一种仿生自愈性沥青及其制备方法

摘要

本发明提供一种仿生自愈性沥青及其制备方法。仿生自愈性沥青包括基质沥青和仿生自愈性沥青改性剂；其中，仿生自愈性沥青改性剂包括自愈组分。本发明以在常温下具有膨胀性且自主增殖结晶的材料为自愈组分，与本领域中常见的基质沥青结合，模仿人体愈合机制，使得得到的仿生自愈性沥青在不影响沥青路用性能的前提下使得道路具有类似人体一样的自主愈合功能。本发明的仿生自愈性沥青具有膨胀、自主增值结晶功能，且制备方法简单，生产成本低，所制备的仿生自愈性沥青不仅具有自主愈合裂缝、有效减少开裂的效果，而且不影响沥青的其他各项性能。

权利要求

1.一种仿生自愈性沥青，包括基质沥青和仿生自愈性沥青改性剂；其中，所述仿生自愈性沥青改性剂包括自愈组分50-90重量份和抗剥落组分10-50重量份；所述自愈组分包括膨胀树脂和膨胀水泥，二者的重量比为50-95:5-50；所述抗剥落组分包括木质素磺酸钙、木质素磺酸钠和石油树脂，三者的重量比为5-90:5-45:5-80；或所述抗剥落组分包括木质素磺酸钙和石油树脂，二者的重量比为20-50:50-80，或所述抗剥落组分包括木质素磺酸钠和石油树脂，二者的重量比为40-50:50-60，或所述抗剥落组分包括木质素磺酸钙和木质素磺酸钠，二者的重量比为60-70:30-40。

2.根据权利要求1所述的仿生自愈性沥青，其特征在于，所述仿生自愈性沥青改性剂包括自愈组分60-85重量份和抗剥落组分15-40重量份。

3.根据权利要求2所述的仿生自愈性沥青，其特征在于，所述仿生自愈性沥青改性剂包括自愈组分70-80重量份和抗剥落组分20-30重量份。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的仿生自愈性沥青，其特征在于，所述基质沥青与仿生自愈性沥青改性剂的重量比为10-80:20-90。

5.根据权利要求4所述的仿生自愈性沥青，其特征在于，所述基质沥青与仿生自愈性沥青改性剂的重量比为20-70:30-80。

6.权利要求1-5中任一项所述的仿生自愈性沥青的制备方法，包括：

(1)将基质沥青加热至拌和温度；

(2)将仿生自愈性沥青改性剂添加至步骤(1)中的基质沥青中，拌和，发育，即得。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中拌和温度为110-160℃；拌和时间为5-60min。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中拌和温度为130-150℃，拌和时间为20-40min。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中拌和为剪切搅拌，搅拌速率为2000-10000r/min。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述搅拌速率为4000-6000r/min。

11.根据权利要求6-10中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中发育温度为130-150℃，发育时间为20-40min。

说明书

一种仿生自愈性沥青及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及道路及建筑材料改性技术领域，更具体地，涉及一种仿生自愈性沥青及其制备方法。

背景技术

[0002] 交通基础设施建设是国家发展的基石，截止至2016年，我国公路总里程已达457万公里，城市道路占城市总体面积的1/3，每年有近20万公里道路需进行恢复重建工程。道路病害频发致使道路养护投入巨大，同时给交通安全和人们的出行带来重大影响。道路养护问题已经引起了国内外的广泛关注，在一些交通压力大的地区，建设耐久的长寿命道路意义重大。

[0003] 据调研，道路裂缝不仅是病害的主要成分，而且是其他病害的主要诱因。本项目对京津冀地区道路进行了定点调查，结果显示裂缝面积占总病害面积的50％以上。应对道路裂缝，目前普遍采用的方法是在开裂发生后进行灌缝处理，此方法滞后性强，费时耗力，碳排放量大，污染环境，且治标不治本，因此减少裂缝的发生才是治理道路病害的有效方法。

[0004] 目前，我国道路工程采用的养护方法多为人工手动修复，即当路面出现裂缝、坑槽等病害时，采用工人手动作业的方式。根据养护定则，对缝宽在10mm以内的采用热沥青灌缝或乳化沥青灌缝；缝宽在10mm以上时采用细粒式热拌沥青混合料或乳化沥青混合料填缝：沥青面层空隙较大，透水严重或路面轻微裂缝但路面强度能满足要求时需建筑路面上封层。这些养护方式只能短暂解决开裂问题，不仅不能从根本上解决开裂问题，甚至不能有效阻止病害的进一步发展。

[0005] 在此背景下，研发具有自愈性的功能道路成为近年道路发展的必然趋势。

[0006] 近些年来，许多国家研究了一些自愈性材料，其优劣势如表1所示。

[0007] 表1国内外自愈性道路材料技术一览表

[0008]

[0009] 例如，公开号为CN102786258A的发明专利公开了一种裂缝自愈合沥青混凝土及其制备方法,该沥青混凝土包含粗集料、细集料、填料和沥青,还包含刚性纤维和柔性纤维，刚性纤维掺入量为粗集料、细集料、填料和沥青总质量的0.50～2.5wt％,柔性纤维掺入量为粗集料、细集料、填料和沥青总质量的0.10～0.35wt％。该混凝土的制备方法：称取烘干的集料置于盛料盘中,将其混合均匀并于烘箱中预热至180℃,填料单独加热至180℃；沥青预热至160～175℃；刚性纤维和柔性纤维按要求量分别烘干备用；先将刚性纤维掺入到混合集料中拌和,然后与液态沥青拌和，接着与填料拌和，再与柔性纤维拌和，最后成型。该发明使沥青路面的低温开裂降到最小且能自愈，有效避免早期开裂,但纤维的掺入给混凝土带来不利影响，且修复后的混凝土强度回复率、裂缝闭合率、耐久性以及断裂能等无法确定。

[0010] 公开号为CN105198281A的发明专利公开了一种自愈式沥青混凝土及其制备方法，其质量份数的原料组成为：矿料100份、SBS改性沥青5～6份和磁性金属1.5～2.5份。其制备方法,包括如下步骤：1)分别对矿料、改性沥青和磁性金属进行预热处理,分别得到预热后的矿料、改性沥青和磁性金属；2)将预热后的矿料、改性沥青和磁性金属混合搅拌,得到混合料；3)对混合料进行成型处理,即可得到。通过电磁波使钢丝绒发热,从而软化沥青，使沥青路面重新愈合，但是加热的过程消耗大量能源，加速沥青混凝土的老化，严重污染环境。

发明内容

[0011] (一)要解决的技术问题

[0012] 本发明要解决的技术问题是道路在交通荷载和温度变化的共同作用下易产生裂缝，且在大气降水的影响下，若不及时处理，将导致坑槽、车辙、唧浆等更为严重的道路病害。

[0013] (二)技术方案

[0014] 本发明提供了一种仿生自愈性沥青，包括基质沥青和仿生自愈性沥青改性剂；其中，仿生自愈性沥青改性剂包括自愈组分。

[0015] 本发明通过模仿人体愈合机制，提供了包括仿生自愈性沥青改性剂和基质沥青的仿生自愈性沥青，利用该复配型自愈性沥青配置仿生自愈性沥青道路材料铺筑路面。含有自愈组分的改性剂与基质沥青复配能更好地实现裂缝的填补。

[0016] 在本发明中，自愈组分选用常温下具有膨胀性且可自主增殖结晶的材料。在常规的自然环境下或者空气中，能够膨胀、自主增殖结晶的材料物质均可作为本发明的自愈组分。常温为25℃左右的温度。

[0017] 为了能使裂缝更好地被填补，本发明的自愈组分优选为膨胀树脂、膨胀止水胶、膨胀水泥、膨胀石墨中的一种或多种。

[0018] 其中，膨胀树脂优选为高吸水性膨胀树脂。高吸水性树脂是一种新型的高分子材料，它能够吸收自身重量几百倍至千倍的水分，无毒、无害、无污染；吸水能力特强，保水能力特高，所吸水分不能被简单的物理方法挤出，并且可反复释水、吸水。

[0019] 遇水膨胀止水胶是一旦经硬化就变成复原性良好的橡胶弹性体、浸水后自身体积膨胀、充填空隙发挥确实的止水效果。

[0020] 由膨胀水泥配制的混凝土在水中自由膨胀率为8×10-4～10×10-4，可在混凝土中建立0.2～0.6MPa的自应力，满足补偿收缩要求，可减少或防止混凝土收缩开裂。

[0021] 这几种物质可分别单独作为自愈组分，也可将任意几种物质组合作为自愈组分。

[0022] 进一步优选地，自愈组分包括膨胀树脂和膨胀水泥，再优选地，自愈组分包括膨胀树脂和膨胀水泥，二者的重量比优选为50-95:5-50；进一步优选地，二者的重量比为63-90:10-37，更优选为74-85:15-26。在上述比例中，由沥青制备得到的混合料的瞬时阻水能力和长期阻水能力均较好。在本发明中，自愈组分可以为上述比例的膨胀树脂和膨胀水泥。

[0023] 为了提高沥青与路面的粘结性，有效防止矿料剥离脱落，仿生自愈性沥青改性剂还包括抗剥落组分，为了与上述自愈组分能更好地结合，提高两者结合后的粘附性，提高经改性剂得到的沥青与原路面的粘结性，本发明中抗剥落组分优选为木质素磺酸钙、木质素磺酸钠和石油树脂中的一种或者几种。

[0024] 木质素磺酸钙无毒，具有良好的稳定性、分散性和粘结性。木质素磺酸钠具有良好的稳定性和分散性，能吸附在各种固体质点的表面上。石油树脂具有良好的化学稳定性，并有调节粘性和热稳定性好的特点，而且价格低廉，无毒，对环境友好。这几种物质可分别单独作为抗剥落组分，也可将任意几种物质组合作为抗剥落组分。当选取任意几种物质组合时，其各种物质的配比可任意选择，只要配制而成的抗剥落组分的最终含量满足要求即可，无论选择上述何种物质或者各种物质的配比如何，均可达到相应的粘附性能，防止水泥化合物被挤出的效果类似。

[0025] 进一步优选地，抗剥落组分包括木质素磺酸钙、木质素磺酸钠和石油树脂，三者的重量比为5-90:5-45:5-80，优选地，三者的重量比优选为10-35:15-30:35-75。在本发明中，抗剥落组分可以为上述比例的木质素磺酸钙、木质素磺酸钠和石油树脂。

[0026] 或是，抗剥落组分包括木质素磺酸钙和石油树脂，二者的重量比为20-50:50-80，优选为40-50:50-60。在本发明中，抗剥落组分可以为上述比例的木质素磺酸钙和石油树脂。

[0027] 或是，抗剥落组分包括木质素磺酸钠和石油树脂，二者的重量比为40-50:50-60。在本发明中，抗剥落组分可以为上述比例的木质素磺酸钠和石油树脂。

[0028] 或是，抗剥落组分包括木质素磺酸钙和木质素磺酸钠，二者的重量比为60-70:30-40。在本发明中，抗剥落组分可以为上述比例的木质素磺酸钙和木质素磺酸钠。

[0029] 为了提高自主愈合和防止路面开裂的效果，在本发明一个优选实施方式中，该改性剂包括自愈组分50-90重量份和抗剥落组分10-50重量份；优选地，包括自愈组分60-85重量份和抗剥落组分15-40重量份；进一步优选地，包括自愈组分70-80重量份和抗剥落组分20-30重量份。

[0030] 其中，在本发明中，重量份可以是μg、mg、g、kg等本领域公知的重量单位，也可以是其倍数，如1/10、1/100、10倍、100倍等。

[0031] 在改性剂中以质量百分比表示，自愈组分为50-90wt％，抗剥落组分为10-50wt％。在本发明中，当自愈组分的添加量低于50％，则裂缝愈合的效果较差；当自愈组分的添加量高于90％，则裂缝愈合的效果不会再有明显提高或者裂缝愈合的效果基本不变，因此继续添加自愈组分，导致原材料的浪费，提高成本。而当抗剥落组分的添加量低于10％，则粘附作用不佳，部分水泥化合物会开裂；当抗剥落组分的添加量高于50％，则粘附作用不会再有明显提高或者粘附作用基本不变，因此继续添加抗剥落组分，导致原材料的浪费，提高成本。

[0032] 只有添加适当含量的自愈组分和抗剥落组分，才能形成最佳效果的仿生自愈性沥青改性剂，该仿生自愈性沥青改性剂既不影响道路的正常使用功能，又充分实现了道路自愈合的作用。

[0033] 为了使得到的仿生自愈性沥青有效地吸收路表水分，有效封堵裂缝，自愈效果好，本发明又一个优选实施方式中，基质沥青与仿生自愈性沥青改性剂的重量比为10-80:20-90，优选为20-70:30-80。

[0034] 即，仿生自愈性沥青中各组分的质量百分比为，基质沥青10-80％、仿生自愈性沥青改性剂20-90％；优选地，基质沥青20-70％、仿生自愈性沥青改性剂30-80％。

[0035] 在本发明一个优选实施方式中，为了能更有效地吸收路表水分，进一步提高自愈效果，仿生自愈性沥青包括重量比为10-80:20-90的基质沥青和仿生自愈性沥青改性剂；仿生自愈性沥青改性剂包括自愈组分50-90重量份和抗剥落组分10-50重量份；自愈组分包括膨胀树脂和膨胀水泥，二者的重量比为50-95:5-50；抗剥落组分包括木质素磺酸钙、木质素磺酸钠和石油树脂，三者的重量比为5-90:5-45:5-80。

[0036] 为了进一步提高自愈性能，在上述实施例的基础上，抗剥落组分中三者的重量比优选为10-35:15-30:35-75。

[0037] 在本发明又一个优选实施方式中，为了进一步提高性能，仿生自愈性沥青包括重量比为10-80:20-90的基质沥青和仿生自愈性沥青改性剂；仿生自愈性沥青改性剂包括自愈组分50-90重量份和抗剥落组分10-50重量份；自愈组分包括膨胀树脂和膨胀水泥，二者的重量比为50-95:5-50；抗剥落组分包括木质素磺酸钙和石油树脂，二者的重量比为20-50:50-80，优选为40-50:50-60，或所述抗剥落组分包括木质素磺酸钠和石油树脂，二者的重量比为40-50:50-60，或所述抗剥落组分包括木质素磺酸钙和木质素磺酸钠，二者的重量比为60-70:30-40。

[0038] 在一个优选的实施方式中，自愈组分由膨胀树脂和膨胀水泥组成，二者的重量比为63-90:10-37，更优选为74-85:15-26。

[0039] 在本发明中，以AC-13型沥青混合料作为基础路面材料的优选，经过大量试验证明，当选取膨胀性树脂和膨胀水泥复配组合，制成仿生自愈性沥青混合料(SHAC-13改性沥青混合料)，其瞬时阻水性和长期自愈性最优，可达到最佳的裂缝自愈合效果。

[0040] 根据本发明的一个方面，还提供了上述仿生自愈性沥青的制备方法，包括：

[0041] (1)将基质沥青加热至拌和温度；

[0042] (2)将仿生自愈性沥青改性剂添加至步骤(1)中的基质沥青中，拌和，发育，即得。

[0043] 优选地是，步骤(2)中的基质沥青与仿生自愈性沥青改性剂的拌和温度为110-160℃，优选为130-150℃。

[0044] 优选地是，步骤(2)中基质沥青与仿生自愈性沥青改性剂的拌和时间为5-60min，优选为20-40min。

[0045] 在上述拌和温度下和拌和时间内，基质沥青与仿生自愈性沥青改性剂可充分混合均匀。

[0046] 优选地是，步骤(2)中基质沥青与仿生自愈性沥青改性剂的发育温度为130-150℃，发育时间为20-40min。

[0047] 在本发明中，发育通常置于烘箱中。

[0048] 优选地是，基质沥青与仿生自愈性沥青改性剂的拌和方法为剪切搅拌，搅拌速率为2000-10000r/min。使用剪切仪进行高速拌和，搅拌速率优选为4000-6000r/min。

[0049] 在本发明中，上述仿生自愈性沥青改性剂的制备方法，优选包括：按照配比称取自愈组分和抗剥落组分，进行拌和，即得。

[0050] 其中，通常将自愈组分和抗剥落组分装入拌和设备中进行拌和。

[0051] 在本发明一个优选实施方式中，自愈组分和抗剥落组分的拌和温度为20-40℃。

[0052] 在20-40℃的温度下，本发明中的自愈组分和抗剥落组分均处于自由流动的状态，流动性好，有利于二者充分混合，且均匀，制备的仿生自愈性沥青改性剂为液态，具有良好的流动性。较优选的是，拌和温度为25-30℃。更优选地，自愈组分和抗剥落组分的拌和温度为常温(25℃左右)即可。

[0053] 为了使两者充分混合，自愈组分和所述抗剥落组分的拌和时间为90-150s，优选的是，拌和时间为100-120s。在上述的拌和时间内，两种物质可充分混合均匀。

[0054] (三)有益效果

[0055] (1)本发明提出的仿生自愈性沥青以及其制备方法，将含有自愈组分的改性剂与沥青基质有机地结合起来，使得到的仿生自愈性沥青在不影响沥青路用性能的前提下使得道路具有类似人体一样的自主愈合功能，有效填补路面或路基的裂缝，减少雨水对路基的破坏，延长其使用寿命工艺简单，操作方便，制备过程无污染，成本低；

[0056] (2)采用该方法制备的的仿生自愈性沥青可以作为胶结料铺筑道路，达到道路自愈合的效果，因此从根本上解决了道路开裂问题；

[0057] (3)本发明的仿生自愈性沥青，无毒、无污染、无腐蚀性，原材料常见，容易获得，价格低廉，而且自愈性效果良好，对环境友好，具有重要的经济意义和社会意义。该仿生自愈性沥青可广泛用于城市道路、街道、机场、码头和矿山等区域。

具体实施方式

[0058] 下面结合典型实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

[0059] 以下实施例中所涉及的所有材料均为已知的市售产品。其中，膨胀水泥是UEA混凝土膨胀剂加入水泥中制得，UEA混凝土膨胀剂购自宏祥，水泥购自高星，膨胀树脂购自泉兴，基质沥青为AC-13型沥青混合料。

[0060] 实施例1

[0061] 本实施例提供了一种仿生自愈性沥青，包括基质沥青和仿生自愈性沥青改性剂。

[0062] 其中，基质沥青的质量百分比为20％、仿生自愈性沥青改性剂的质量百分比为80％。

[0063] 其中，仿生自愈性沥青改性剂，包括自愈组分和抗剥落组分。自愈组分包括膨胀性树脂和膨胀水泥，抗剥落组分包括木质素磺酸钙、木质素磺酸钠和石油树脂。

[0064] 本实施例的仿生自愈性沥青改性剂中，自愈组分的质量百分比为80％、抗剥落组分的质量百分比为20％。

[0065] 自愈组分中各物质的质量百分比为：膨胀树脂50％、膨胀水泥50％。

[0066] 抗剥落组分中各物质的质量百分比为：木质素磺酸钙35％、木质素磺酸钠30％和石油树脂35％。

[0067] 以配制10000g仿生自愈性沥青为例，需基质沥青2000g，需配制仿生自愈性沥青改性剂8000g。在配制仿生自愈性沥青改性剂的过程中，需自愈组分6400g，需抗剥落组分1600g。

[0068] 本实施例还提供了上述仿生自愈性沥青的制备方法，如下：

[0069] (1)将基质沥青加热至拌和温度；

[0070] (2)将仿生自愈性沥青改性剂添加到已经加热至拌和温度的基质沥青中进行拌和；

[0071] (3)将拌和后的基质沥青与仿生自愈性沥青改性剂的混合物放入烘箱中进行发育。

[0072] 步骤(1)中基质沥青和仿生自愈性沥青改性剂的拌和温度为110℃、拌和时间为60min；使用剪切仪进行高速拌和，搅拌速率为4000r/min。步骤(3)中基质沥青和仿生自愈性沥青改性剂的发育温度为130℃、发育时间为40min。

[0073] 其中，仿生自愈性沥青改性剂的制备方法，包括：

[0074] (1)将自愈组分和抗剥落组分按照一定比例称取；

[0075] (2)将自愈组分和抗剥落组分装入拌和设备中进行拌和。

[0076] 其中，自愈组分和抗剥落组分的拌和温度为25℃，拌和时间为100s。搅拌器的转速为40r/min。

[0077] 实施例2

[0078] 本实施例提供了一种仿生自愈性沥青，包括基质沥青和仿生自愈性沥青改性剂。

[0079] 其中，基质沥青的质量百分比为10％、仿生自愈性沥青改性剂的质量百分比为90％。

[0080] 其中，仿生自愈性沥青改性剂，包括自愈组分和抗剥落组分。自愈组分包括膨胀性树脂和膨胀水泥，抗剥落组分包括木质素磺酸钙和石油树脂。

[0081] 本实施例的仿生自愈性沥青改性剂中，自愈组分的质量百分比为90％、抗剥落组分的质量百分比为10％。

[0082] 自愈组分中各物质的质量百分比为：膨胀树脂63％、膨胀水泥37％。

[0083] 抗剥落组分中各物质的质量百分比为：木质素磺酸钙50％和石油树脂50％。

[0084] 以配制10000g仿生自愈性沥青为例，需基质沥青1000g，需配制仿生自愈性沥青改性剂9000g。在配制仿生自愈性沥青改性剂的过程中，需自愈组分8550g，需抗剥落组分450g。

[0085] 本实施例还提供了上述仿生自愈性沥青的制备方法，如下：

[0086] (1)将基质沥青加热至拌和温度；

[0087] (2)将仿生自愈性沥青改性剂添加到已经加热至拌和温度的基质沥青中进行拌和；

[0088] (3)将拌和后的基质沥青与仿生自愈性沥青改性剂的混合物放入烘箱中进行发育。

[0089] 步骤(1)中基质沥青和仿生自愈性沥青改性剂的拌和温度为160℃、拌和时间为5min；使用剪切仪进行高速拌和，搅拌速率为6000r/min。步骤(3)中基质沥青和仿生自愈性沥青改性剂的发育温度为150℃、发育时间为20min。

[0090] 其中，仿生自愈性沥青改性剂的制备方法，包括：

[0091] (1)将自愈组分和抗剥落组分按照一定比例称取；

[0092] (2)将自愈组分和抗剥落组分装入拌和设备中进行拌和。

[0093] 其中，自愈组分和抗剥落组分的拌和温度为30℃，拌和时间为110s。搅拌器的转速为40r/min。

[0094] 实施例3

[0095] 本实施例提供了一种仿生自愈性沥青，包括基质沥青和仿生自愈性沥青改性剂。

[0096] 其中，基质沥青的质量百分比为70％、仿生自愈性沥青改性剂的质量百分比为30％。

[0097] 其中，仿生自愈性沥青改性剂，包括自愈组分和抗剥落组分。自愈组分包括膨胀性树脂和膨胀水泥，抗剥落组分包括木质素磺酸钠和石油树脂。

[0098] 本实施例的仿生自愈性沥青改性剂中，自愈组分的质量百分比为70％、抗剥落组分的质量百分比为30％。

[0099] 自愈组分中各物质的质量百分比为：膨胀树脂74％、膨胀水泥26％。

[0100] 抗剥落组分中各物质的质量百分比为：木质素磺酸钠40％和石油树脂60％。

[0101] 以配制10000g仿生自愈性沥青为例，需基质沥青7000g，需配制仿生自愈性沥青改性剂3000g。在配制仿生自愈性沥青改性剂的过程中，需自愈组分2100g，需抗剥落组分900g。

[0102] 本实施例还提供了上述仿生自愈性沥青的制备方法，如下：

[0103] (1)将基质沥青加热至拌和温度；

[0104] (2)将仿生自愈性沥青改性剂添加到已经加热至拌和温度的基质沥青中进行拌和；

[0105] (3)将拌和后的基质沥青与仿生自愈性沥青改性剂的混合物放入烘箱中进行发育。

[0106] 步骤(1)中基质沥青和仿生自愈性沥青改性剂的拌和温度为130℃、拌和时间为40min；使用剪切仪进行高速拌和，搅拌速率为2000r/min。步骤(3)中基质沥青和仿生自愈性沥青改性剂的发育温度为140℃、发育时间为30min。

[0107] 其中，仿生自愈性沥青改性剂的制备方法，包括：

[0108] (1)将自愈组分和抗剥落组分按照一定比例称取；

[0109] (2)将自愈组分和抗剥落组分装入拌和设备中进行拌和。

[0110] 其中，自愈组分和抗剥落组分的拌和温度为20℃，拌和时间为140s。搅拌器的转速为40r/min。

[0111] 实施例4

[0112] 本实施例提供了一种仿生自愈性沥青，包括基质沥青和仿生自愈性沥青改性剂。

[0113] 其中，基质沥青的质量百分比为80％、仿生自愈性沥青改性剂的质量百分比为20％。

[0114] 其中，仿生自愈性沥青改性剂，包括自愈组分和抗剥落组分。自愈组分包括膨胀性树脂和膨胀水泥，抗剥落组分包括木质素磺酸钙、木质素磺酸钠和石油树脂。

[0115] 本实施例的仿生自愈性沥青改性剂中，自愈组分的质量百分比为50％、抗剥落组分的质量百分比为50％。

[0116] 自愈组分中各物质的质量百分比为：膨胀树脂85％、膨胀水泥15％。

[0117] 抗剥落组分中各物质的质量百分比为：木质素磺酸钙70％、木质素磺酸钠10％和石油树脂20％。

[0118] 以配制10000g仿生自愈性沥青为例，需基质沥青8000g，需配制仿生自愈性沥青改性剂2000g。在配制仿生自愈性沥青改性剂的过程中，需自愈组分1000g，需抗剥落组分1000g。

[0119] 本实施例还提供了上述仿生自愈性沥青的制备方法，如下：

[0120] (1)将基质沥青加热至拌和温度；

[0121] (2)将仿生自愈性沥青改性剂添加到已经加热至拌和温度的基质沥青中进行拌和；

[0122] (3)将拌和后的基质沥青与仿生自愈性沥青改性剂的混合物放入烘箱中进行发育。

[0123] 步骤(1)中基质沥青和仿生自愈性沥青改性剂的拌和温度为150℃、拌和时间为20min；使用剪切仪进行高速拌和，搅拌速率为10000r/min。步骤(3)中基质沥青和仿生自愈性沥青改性剂的发育温度为130℃、发育时间为30min。

[0124] 其中，仿生自愈性沥青改性剂的制备方法，包括：

[0125] (1)将自愈组分和抗剥落组分按照一定比例称取；

[0126] (2)将自愈组分和抗剥落组分装入拌和设备中进行拌和。

[0127] 其中，自愈组分和抗剥落组分的拌和温度为25℃，拌和时间为110s。搅拌器的转速为40r/min。

[0128] 实施例5

[0129] 本实施例还提供了一种仿生自愈性沥青，包括基质沥青和上述仿生自愈性沥青改性剂。

[0130] 其中，基质沥青的质量百分比为40％、仿生自愈性沥青改性剂的质量百分比为60％。

[0131] 其中，仿生自愈性沥青改性剂，包括自愈组分和抗剥落组分。自愈组分包括膨胀性树脂和膨胀水泥，抗剥落组分包括木质素磺酸钙。

[0132] 本实施例的仿生自愈性沥青改性剂中，自愈组分的质量百分比为60％、抗剥落组分的质量百分比为40％。

[0133] 自愈组分中各物质的质量百分比为：膨胀树脂90％、膨胀水泥10％。

[0134] 以配制10000g仿生自愈性沥青为例，需基质沥青4000g，需配制仿生自愈性沥青改性剂6000g。在配制仿生自愈性沥青改性剂的过程中，需自愈组分3600g，需抗剥落组分2400g。

[0135] 本实施例还提供了上述仿生自愈性沥青的制备方法，如下：

[0136] (1)将基质沥青加热至拌和温度；

[0137] (2)将仿生自愈性沥青改性剂添加到已经加热至拌和温度的基质沥青中进行拌和；

[0138] (3)将拌和后的基质沥青与仿生自愈性沥青改性剂的混合物放入烘箱中进行发育。

[0139] 步骤(1)中基质沥青和仿生自愈性沥青改性剂的拌和温度为140℃、拌和时间为30min；使用剪切仪进行高速拌和，搅拌速率为4000r/min。步骤(3)中基质沥青和仿生自愈性沥青改性剂的发育温度为140℃、发育时间为40min。

[0140] 其中，仿生自愈性沥青改性剂的制备方法，包括：

[0141] (1)将自愈组分和抗剥落组分按照一定比例称取；

[0142] (2)将自愈组分和抗剥落组分装入拌和设备中进行拌和。

[0143] 其中，自愈组分和抗剥落组分的拌和温度为25℃，拌和时间为120s。搅拌器的转速为40r/min。

[0144] 实施例6

[0145] 本实施例还提供了一种仿生自愈性沥青，包括基质沥青和上述仿生自愈性沥青改性剂。

[0146] 其中，基质沥青的质量百分比为30％、仿生自愈性沥青改性剂的质量百分比为70％。

[0147] 其中，仿生自愈性沥青改性剂，包括自愈组分和抗剥落组分。自愈组分包括膨胀性树脂和膨胀水泥，抗剥落组分包括木质素磺酸钙、木质素磺酸钠和石油树脂。

[0148] 本实施例的仿生自愈性沥青改性剂中，自愈组分的质量百分比为85％、抗剥落组分的质量百分比为15％。

[0149] 自愈组分中各物质的质量百分比为：膨胀树脂95％、膨胀水泥5％。

[0150] 抗剥落组分中各物质的质量百分比为：木质素磺酸钙5％、木质素磺酸钠80％和石油树脂15％。

[0151] 以配制10000g仿生自愈性沥青为例，需基质沥青3000g，需配制仿生自愈性沥青改性剂7000g。在配制仿生自愈性沥青改性剂的过程中，需自愈组分5950g，需抗剥落组分1050g。

[0152] 本实施例还提供了上述仿生自愈性沥青的制备方法，如下：

[0153] (1)将基质沥青加热至拌和温度；

[0154] (2)将仿生自愈性沥青改性剂添加到已经加热至拌和温度的基质沥青中进行拌和；

[0155] (3)将拌和后的基质沥青与仿生自愈性沥青改性剂的混合物放入烘箱中进行发育。

[0156] 步骤(1)中基质沥青和仿生自愈性沥青改性剂的拌和温度为135℃、拌和时间为50min；使用剪切仪进行高速拌和，搅拌速率为5000r/min。步骤(3)中基质沥青和仿生自愈性沥青改性剂的发育温度为135℃、发育时间为30min。

[0157] 其中，仿生自愈性沥青改性剂的制备方法，包括：

[0158] (1)将自愈组分和抗剥落组分按照一定比例称取；

[0159] (2)将自愈组分和抗剥落组分装入拌和设备中进行拌和。

[0160] 其中，自愈组分和抗剥落组分的拌和温度为25℃，拌和时间为120s。搅拌器的转速为40r/min。

[0161] 实施例7

[0162] 本实施例提供了一种仿生自愈性沥青混合料，包括矿质集料和仿生自愈性沥青。仿生自愈性沥青包括基质沥青和仿生自愈性沥青改性剂。仿生自愈性沥青改性剂包括自愈组分和抗剥落组分。

[0163] 本实施例中，自愈组分包括膨胀树脂和膨胀水泥，抗剥落组分包括木质素磺酸钙、木质素磺酸钠和石油树脂。

[0164] 本实施例中，矿质集料为玄武岩。

[0165] 本实施例的仿生自愈性沥青混合料中，矿质集料的质量百分比为80％、仿生自愈性沥青的质量百分比为20％。

[0166] 本实施例的仿生自愈性沥青中，基质沥青的质量百分比为20％、仿生自愈性沥青改性剂的质量百分比为80％。

[0167] 本实施例的仿生自愈性沥青改性剂中，自愈组分的质量百分比为80％、抗剥落组分的质量百分比为20％。

[0168] 以配制10000g仿生自愈性沥青混合料为例，需矿质集料8000g，需配制仿生自愈性沥青2000g。在配制仿生自愈性沥青的过程中，需基质沥青400g，需配制仿生自愈性沥青改性剂1600g。在配制仿生自愈性沥青改性剂的过程中，需自愈组分1280g，需抗剥落组分320g。本实施例中，矿质集料的粒径及各粒径矿质集料的质量百分比如表2所示。

[0169] 表2矿质集料的粒径及各粒径矿质集料的质量百分比

[0170]

[0171] 上述仿生自愈性沥青混合料的制备方法如下：

[0172] (1)制备仿生自愈性沥青；

[0173] (2)将仿生自愈性沥青与矿质集料在一定温度下进行拌和。矿质集料与仿生自愈性沥青的拌和温度为100℃、拌和时间为150s。

[0174] 上述仿生自愈性沥青改性剂的制备方法如下：

[0175] (1)将自愈组分和抗剥落组分按照一定比例称取；

[0176] (2)将自愈组分和抗剥落组分装入拌和设备中进行拌和。

[0177] 自愈组分中各物质的质量百分比为，膨胀树脂50％、膨胀水泥50％。抗剥落组分中各物质的质量百分比为，木质素磺酸钙90％、木质素磺酸钠5％和石油树脂5％。

[0178] 自愈组分和抗剥落组分的拌和温度为25℃，拌和时间为110s。搅拌器的转速为40r/min。

[0179] 上述仿生自愈性沥青的制备方法如下：

[0180] (1)将基质沥青加热至拌和温度；

[0181] (2)将仿生自愈性沥青改性剂添加到已经加热至拌和温度的基质沥青中进行拌和；

[0182] (3)将拌和后的基质沥青与仿生自愈性沥青改性剂的混合物放入烘箱中进行发育。

[0183] 基质沥青和仿生自愈性沥青改性剂的拌和温度为110℃、拌和时间为60min；基质沥青和仿生自愈性沥青改性剂的发育温度为130℃、发育时间为40min。使用剪切仪进行高速拌和，搅拌速率为4000r/min。

[0184] 实施例8

[0185] 本实施例提供了一种仿生自愈性沥青混合料及其制备方法，其它步骤均与实施例7相同，不同的是：

[0186] 本实施例的仿生自愈性沥青混合料中，矿质集料的质量百分比为99％、仿生自愈性沥青的质量百分比为1％。

[0187] 本实施例的仿生自愈性沥青中，基质沥青的质量百分比为40％、仿生自愈性沥青改性剂的质量百分比为60％。

[0188] 本实施例的仿生自愈性沥青改性剂中，自愈组分的质量百分比为70％、抗剥落组分的质量百分比为30％。

[0189] 本实施例的自愈组分包括膨胀树脂和膨胀水泥，抗剥落组分包括木质素磺酸钙和石油树脂。自愈组分中各物质的质量百分比为：膨胀树脂63％、膨胀水泥37％。抗剥落组分中各物质的质量百分比为：木质素磺酸钙20％和石油树脂80％。

[0190] 实施例9：

[0191] 本实施例提供了一种仿生自愈性沥青混合料及其制备方法，其它步骤均与实施例7相同，不同的是：

[0192] 本实施例的仿生自愈性沥青混合料中，矿质集料的质量百分比为90％、仿生自愈性沥青的质量百分比为10％。

[0193] 本实施例的仿生自愈性沥青中，基质沥青的质量百分比为70％、仿生自愈性沥青改性剂的质量百分比为30％。

[0194] 本实施例的仿生自愈性沥青改性剂中，自愈组分的质量百分比为85％、抗剥落组分的质量百分比为15％。

[0195] 本实施例的自愈组分包括膨胀树脂、膨胀水泥组合，抗剥落组分包括木质素磺酸钙和木质素磺酸钠。自愈组分中各物质的质量百分比为，膨胀树脂74％、膨胀水泥26％。抗剥落组分中各物质的质量百分比为，木质素磺酸钙65％和木质素磺酸钠35％。

[0196] 实施例10：

[0197] 本实施例提供了一种仿生自愈性沥青混合料及其制备方法，其它步骤均与实施例7相同，不同的是：

[0198] 本实施例的仿生自愈性沥青混合料中，矿质集料的质量百分比为97％、仿生自愈性沥青的质量百分比为3％。

[0199] 本实施例的仿生自愈性沥青中，基质沥青的质量百分比为80％、仿生自愈性沥青改性剂的质量百分比为20％。

[0200] 本实施例的仿生自愈性沥青改性剂中，自愈组分的质量百分比为90％、抗剥落组分的质量百分比为10％。

[0201] 本实施例的自愈组分包括膨胀树脂、膨胀水泥组合，抗剥落组分包括木质素磺酸钙、木质素磺酸钠和石油树脂。自愈组分中各物质的质量百分比为，膨胀树脂85％、膨胀水泥15％。抗剥落组分中各物质的质量百分比为，木质素磺酸钙10％、木质素磺酸钠15％和石油树脂75％。

[0202] 实施例11：

[0203] 本实施例提供了一种仿生自愈性沥青混合料及其制备方法，其它步骤均与实施例7相同，不同的是：

[0204] 本实施例的仿生自愈性沥青混合料中，矿质集料的质量百分比为90％、仿生自愈性沥青的质量百分比为10％。

[0205] 本实施例的仿生自愈性沥青中，基质沥青的质量百分比为10％、仿生自愈性沥青改性剂的质量百分比为90％。

[0206] 本实施例的仿生自愈性沥青改性剂中，自愈组分的质量百分比为90％、抗剥落组分的质量百分比为10％。

[0207] 本实施例中，自愈组分包括膨胀树脂、膨胀水泥组合，抗剥落组分包括木质素磺酸钙、木质素磺酸钠和石油树脂。自愈组分中各物质的质量百分比为，膨胀树脂90％、膨胀水泥10％。抗剥落组分中各物质的质量百分比为，木质素磺酸钙15％、木质素磺酸钠45％和石油树脂40％。

[0208] 实施例12：

[0209] 本实施例提供了一种仿生自愈性沥青混合料及其制备方法，其它步骤均与实施例7相同，不同的是：

[0210] 本实施例的仿生自愈性沥青混合料中，矿质集料的质量百分比为85％、仿生自愈性沥青的质量百分比为15％。

[0211] 本实施例的仿生自愈性沥青中，基质沥青的质量百分比为30％、仿生自愈性沥青改性剂的质量百分比为70％。

[0212] 本实施例的仿生自愈性沥青改性剂中，自愈组分的质量百分比为75％、抗剥落组分的质量百分比为25％。

[0213] 本实施例中，自愈组分包括膨胀树脂、膨胀水泥组合，抗剥落组分包括木质素磺酸钙、木质素磺酸钠和石油树脂。自愈组分中各物质的质量百分比为，膨胀树脂95％、膨胀水泥5％。抗剥落组分中各物质的质量百分比为，木质素磺酸钙34％、木质素磺酸钠33％和石油树脂33％。

[0214] 试验例

[0215] 依据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ E20-2011)对实施例1至实施例6所制备的仿生自愈性沥青进行针入度、延度、软化点等性能测试，测试结果如表3所示。

[0216] 表3仿生自愈性沥青的性能测试结果

[0217]

[0218]

[0219] 将实施例7至实施例12所制备的仿生自愈性沥青混合料进行低温抗裂、高温动稳定度和冻融劈裂测试，测试结果如表4-6所示。从测试结果来看，仿生自愈性沥青混合料的低温抗裂性能、高温稳定性能和冻融劈裂性能基本不变。

[0220] 表4仿生自愈性沥青混合料的低温抗裂性能测试结果

[0221]实施例编号 最大载荷(N) 跨中挠度(mm)
90#普通沥青混合料 1994 2.30
实施例7 1982 2.27
实施例8 1978 2.22
实施例9 1975 2.25
实施例10 1974 2.29
实施例11 1978 2.30
实施例12 1981 2.27

[0222] 表5仿生自愈性沥青混合料的高温稳定性能测试结果

[0223]

[0224]

[0225] 表6仿生自愈性沥青混合料的冻融劈裂性能测试结果

[0226]

[0227] 按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20-211)制备马歇尔试验样品，将试验样品用路强仪压出宽度为2mm的裂缝，并将制备好的样品在干燥环境下放置72h后进行阻水性测试。

[0228] 试验样品(m0,g)在干燥环境下，采用滴灌的方式进行瞬时阻水性测试。即向裂缝中滴入100g水，并记录渗出水量，渗水量结果见表7。渗出水量表征仿生自愈性沥青混合料的瞬时阻水能力，瞬时阻水能力越大，说明自愈效果越好。

[0229] 表7仿生自愈性沥青混合料的渗水量

[0230]

[0231]

[0232] 试验样品(m0,g)在干燥环境下，采用滴灌的方式进行长期自愈性测试。即分4d每天向裂缝中滴入100g水，并分别记录渗出水量，平均渗水量结果见表8。渗出水量表征仿生自愈性沥青混合料的长期自愈能力，长期自愈能力越大，说明自愈效果越好，耐久性越好。

[0233] 表8仿生自愈性沥青混合料的渗水量

[0234]实施例编号 平均渗水量(/100ml)
AC-13普通沥青混合料 50.00
实施例7 10.00
实施例8 9.00
实施例9 7.00
实施例10 8.00
实施例11 9.50
实施例12 9.20

[0235] 从测试结果来看，仿生自愈性沥青混合料的长期自愈性优良。

[0236] 最后，本发明的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。