分散的情况，致使制备的沥青混凝土出现应力集中，性能大幅下降；与此同时，纳米Fe₃O₄也难以搅拌均匀，导致沥青混凝土出现局部过热，整体加热速率显著下降，说明直接添加纳米Fe₃O₄对沥青混凝土加热速率的提升不明显，且容易加热不均匀。

实施例4微波加热自愈合沥青混凝土4

所述微波加热自愈合沥青混凝土4，包括宜昌石灰岩、SBS改性沥青、矿粉和改性玄武岩纤维，以占沥青混合料百分比计，改性玄武岩纤维占比0.4％；其按照实施例1中的方法制备，将实施例1中京山玄武岩替换为宜昌石灰岩，加入预热后的改性玄武岩纤维9.2份，其他同实施例1，得到微波加热自愈合沥青混凝土4。

实施例5微波加热自愈合沥青混凝土5

所述微波加热自愈合沥青混凝土5，包括麻城花岗岩、SBS改性沥青、矿粉和改性玄武岩纤维，以占沥青混合料总量百分比计，改性玄武岩纤维占比0.4％；其按照实施例1中的方法制备，将实施例1中京山玄武岩替换为麻城花岗岩，加入预热后的改性玄武岩纤维9.2份，其他同实施例1，得到微波加热自愈合沥青混凝土5。

对实施例4、5获得的沥青混凝土以及集料宜昌石灰岩和麻城花岗岩进行微波加热测试，获得各自的加热速率，结果如下：

(1)实施例4获得的沥青混凝土的加热速率为0.41℃，而单独检测其集料宜昌石灰岩的加热速率为0.16℃，加热速率提升2.5倍；

(2)实施例5获得的沥青混凝土的加热速率为0.36℃，而单独检测其集料麻城花岗岩的加热速率为0.12℃，加热速率提升3倍；

由此可知，添加改性玄武岩纤维后能够显著提升以石灰岩或花岗岩为集料制备沥青混凝土的加热速率，其对路面微小缝隙具有一定自愈合能力。

实施例6微波加热自愈合沥青混凝土的自愈合性能测试

测试实施例2的沥青混凝土在不同愈合温度下的愈合率，微波加热过程中，以愈合温度作为停止加热的指标，采用红外相机对微波加热前后的沥青混凝土平均温度进行监控；采用断裂-愈合-断裂试验微波加热自愈合沥青混凝土的自愈合性能进行测试，采用UTM-25对沥青混凝土进行断裂试验，以得到愈合前后沥青混凝土的断裂强度，以其比值为愈合率，将愈合率作为自愈合性能的评判指标，愈合温度和愈合率的测试结果见图3。

由图3可知，随着愈合温度的不断升高，基于玄武岩纤维的微波加热沥青混凝土的愈合率呈现先持续上升后下降的趋势，在110℃处达到最大。这表明上述的沥青混凝土具备自愈合的特性，能够在微波的干涉下，对自身的破损进行修复，修复的效果与温度相关，在一定的温度范围内，温度越高代表着愈合率越高，修复温度在110℃较适宜，此时愈合率较高，可达74％。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种微波加热自愈合沥青混凝土，包括集料、沥青、矿粉，其特征在于，还包括玄武岩纤维，其中沥青包裹在玄武岩纤维表面，以混合料总量计，玄武岩纤维占比0.2～0.6％，且以占沥青百分比计，所述玄武岩纤维占比5～15％；所述玄武岩纤维，其纤维长度为3～12mm，直径为0.01～0.02mm。

2.如权利要求1所述的微波加热自愈合沥青混凝土，其特征在于，所述玄武岩纤维为改性玄武岩纤维，所述改性玄武岩纤维为玄武岩纤维和铁氧化物以共价交联获得，其中玄武岩纤维与铁氧化物配比为100～200:3～10。

3.如权利要求2所述的微波加热自愈合沥青混凝土，其特征在于，所述改性玄武岩纤维，按照如下制备方法获得：

将800～1000份硅烷偶联剂溶液、100～200份玄武岩纤维和3～10份铁氧化物均匀混合，充分反应后，烘干玄武岩纤维，获得改性玄武岩纤维。

4.如权利要求3所述的微波加热自愈合沥青混凝土，其特征在于，所述硅烷偶联剂溶液，质量分数为0.5％～5％，包括KH550、KH560、KH570硅烷偶联剂溶液中的一种或多种组合；所述铁氧化物，包括纳米Fe₃O₄；所述充分反应，为超声震荡12～24小时。

5.如权利要求1或2所述的微波加热自愈合沥青混凝土，其特征在于，所述集料，包括玄武岩、石灰岩或花岗岩，集料级配为AC、SMA、OGFC任意一种或多种；所述沥青，包括SBS改性沥青；所述矿粉，包括石灰岩矿粉。

6.一种如权利要求2至4任意一项所述微波加热自愈合沥青混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将800～1000份硅烷偶联剂溶液、100～200份玄武岩纤维和3～10份铁氧化物均匀混合，充分反应后，烘干玄武岩纤维，制备改性玄武岩纤维；

将集料、沥青、矿粉和获得的改性玄武岩纤维，分别预加热至预设温度；

预热后先预拌和集料，再加入沥青，按照预设比例添加改性玄武岩纤维并分多次加入，搅拌混匀后加入矿粉，搅拌混匀成型，即为所述微波加热自愈合沥青混凝土。

7.如权利要求6所述的微波加热自愈合沥青混凝土的制备方法，其特征在于，所述预设比例，按照质量份数计，改性玄武岩纤维占混合料总量的0.2～0.6％，且占沥青的5～15％。

8.如权利要求7所述的微波加热自愈合沥青混凝土的制备方法，其特征在于，所述改性玄武岩纤维占混合料总量的0.4％，分2-4次加入。

9.如权利要求8所述的微波加热自愈合沥青混凝土的制备方法，其特征在于，所述预设温度，其中所述改性玄武岩纤维的预设温度为130～140℃。

10.一种改性玄武岩纤维用作微波加热自愈合沥青混凝土的感应加热材料，其特征在于，所述改性玄武岩纤维为玄武岩纤维与铁氧化物以两者配比为100～200:3～10共价交联获得。

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