多腔室复合壁材沥青自愈合胶囊的制备与性能研究开题报告

全文总字数：4076字

1. 研究目的与意义（文献综述）

沥青路面是指用沥青作为结合料、粘结集料来修筑道路面层与各类基层及垫层所建成的路面结构，相比于水泥混凝土路面，沥青路面具有行车舒适、养护便捷、安全性高等优点，现已成为我国高等级公路的主要类型。然而，在服役期间，沥青路面受到自然环境和车辆荷载的综合作用，导致沥青老化，进而产生微小裂缝并不断扩展，最终导致裂缝、松散、坑槽等病害，降低沥青路面的服役寿命。我国建成的沥青路面中，有相当一部分沥青路面无法达到设计使用寿命，仅在路面使用早期便会出现各种路面病害，有些路面通车仅一两年就出现了大面积开裂、车辙、坑槽等路面破坏现象，严重影响道路的舒适性和安全性，亟需先进的沥青路面养护技术。

沥青具有一定的自愈合能力，提高沥青的自愈合性能将有助于延长沥青路面的服役寿命，达到节省养护成本、保证行车安全等目的。目前，国内外研究者在增强沥青混凝土自愈合能力方面已取得了一定的研究成果，借鉴生物体的自愈合机制提出了主动增强和被动增强两类自愈合技术，以延长沥青混凝土的疲劳寿命。主动增强自愈合技术是通过选择自愈合能力高的沥青以及向沥青中添加能增加沥青强度或修复黏结强度的聚合物来提高沥青自身的自愈合能力，存在提高沥青自愈合性能的能力有限、一旦沥青路面出现较大裂纹后很难自动愈合等缺陷。被动增强自愈合技术则通过能量供给或者物质补充修复微裂纹，抑制裂纹发展成宏观病害。能量供给需要在沥青路面铺筑时便将导电性材料混入沥青混凝土中，当沥青路面服役一段时间并且出现裂纹后，人为提供大量能量升高沥青路面温度、促进裂纹愈合，该方法能量利用率不高，严重浪费资源能源，同时也存在升温速率低、加热设备缺乏、仅能修复路面表层裂纹、无法恢复老化沥青性能等技术难题，限制了其实际应用。

已有研究表明，掺入包覆修复剂的海藻酸钙胶囊能够有效提升沥青混凝土的自愈合性能。海藻酸钙胶囊具有应力相应特性，无需外界诱导即可在行程荷载下逐渐释放修复剂修复微裂纹，同时还能够原位再生老化沥青，有望成为先进的沥青路面养护技术，能有效地节约能源，显著提升沥青路面建设和养护的绿色化和智能化水平。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

（1）多腔室复合壁材海藻酸钙自愈合胶囊的制备和表征：

采用葵花籽油、去离子水、海藻酸钠、吐温80、凹凸棒土和氯化钙等原材料利用离子置换原理和锐孔法制备出不同海藻酸钠溶液浓度和凹凸棒土的用量的多腔室自愈合胶囊，采用sem、热重分析、单轴压缩以及红外光谱分析等方法研究其微观结构、热稳定性、强度、油含量以及在沥青混合料拌和压实后的成活率，优选出最适合掺入沥青混凝土中的多腔室复合壁材海藻酸钙自愈合胶囊。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备，确定技术方案，并完成开题报告。

第4－8周：不同组成的复合壁材自愈合胶囊的制备。

第9－12周：复合壁材自愈合胶囊的结构组成、力学性能、热稳定性能、自愈合性能测试。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 田洋, 庞琦, 孙国强, 孙大权. 沥青混凝土疲劳损伤自愈合行为研究进展(5)——沥青自愈合微胶囊. 石油沥青. 2016;30(5):27-34.

[2] 张雷,刘全涛,吴少鹏,汪曾峰,alvaro garcia.自愈合胶囊对沥青混合料的性能影响研究[j].武汉理工大学学报(交通科学与工程版),2018,42(01):39-43.

[3] 马涛,赵卫东,李蕊.沥青自愈合技术的研究进展与展望[j].合成材料老化与应用,2019,48(02):132-138 143