高莉寧，張佳，丁思晴，李立，郭文文，何銳

(長安大學材料科學與工程學院，西安 710062)

瀝青路面具有成本低、效益高、噪音低、駕駛舒適等優(yōu)點。然而，路面在循環(huán)車輛荷載的長期作用下會受損，同時由于環(huán)境因素的影響(老化、水分的破壞)，最終會導致道路表面微裂紋的形成，并進一步擴展為更大的裂縫。傳統(tǒng)修復裂縫的方法是使用嵌縫材料進行填補，然而，普通嵌縫材料與瀝青混合料之間的黏結性較差，修補效果不理想，甚至降低了路面的抗滑性。因此，有學者提出，如果能及時發(fā)現并修復瀝青路面的初始裂縫，將有效防止微裂縫的擴展，從而延長瀝青路面的使用壽命[1-3]。

Bazin等[4]首先提出了具有自愈合能力的瀝青混合料，隨后中外學者研究了瀝青混合料自愈合行為的可行性。Kim等[5]通過大量實驗研究認為，瀝青材料的自愈合主要可分為材料本身的黏彈性自愈合和外部因素引起的化學自愈合。Phillips[6]基于自愈合理論研究了瀝青和瀝青混合料的自愈合特性。Shen等[7]結合已有的研究成果，提出了瀝青混合料自愈合過程主要的兩種形式，即瀝青與骨料之間的自愈合和瀝青混合料自身黏彈性的自愈合。羅蓉等[8]以70#基質瀝青和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性瀝青作為研究對象，在動態(tài)剪切流變試驗的基礎上，通過對前人提出的瀝青自愈性評價指標的比較，提出了一個綜合考慮動態(tài)剪切模量變化和間歇前后加載次數共同影響的新指標，通過擬合線性愈合方程，驗證了該指標的適用性和可靠性。

綜上所述，瀝青混合料的自愈合性能可以延長路面的使用壽命，使路面結構更加穩(wěn)定。為此，在大量中外知名學者研究的基礎上，揭示了瀝青混合料自愈合行為特點，分析了影響自愈合性能的因素并梳理了自愈合增強技術，總結了瀝青混合料自愈合的研究方向和前景。

1 瀝青混合料自愈合行為特征

瀝青混合料的自愈合行為可以簡單地定義為自身在適當的環(huán)境條件下部分或全部愈合的過程。通常認為具有自愈合能力的材料包括聚合物、混凝土[9]、瀝青[10]、金屬、涂層等。當瀝青路面出現微裂紋時，可通過加熱、外力或采用自愈合能力的材料[11]使其裂縫愈合，從而恢復瀝青或瀝青混合料的強度和模量，延長其疲勞壽命[12]。表1[13-22]為具有自愈合能力的材料。

表1 具有自愈合能力的材料[13-22]

自愈合理論一直被認為是瀝青混合料自愈合研究的基礎工作。目前，有3種自愈合理論，即表面分子擴散理論、表面能理論和毛細管流動理論。這3種理論分析了瀝青及瀝青混合料的自愈合機理，對于準確表征和理解瀝青混合料的自愈合性能具有重要的理論價值[23]。

表面分子擴散理論描述的是分子尺度上的自愈合現象，該理論最初被用于研究熱塑性聚合物的自愈合行為。Yuan[24]對聚合物的自愈合行為進行觀察，發(fā)現聚合物中微裂紋自愈合行為分為兩個階段：①微裂紋逐漸接觸潤濕導致的漸進愈合；②聚合物中斷裂的分子鏈擴散產生的愈合。Little等[25]在聚合物自愈合行為研究的基礎上，對瀝青材料也進行了探索，研究發(fā)現瀝青自愈合行為首先是微裂縫表面潤濕過程的愈合，其次是愈合界面瀝青材料模量與強度的恢復過程。Phillips[6]用三階段模型描述疲勞愈合過程：①由外部應力和瀝青流動導致的宏觀裂紋閉合；②由于表面能驅動，微裂縫的上下界面會逐步接觸并形成潤濕，使微裂紋閉合；③通過瀝青質結構的擴散使其強度、剛度、穩(wěn)定性等機械性能完全恢復。如圖1[26]所示，在該模型中，第一階段的愈合過程由于受外部應力和瀝青流動的影響，材料性能恢復所需的時間最短，但僅是對材料勁度模量的恢復。而后兩個階段愈合非常緩慢，但可以同時恢復材料的模量和強度，甚至可以將材料恢復到其原始狀態(tài)。

圖1 瀝青的三步修復機理示意圖[26]

分析可知，表面分子擴散理論模型認為瀝青材料的愈合行為是自身黏彈性愈合與瀝青質分子流動擴散產生的愈合，該理論多適用于低分子量聚合物中小裂紋的愈合行為。

根據能量平衡理論，裂紋的表面能等于產生裂縫時所消耗的能量。在瀝青混合料開裂過程中，彈性蠕變耗散的能量轉化為新裂縫的表面能。裂縫自愈過程是其逆過程，而這個逆過程的驅動力是瀝青混合料中裂縫表面能的減少。王春曉等[27]基于表面自由能理論研究了納米改性瀝青的自愈合行為，結果表明，納米材料加速了熵增的過程，增加了瀝青與集料間的黏附性。使裂縫中界面的浸潤與分子擴散更容易進行，并且在不同愈合時間和損傷度的情況下以不同速率促進了裂縫表面的自愈合。由此可以看出，表面能理論可以從能量的角度更好地解釋瀝青及瀝青混合料的自愈現象，但不能解釋裂縫的愈合過程。Schapery[28]根據表面能理論推導了黏彈性材料的斷裂定律，如式(1)所示。

根據能量守恒定律，將拉伸蠕變耗散能的變化轉化為新裂紋的表面能。愈合過程中的能量轉換與開裂過程中的能量轉換相反，Lytton等[29]提出了黏彈性材料的相應愈合規(guī)律，如式(2)所示。由于式(1)、式(2)中的許多參數需要同時測量瀝青、瀝青砂漿和瀝青混合料體系的物理化學參數，標定參數需要進行大量的基礎研究，因此對于瀝青混合料這種復雜的黏彈性材料應用具有局限性。

2Γf=ERDf(td)JV

(1)

2Γh=ERDh(td)HV

(2)

式中：td為產生長度為d的新裂紋所消耗的時間；Γf為時間td時的斷裂面能量密度；Γh為時間td時的愈合表面能量密度；ER為參考模量，將黏彈性材料轉化為等效線彈性材料；Df(td)為時間td時材料的拉伸蠕變柔度；Dh(td)為時間td時材料的壓縮蠕變柔度；JV為黏彈性J積分；HV為黏彈性H積分。

毛細管流動理論是在宏觀尺度上提出的，García[30]提出了基于毛細管流動理論的瀝青裂縫愈合模型。毛細管流量測試裝置如圖2[31]所示，其中裂紋簡化為垂直毛細管。將6條長度為100 mm、直徑為0.1～1.5 mm的毛細管平行粘貼并固定在透明薄板上。然后將它們垂直放置在直徑為100 mm的玻璃培養(yǎng)皿中，其中含有30 g瀝青。研究表明，隨著溫度的升高，在毛細作用下瀝青會向裂縫處流動，微裂紋自修復速率加快，較深裂紋的自修復速率更高，最終裂縫愈合。該研究小組還進行開放式和密封式毛細管流動試驗，發(fā)現溫度越高，瀝青材料的自愈合性能越強，這是由于瀝青熱膨脹和自身黏度降低引起的附加壓力使瀝青流入到裂縫中產生愈合。陶小磊等[31]通過研究溫度對改性瀝青毛細管上升高度的影響，證實了隨著溫度的適當升高，瀝青材料的愈合效率才會增大，但當瀝青材料處于低溫時其愈合行為無法解釋。由此可見毛細管流動理論的前提是材料的溫度要高于牛頓流體的轉變溫度，因而該理論不能描述低溫下的自愈合過程。

圖2 毛細管流動試驗[31]

綜上所述，以上3種理論從不同的角度解釋了瀝青及瀝青混合料的自愈合行為，但由于瀝青混合料自愈合行為特征極其復雜，僅用一種理論很難完全解釋。因此在后期的研究中需要更深層次的探索瀝青混合料自愈合行為特征，結合不同理論，盡可能準確、完整地解釋瀝青混合料在不同愈合階段和環(huán)境下的自愈合機理。

2 瀝青混合料自愈合影響因素

2.1 內在因素

2.1.1 瀝青種類

瀝青材料是一種深棕色的復雜混合物，由不同分子量的碳氫化合物及其非金屬衍生物組成，不同等級的瀝青性能差別很大。即使是同一等級的瀝青，由于產地不同，其成分和自愈合特性也存在一定差異。

陳居涌[32]采用瀝青的黏度、延度指標，研究了70 #、90 # A級普通瀝青膠漿的自愈合性能。結果表明瀝青膠漿自愈合能力與填料種類、瀝青種類、溫度相關，且瀝青的黏度越低，其內部分子運動時內摩擦力越小，分子運動更容易，自愈合性能越好。當溫度相同時，90 #瀝青的黏度低于70 #瀝青，因此90 #瀝青膠漿在裂縫處的愈合能力高于70 #瀝青。當溫度升高時，兩種瀝青膠漿的流動性都得到了改善，內部分子運動也越活躍，自愈合能力也都增強。

分析可知，不同種類與等級的瀝青其黏度有一定的差異，而瀝青材料的自愈合特性與瀝青的黏度有關。高黏度瀝青材料在較低的愈合溫度和較短的時間間隔內難以通過毛細作用完全填充裂縫，即沒有完成瀝青分子的擴散和重組，從而影響瀝青材料性能的恢復。而低黏度瀝青材料雖然能成功地完成裂縫的愈合，但其承載力較弱，疲勞壽命短，對瀝青路面性能會產生不利影響。當愈合溫度較高、時間間隔較長時，高黏度瀝青才能通過毛細作用封閉裂縫，瀝青材料的性能得到了充分恢復[33]。

2.1.2 改性劑

改性劑對瀝青混合料自愈合性能的影響存在較大差異。一般認為，當瀝青混合料中存在小裂縫時，改性劑的結構、比例等可以限制裂縫的進一步擴展，從而提高混合料愈合能力。然而，當裂縫發(fā)展到一定程度時，由于瀝青流動性的限制，改性劑會對瀝青混合料的自愈合產生不利影響。

黃衛(wèi)東等[34]通過四點小梁彎曲疲勞試驗，評價了苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、膠粉、高密度聚乙烯以及巖瀝青4種改性劑對瀝青自愈合性能的影響。結果表明，當苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物摻量為3.0%～4.5%、膠粉摻量為10.0%～15.0%、高密度聚乙烯摻量為8.0%、巖瀝青摻量為12.0%～20.0%時均能夠改善瀝青的自愈合性能。Little等[35]研究了各種改性材料對瀝青和瀝青混合料自愈合性能的影響，發(fā)現當添加聚合物(如低密度聚乙烯改性劑)對瀝青進行改性時，瀝青的自愈合能力弱于基質瀝青。這是因為添加改性劑改變了瀝青成分，增加了改性瀝青中瀝青質含量，導致瀝青流動性降低，進而瀝青自愈合能力降低。同時發(fā)現在瀝青混合料中加入熟石灰時，由于熟石灰顆粒的存在，會與瀝青混合料中的某些組分發(fā)生反應，反應產物也會對瀝青混合料的自愈合性能產生不利影響。

Amin等[36]研究認為，納米顆粒具有改善聚合物自愈合的內在潛力，如圖3[36]所示，當用納米二氧化硅粒子改性時，由于納米顆粒擴散較快，在開裂期納米粒子優(yōu)先遷移到微裂紋的表面，發(fā)生隨機運動使微裂紋愈合。因此向瀝青中添加納米顆粒將增強表面接近度和分子隨機化，并加速分子擴散，促進微裂縫更快愈合。王蒙[37]通過疲勞-愈合-疲勞試驗對納米蒙脫土改性瀝青的自愈合性能進行了評估，并將愈合指數與物理性能指數相結合。結果表明，納米蒙脫土改性瀝青的自愈合能力高于基質瀝青，且隨著改性劑含量的增加，改性瀝青初始恢復能力逐漸降低，但抗疲勞能力增加。當用量為1%時，改性瀝青納米蒙脫土具有較好的自愈合性能。

圖3 納米二氧化硅促進微裂紋愈合過程示意圖[36]

綜上分析，瀝青改性劑的種類與直徑尺寸對瀝青及瀝青混合料的自愈合行為影響較大，其中聚合物類、納米顆粒類改性劑對瀝青混合料自愈合性能均有不同程度的改善效果，且納米顆粒改性瀝青自愈合性能總體更優(yōu)于聚合物改性瀝青。但由于納米材料價格昂貴，很難應用于大工程瀝青路面的鋪裝建設中，因此綜合考慮使用聚合物改性劑改善瀝青混合料的自愈合性能具有廣泛的應用前景。

2.1.3 化學組成

Santagata等[38]解釋了瀝青的化學組成與愈合性能之間的關系。該試驗主要對6種不同來源的瀝青進行了化學表征以及四組分測定，結果表明，含有較低分子量化合物的瀝青材料具有更好的自修復能力。Kim等[5]通過物理和化學測試方法，借助傅里葉紅外光譜(Fourier transform infrared spectrometer, FTIR)和核磁共振(nuclear magnetic resonance, NMR)，選擇了兩個評估參數，即甲基-亞甲基氫碳比和亞甲基-甲基比，用來研究瀝青化學成分對瀝青自愈合能力的影響。結果表明，甲基-亞甲基氫碳比和亞甲基-甲基比能很好地評價瀝青混合料的自愈合能力，同時，甲基-亞甲基氫碳比與瀝青的自愈合能力呈負相關，即當甲基-亞甲基氫碳比較大時，瀝青混合料的自愈合能力較弱。Williams等[39]研究了5種具有不同兩性氧化物、芳香族有機物和蠟含量的瀝青，并證明具有不同化學成分的瀝青在自愈損傷方面存在顯著差異，結果表明，瀝青中兩性氧化物含量的增加對其自愈合性能有不利影響，芳香族有機物含量的增加促進了瀝青的自愈合行為，蠟含量對瀝青損傷自修復性能影響不大，基本可以忽略，同時發(fā)現當瀝青中含有硫、氧、氮等元素時，可以有效提高瀝青的自愈合能力。因此，分析瀝青的化學組成對提高瀝青混合料自愈合行為至關重要。

2.2 外在因素

2.2.1 愈合時間

愈合時間對瀝青材料愈合性能的發(fā)展有一定的影響，該領域的研究人員一致認為，最佳愈合時間約是加載時間的10倍。根據工程實例，黃明等[40]在15 ℃下對4組不同長度的小梁試樣進行了疲勞性能測試，結果表明，材料的疲勞恢復效率與材料的自愈時間成正比，試驗結果與實際情況相符。Shan等[41]對瀝青混合料進行了重復疲勞荷載試驗，提出將試件愈合前后疲勞破壞曲線的面積比作為評價瀝青自愈合性的方法，并證實了愈合時間對瀝青混合料的愈合效果有一定影響。

Pang等[42]、Zhang等[43]研究了愈合時間和材料損傷程度對基質瀝青和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性瀝青愈合程度的影響。圖4[43]為基質瀝青和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性瀝青的愈合時間變化，主要表述了損傷程度分別為30%、50%和70%時基質瀝青與改性瀝青的自愈合行為。試驗結果表明，在不同損傷等級的瀝青材料中，經過60 min的愈合時長后，其愈合程度顯著增加，但當愈合時間繼續(xù)增加時，瀝青材料的愈合速率減慢，且瀝青材料在相同損傷程度、一定愈合時間時，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性瀝青的愈合能力始終高于基質瀝青。總之，瀝青及瀝青混合料的自愈合效率與其自愈合時間成正比。

圖4 不同瀝青材料愈合程度隨時間的變化[43]

2.2.2 愈合溫度

溫度是影響瀝青混合料自愈合性能的主要因素，隨著溫度的升高，不僅可以提高自愈率，還能縮短完全愈合所需的總時間。周璐等[44]通過拉拔設計試驗研究了溫度對自愈性能的影響，試驗結果表明，當溫度較高時瀝青的黏度較低、流動性好，在瀝青混合料自愈合時能夠填充到裂縫間隙中，提高自愈合效率，且在常規(guī)溫度下(25～40 ℃)不同針入度等級的基質瀝青自愈合性能由優(yōu)到劣的排序為70#、90#和110#。Bhasin等[45]研究發(fā)現，在50 ℃下加熱20 min后，瀝青混合料試樣的疲勞壽命(其疲勞壽命已降低至其原始值的50%)可增加約40%。

Miglietta等[46]引入愈合期內剛度恢復指標(IG)和愈合期后疲勞耐久性指標自愈指數(IN)，定量評估和比較了基質瀝青(N1、N2)和聚合物改性瀝青(S1、S2)的自愈合行為，結果如圖5[46]所示，每個數據點都是指由疲勞溫度、愈合溫度和愈合時間組合給出的特定測試條件。對于不同種類的瀝青材料和愈合溫度，IG總是大于或等于IN，且當瀝青材料的愈合溫度為30 ℃、愈合時間為2 h時，基質瀝青N1才能完全恢復到初始狀態(tài)。這是由于在表面能的驅動下，微裂紋的上下界面逐漸接觸并形成潤濕，瀝青質結構通過擴散固化裂縫，瀝青材料愈合期內剛度與愈合期后疲勞耐久性逐漸恢復，且瀝青材料的自愈合等級取決于愈合時間和溫度的組合，在愈合時間和溫度的某些組合中，基質瀝青的自愈合可能優(yōu)于聚合物改性瀝青。

圖例數值依次為疲勞溫度、愈合溫度、愈合時間

3 瀝青混合料自愈合增強技術

雖然瀝青材料具有自愈合能力，但其在瀝青路面中的自愈合行為受到溫度、荷載、老化等因素的極大限制。因此，有必要通過一定的技術措施來提高瀝青的自愈合能力。目前，中外瀝青自愈合增強技術主要集中在兩個方面：①主動增強技術，即通過聚合物改性優(yōu)化瀝青混合料組成，從而提高瀝青混合料自愈合能力；②被動增強技術，包括誘導加熱、自愈微膠囊、毛細管網絡等。

3.1 感應加熱技術

瀝青材料的愈合能力在很大程度上取決于愈合溫度，當溫度升高時，有利于瀝青裂縫表面分子的潤濕和擴散，從而顯著提高了瀝青材料的自愈合性能。感應加熱包括向瀝青混合料中添加導電填料和磁敏顆粒(如鋼和石墨)，并通過感應加熱設備加熱瀝青混合料。隨著溫度的升高，瀝青混合料的微裂縫開始愈合并逐漸恢復到原始狀態(tài)，從而延長瀝青路面的使用壽命[47]。如圖6[48]所示，通過感應加熱方法增強自愈合性能的材料應具備兩個條件：①必須具有導電性，可以通過向瀝青混合料中添加導電填料或纖維來實現；②這些添加劑必須能夠在閉環(huán)電路中連接。

圖6 感應加熱方案[48]

García等[49]利用簡單的等效電路來表示通過感應能量加熱的導電膠的熱流方程，研究了摻有鋼棉的瀝青混合料溫度變化與自愈合行為之間的關系。結果表明，瀝青混合料的自愈合熱源取決于鋼纖維導電棉的傳熱性，且鋼纖維導電棉的直徑會影響加熱效率，從而影響瀝青混合料裂縫自愈合的效果。Liu等[50]對摻有鋼絲絨的多孔瀝青混凝土梁進行了四點彎曲試驗，結果表明，當加熱到85 ℃時，小梁的力學性能恢復較好，還進一步證明了在瀝青混凝土中加入鋼絲絨可防止水分的進入，提高了鋼絲絨與瀝青混凝土中骨料的黏結性，增強了瀝青路面自愈合的可靠性。

總之，電磁感應加熱技術是瀝青路面自愈合的有效方法，具有節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點。然而，連續(xù)加熱也會使瀝青混合料老化，影響瀝青路面的使用。此外，瀝青混合料過熱還會降低瀝青的黏度和軟化點，使瀝青混合料的耐久性、水穩(wěn)定性和低溫抗裂性變差，從而對路面性能也產生不利影響。因此今后還需對感應加熱方法和加熱效率等問題進行深入研究。

3.2 自愈合微膠囊技術

微膠囊由膠囊芯和膠囊壁組成，膠囊的核心通常是瀝青再生劑，膠囊壁包圍著膠囊芯，在膠囊壁被力破壞后，參與其中的再生劑被釋放。再生劑加速了瀝青材料的修復，使瀝青性能逐漸恢復且有利于微裂縫的養(yǎng)護[51]。從本質上講，微膠囊的主動控制釋放是通過兩種方式實現的，即調整外殼孔隙以增加滲透性和降解率或侵蝕外殼結構以破壞其完整性。為了防止微膠囊在瀝青混合料生產施工過程中開裂，所使用的微膠囊必須具有良好的熱穩(wěn)定性、機械穩(wěn)定性和界面穩(wěn)定性，且膠囊內部再生劑應具有高流動性與低黏度性，使膠囊外殼破裂后能在毛細作用下迅速填充裂紋進行修復愈合[52]。Su等[53]、Garcia等[54]研究了通過微膠囊將再生劑加入瀝青混合料中以恢復瀝青原始性能的自愈合方法，該方法的原理是當路面系統(tǒng)內開始形成微裂縫時，裂紋在擴展過程中會遇到膠囊，裂紋尖端的斷裂能打開膠囊并釋放愈合劑，進而愈合劑與瀝青黏合劑混合以密封裂縫，從而防止其進一步擴展，愈合過程如圖7[54]所示。

圖7 自愈合微膠囊[54]

目前瀝青自愈合微膠囊的制備工藝主要有吸附包裹法、銳孔-凝聚浴法、原位聚合法，如表2[58-60]所示。

表2 瀝青自修復微膠囊的制備工藝[58-60]

3.3 苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性瀝青技術

研究表明，經苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性后的瀝青理化指標明顯增強，可以改善普通道路石油瀝青對溫度敏感的特性，減少因溫度變化和載重量大而造成的車轍、裂縫現象，十分適用于對路面載重要求較高的高等級路面。但是改性瀝青路面也會受路面結構、氣候、地形、地質條件等多種環(huán)境因素的影響，會產生不同程度各種形狀的裂縫，因此研究改性瀝青及瀝青混合料的自愈合行為具有重大意義。

李江等[61]選擇瀝青路面常用的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性瀝青混合料為研究對象，采用四點小梁疲勞試驗，比較了瀝青混合料愈合前后的疲勞壽命。結果表明，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性瀝青混合料的疲勞壽命恢復率與自身愈合溫度和愈合時間呈正相關，但愈合溫度不能超過瀝青混合料的軟化點，否則會影響瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性。對于苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性瀝青混合料，其理想愈合條件為60 ℃、愈合時間6 h。因此，在路面養(yǎng)護過程中，提高溫度、控制交通量和超載狀況可以有效提高瀝青路面的自愈合能力。

孫大權等[62]還利用動態(tài)流變剪切試驗對苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性瀝青、巖瀝青改性瀝青和表面活性劑改性瀝青的自愈合性能進行研究。結果表明，添加苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性劑可以使瀝青愈合能力明顯增強，添加巖瀝青愈合能力減弱，添加表面活性劑對瀝青愈合能力影響不大。其根本原因是苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物吸收基質瀝青中的輕組分并溶脹，聚合物鏈形成三維網絡結構從而提高瀝青的黏彈性，經過一段時間后瀝青模量可以恢復到更高值，使其具有良好的自愈合性。而巖瀝青添加之后使瀝青變硬，提高了復數模量的同時降低了瀝青的流動性，降低了瀝青的分子擴散速率，使其愈合程度降低，愈合能力降低。表面活性劑改性瀝青內含有高極性分子，降低了瀝青的表面能，促進了瀝青分子的擴散，但同時改性劑的存在切斷了瀝青基團之間接觸并愈合的途徑，這對于瀝青的自愈合有不利影響，故添加表面活性劑的改性瀝青的愈合能力綜合表現為與基質瀝青相當或稍微增強。

4 結論與展望

瀝青材料本身具有一定的自愈合性，在延長路面使用壽命方面具有巨大潛力。綜合中外研究現狀，相關研究人員主要集中于瀝青材料自愈合機理與評價方法等方面的研究，并未根據研究結果系統(tǒng)地提出增強瀝青混合料自愈合能力的優(yōu)化方法，且現階段的研究仍處在初級階段。系統(tǒng)歸納整理瀝青混合料自愈合行為特征，主要結論和展望如下。

(1)就狹義的自愈合而言，自愈合能力可以被視為瀝青材料通過自發(fā)潤濕和擴散來減少裂縫存在的內在反應，從而使部分材料恢復其原始性能。對于愈合現象的廣義概念，只要材料沒有完全失效，并且裂紋面之間仍然存在接觸，愈合就會起作用。瀝青材料自愈合行為可以從不同的角度進行解釋，包括表面分子擴散理論、表面能理論和毛細管流動理論。將這些理論結合在一起可以更可靠、完整的解釋不同種類、不同損傷程度的瀝青混合料自愈合機理。

(2)瀝青種類、化學成分、微觀結構、改性劑是影響瀝青自愈合能力的主要內部因素。與基質瀝青相比，瀝青填料體系、瀝青混合料和瀝青聚合物體系有著完全不同的特性，具有不同的自愈合能力。對基質瀝青和其他夾雜物(如填料、骨料、聚合物或其他改性劑)之間復雜的物理化學相互作用進行多尺度研究是闡明自愈合機理的潛在途徑。愈合時間、愈合溫度和外部損傷情況已被確定為影響瀝青材料自愈合能力的主要外部因素，而其他外部因素(如加載條件、老化和水分)的影響仍不確定。

(3)瀝青自愈合微膠囊不僅要能承受瀝青混合料生產過程中160～180 ℃的高溫，還要能承受混合料壓實過程中骨料的碰撞和擠壓，因此在瀝青混合料施工中，微膠囊的成活率值得關注。建議可以從表面形態(tài)、內部結構和化學成分多個角度對膠囊進行表征，且微膠囊的機械強度與粒徑和殼結構密切相關，粒徑越小，殼比越大，機械強度越高。其次由于微膠囊修補裂縫的時間有限，成本較高，建議今后的研究重點應放在研制新的自愈合聚合物改性劑和探索新的加熱方法以提高瀝青混合料自愈合性能。

(4)感應加熱技術可以顯著提高瀝青混合料的自愈合性能，但容易受到環(huán)境限制與人為因素的影響。因此，應盡可能開發(fā)出更高效的電加熱設備，并進行導電材料優(yōu)化、感應加熱時間控制以及加熱功率與固化效率之間關系協調等方面的研究?？傊瑸r青路面自愈合技術設計的關鍵目標是開發(fā)智能型、能夠自我評估和自動響應的瀝青路面系統(tǒng)。