[发明专利]一种基于石墨烯的自融雪路面铺装结构

权利要求书

1.一种基于石墨烯的自融雪路面铺装结构，其特征在于基于石墨烯的自融雪路面铺装结构包括自下而上依次铺设在路面的隔热层(1)、石墨烯基导电沥青层(2)、导电形状记忆复合材料层(3)、绝缘沥青层(4)和面层(5)；所述的石墨烯基导电沥青层(2)内间隔排布有多个电极(6)；所述的隔热层(1)、石墨烯基导电沥青层(2)、导电形状记忆复合材料层(3)和绝缘沥青层(4)相邻的两层界面之间分别通过乳化沥青粘接剂粘结，面层(5)铺设在绝缘沥青层(4)上；

所述的石墨烯基导电沥青层(2)按重量份数由10份～15份沥青、80份～120份集料、12～18份矿粉、导电形状记忆复合材料、氧化石墨烯、改性碳纤维组成；其中，导电形状记忆复合材料占沥青重量的5％～10％，氧化石墨烯占沥青重量的2％～5％，改性碳纤维占沥青重量的8％～20％；

所述的改性碳纤维的制备方法如下：

①、将单宁酸置于pH为8.0的Tris-HCl缓冲溶液中搅拌，得到浓度为0.5g/L～1.5g/L的单宁酸缓冲溶液；

②、向浓度为0.5g/L～1.5g/L的单宁酸缓冲溶液中加入三氯化铁，搅拌均匀，再将碳纤维加入到浓度为0.5g/L～1.5g/L的单宁酸缓冲液中，超声混合均匀，再在室温和搅拌速度为200r/min～500r/min下反应2h～4h，再进行过滤，去除滤液，将固体物质进行干燥，得到改性碳纤维；

步骤②中所述的碳纤维的质量与浓度为0.5g/L～1.5g/L的单宁酸缓冲溶液的体积比为(0.3g～0.5g):(1mL～2mL)；

步骤②中所述的三氯化铁的质量与浓度为0.5g/L～1.5g/L的单宁酸缓冲溶液的体积比为(0.1g～0.2g):(1mL～2mL)；

所述的导电形状记忆复合材料是按照以下步骤制备的：

一、制备环氧树脂/改性聚苯胺混合物；

①、将壳聚糖溶解到乙酸溶液中，然后加入全氟辛酸、苯胺和去离子水，搅拌20min～40min，再加入过硫酸铵水溶液，继续搅拌1h～2h，得到反应液；将反应液的pH值调节至中性，再加入无水乙醇，得到反应产物；

②、首先使用丙酮对反应产物进行清洗，再使用无水乙醇清洗，最后烘干，得到改性聚苯胺；

③、将改性聚苯胺和环氧树脂加入到丙酮中，得到悬浊液，再将悬浊液超声，再在温度为60℃～65℃下挥发丙酮，得到环氧树脂/改性聚苯胺混合物；

步骤一③中所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂或脂环族环氧树脂中的一种或几种；

步骤一③中所述的改性聚苯胺和环氧树脂的质量比为(0.1～0.3):1；

二、向环氧树脂/改性聚苯胺混合物中加入固化剂、CMP-410环氧树脂活性增韧剂和改性氧化石墨烯，再超声，最后将混合物倒入模具中固化成型，脱膜后得到导电形状记忆复合材料；

步骤二中所述的固化剂为邻苯二甲酸酐或二乙烯三胺，固化剂与环氧树脂/改性聚苯胺混合物中环氧树脂的质量比为(20～40):100；

步骤二中所述的CMP-410环氧树脂活性增韧剂与环氧树脂/改性聚苯胺混合物中环氧树脂的质量比为(20～30):100；

步骤二中所述的改性氧化石墨烯与环氧树脂/改性聚苯胺混合物中环氧树脂的质量比为(5～10):100；

步骤二中所述的改性氧化石墨烯是按以下步骤制备的：

(1)、将氧化石墨烯和单宁酸加入到去离子水中，再超声分散，得到氧化石墨烯/单宁酸溶液；

步骤(1)中所述的氧化石墨烯/单宁酸溶液中氧化石墨烯的浓度为3mg/L～5mg/L，单宁酸的浓度为6mg/L～10mg/L；

步骤(1)中所述的超声分散的功率为200W～400W，超声分散的时间为0.5h～1h；

(2)、将氧化石墨烯/单宁酸溶液在反应温度为90℃～95℃和搅拌速度为500r/min～1000r/min的条件下反应8h～12h，得到改性氧化石墨烯。