本技術(shù)涉及道路工程材料，更具體地說(shuō)，它涉及一種復(fù)合相變儲(chǔ)熱瀝青路面材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著城市化進(jìn)程的加快，瀝青路面因其平整、耐久等特點(diǎn)，瀝青結(jié)合料提高了鋪路用粒料抵抗行車和自然因素對(duì)路面損害的能力，使路面平整少塵、不透水、經(jīng)久耐用。因此，瀝青路面是道路建設(shè)中一種被最廣泛采用的高級(jí)路面。

2、傳統(tǒng)瀝青路面在夏季受高溫影響容易軟化，在冬季受低溫影響容易開(kāi)裂，使得瀝青路面在長(zhǎng)期使用時(shí)，由于外界環(huán)境溫度的變化，發(fā)生反復(fù)的受熱受冷，影響瀝青路面的使用壽命和使用性能，降低了瀝青路面的耐久性，同時(shí)長(zhǎng)期使用后，瀝青路面的力學(xué)性能等降低。

3、相變儲(chǔ)熱材料能夠在特定溫度范圍內(nèi)吸收或釋放熱量，向?yàn)r青路面中添加相變儲(chǔ)熱材料，能夠有效調(diào)節(jié)路面溫度，從而減少瀝青路面受外界環(huán)境溫度的影響，提高路面的耐久性和使用性能，但相變儲(chǔ)熱材料與瀝青的相容性較差，易與瀝青材料分離，影響相變儲(chǔ)熱材料的儲(chǔ)熱效果和瀝青路面性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了提高瀝青路面的耐久性和力學(xué)性能，本技術(shù)提供一種復(fù)合相變儲(chǔ)熱瀝青路面材料及其制備方法。

2、第一方面，本技術(shù)提供一種復(fù)合相變儲(chǔ)熱瀝青路面材料，采用如下的技術(shù)方案：一種復(fù)合相變儲(chǔ)熱瀝青路面材料，包括以下重量份的原料：55-80份瀝青碎石，8-12份復(fù)合相變儲(chǔ)熱材料；所述復(fù)合相變儲(chǔ)熱材料包括聚乙二醇、改性二氧化硅氣凝膠。

3、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，改性二氧化硅氣凝膠為納米級(jí)材料，具有良好的吸附性能，使得聚乙二醇在吸熱發(fā)生相變的過(guò)程中，改性二氧化硅氣凝膠能夠?qū)垡叶歼M(jìn)行包覆和密封，使得聚乙二醇不易發(fā)生泄漏，同時(shí)改性二氧化硅氣凝膠的粒徑較小，能夠均勻分散至瀝青中，更好的與瀝青路面相結(jié)合，從而提高了路面的耐久性和使用性能，二氧化硅氣凝膠經(jīng)過(guò)改性后，增加了氣凝膠的比表面積，使得改性二氧化硅氣凝膠負(fù)載的聚乙二醇含量提升，從而提高了復(fù)合相變儲(chǔ)熱材料的相變潛熱，能夠更好的調(diào)節(jié)路面溫度，儲(chǔ)熱放熱的能量增加。

4、優(yōu)選的，所述聚乙二醇和改性二氧化硅氣凝膠的質(zhì)量比為(1.2-1.8):(0.5-1.3)。

5、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，控制聚乙二醇和改性二氧化硅氣凝膠的質(zhì)量比，能夠有效的控制聚乙二醇的負(fù)載量，使得聚乙二醇在吸熱放熱發(fā)生相變的過(guò)程中，改性二氧化硅氣凝膠對(duì)聚乙二醇的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行限制，使其保持穩(wěn)定的形態(tài)而不易發(fā)生泄漏。

6、優(yōu)選的，所述改性二氧化硅氣凝膠的制備方法，包括以下步驟：將復(fù)合改性材料超聲分散于無(wú)水乙醇中，制得混合溶液，正硅酸乙酯、混合溶液和水?dāng)嚢杌旌现辆鶆蚝螅砑硬菟嵴{(diào)節(jié)ph至3.3-3.7，在30-35℃下攪拌均勻后，加入氨水調(diào)節(jié)ph至中性后，形成二氧化硅氣凝膠，添加無(wú)水乙醇老化23-24h后，加入正己烷，置換48h，每11-12h更換一次正己烷，加入三甲基氯硅烷和正己烷的復(fù)合溶液后，反應(yīng)70-72h后，50-60℃下干燥2-2.2h，80-90℃干燥2-2.2h后，在110-120℃下干燥1-1.2h，150-155℃下干燥1-1.1h，制得改性二氧化硅氣凝膠。

7、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，采用溶膠-凝膠法合成二氧化硅氣凝膠，制得的二氧化硅氣凝膠為多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，比表面積較大，具有良好的吸附性能，能夠?qū)垡叶歼M(jìn)行包覆和阻隔，減少聚乙二醇的泄漏，使聚乙二醇發(fā)生相變?nèi)匀荒軌虮３至己玫男螒B(tài)。

8、優(yōu)選的，所述復(fù)合改性材料為表面包覆有碳納米管的氧化石墨烯。

9、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，氧化石墨烯具有片狀結(jié)構(gòu)，易形成夾層，能夠有效提高二氧化硅氣凝膠的穩(wěn)定性，從而保證二氧化硅氣凝膠的使用壽命，減少聚乙二醇泄漏的情況，碳納米管具有優(yōu)良的機(jī)械性能，能夠?qū)?fù)合相變儲(chǔ)熱材料進(jìn)行支撐，有利于進(jìn)一步提高二氧化硅氣凝膠的穩(wěn)定性。

10、優(yōu)選的，所述表面包覆有碳納米管的氧化石墨烯的制備方法，包括以下步驟：氧化石墨烯經(jīng)過(guò)預(yù)處理后制得中間體粉末，以乙炔為先驅(qū)體、二茂鐵的二甲苯溶液為催化劑，在中間體粉末表面進(jìn)行化學(xué)氣相沉積，獲得表面包覆有碳納米管的氧化石墨烯。

11、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，乙炔在高溫下分解后，分解產(chǎn)生的碳原子在催化劑內(nèi)部擴(kuò)散，直至飽和析出形成碳納米管的管壁，使得氧化石墨烯表面能夠生長(zhǎng)碳納米管，最終制得表面包覆有碳納米管的氧化石墨烯，有利于提高氧化石墨烯的分散性，同時(shí)進(jìn)一步提高了復(fù)合改性材料對(duì)二氧化硅氣凝膠的增強(qiáng)效果。

12、優(yōu)選的，所述預(yù)處理包括以下步驟：將氧化石墨烯超聲分散于乙醇溶液中，滴入氨水調(diào)節(jié)ph至9-10后，加入四乙氧基硅烷，反應(yīng)15-16h后，離心洗滌后獲得離心物，獲得中間體粉末。

13、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，氧化石墨烯在進(jìn)行氣相沉積之前，四乙氧基硅烷在堿性條件下進(jìn)行水解，氧化石墨烯表面的活性官能團(tuán)與水解產(chǎn)生的硅氧鍵進(jìn)行反應(yīng)，使得氧化石墨烯表面沉積有二氧化硅層，二氧化硅層在氧化石墨烯表面的包覆，能夠有效促進(jìn)碳納米管在氧化石墨烯表面的生長(zhǎng)，使得氧化石墨烯表面生長(zhǎng)的碳納米管均勻且規(guī)律。

14、優(yōu)選的，所述改性二氧化硅氣凝膠在干燥前，還經(jīng)過(guò)以下處理：將干燥前獲得的二氧化硅濕凝膠浸入六甲基二硅氮烷溶液中，浸泡24-25h。

15、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，二氧化硅濕凝膠經(jīng)過(guò)六甲基二硅氮烷改性后，干燥后制得的改性二氧化硅氣凝膠，納米網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，從而提高了二氧化硅氣凝膠的比表面積，進(jìn)而提高了改性二氧化硅氣凝膠對(duì)聚乙二醇的吸附量，提高了復(fù)合相變儲(chǔ)熱材料的相變潛熱。

16、優(yōu)選的，所述六甲基二硅氮烷與正硅酸乙酯的質(zhì)量比為(0.14-0.16):1。

17、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，控制六甲基二硅氮烷的添加量，能夠有效的控制改性二氧化硅氣凝膠的孔隙度和孔徑，使得孔隙度均勻，孔徑較大，比表面積的增加幅度最大，能夠有效提高聚乙二醇的吸附量。

18、第二方面，本技術(shù)提供一種復(fù)合相變儲(chǔ)熱瀝青路面材料的制備方法，采用如下的技術(shù)方案：

19、一種復(fù)合相變儲(chǔ)熱瀝青路面材料的制備方法，包括以下步驟：

20、復(fù)合相變儲(chǔ)熱材料的制備方法：將聚乙二醇與改性二氧化硅氣凝膠進(jìn)行混合后，不斷攪拌至聚乙二醇均勻分散后，升溫至50-60℃進(jìn)行水浴加熱并攪拌，膠凝后干燥，制得復(fù)合相變儲(chǔ)熱材料；

21、瀝青路面材料的制備方法：將瀝青碎石與復(fù)合相變儲(chǔ)熱材料進(jìn)行混合后，升溫至170-185℃并攪拌均勻，制得瀝青路面材料。

22、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，將聚乙二醇與改性二氧化硅氣凝膠混合后，使得改性二氧化硅氣凝膠對(duì)聚乙二醇進(jìn)行充分的吸收和吸附，膠凝后制得復(fù)合相變儲(chǔ)熱材料。

23、綜上所述，本技術(shù)具有以下有益效果：

24、1、由于本技術(shù)改性二氧化硅氣凝膠和聚乙二醇作為復(fù)合相變儲(chǔ)熱材料，改性二氧化硅氣凝膠為納米級(jí)材料，具有良好的吸附性能，使得聚乙二醇在吸熱發(fā)生相變的過(guò)程中，改性二氧化硅氣凝膠能夠?qū)垡叶歼M(jìn)行包覆和密封，使得聚乙二醇不易發(fā)生泄漏，同時(shí)改性二氧化硅氣凝膠的粒徑較小，能夠均勻分散至瀝青中，更好的與瀝青路面相結(jié)合，從而提高了路面的耐久性和使用性能，二氧化硅氣凝膠經(jīng)過(guò)改性后，增加了氣凝膠的比表面積，使得改性二氧化硅氣凝膠負(fù)載的聚乙二醇含量提升，從而提高了復(fù)合相變儲(chǔ)熱材料的相變潛熱，能夠更好的調(diào)節(jié)路面溫度，儲(chǔ)熱放熱的能量增加。

25、2、本技術(shù)中通過(guò)控制聚乙二醇和改性二氧化硅氣凝膠的質(zhì)量比，能夠有效的控制聚乙二醇的負(fù)載量，使得聚乙二醇在吸熱放熱發(fā)生相變的過(guò)程中，改性二氧化硅氣凝膠對(duì)聚乙二醇的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行限制，使其保持穩(wěn)定的形態(tài)而不易發(fā)生泄漏。

26、3、本技術(shù)中使用六甲基二硅氮烷對(duì)二氧化硅濕凝膠進(jìn)行改性，干燥后制得的改性二氧化硅氣凝膠，納米網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，從而提高了二氧化硅氣凝膠的比表面積，進(jìn)而提高了改性二氧化硅氣凝膠對(duì)聚乙二醇的吸附量，提高了復(fù)合相變儲(chǔ)熱材料的相變潛熱。