沥青材料电磁感应加热自修复技术研究
摘 要
为促进电磁感应加热自修复技术在中国道路工程领域中的发展与应用，综合国内外沥青材料感应热自修复技术的研究现状及发展趋势，针对感应热自修复机理、导电材料设计、感应热自修复影响因素及其对路面常见病害的修复能力情况进行了详细剖析。分析结果表明：感应热自修复技术较其他修复技术(微胶囊、光修复、微波及红外加热)具有多次修复、高效快速、节能环保等优势；导电材料(掺量、几何尺寸及拌和工艺)与感应热自修复效率及沥青材料其他技术性能密切相关；沥青材料性能(老化、拌和温度及空隙率等)、环境因素(温度与加热时间、水分、线圈距离)及仪器参数(功率、频率)均对感应热自修复率存在不同程度的影响；感应加热修复路面初始微裂缝、飞散、坑槽病害均可以取得较好效果，但对疲劳损伤及水损害引起的永久变形修复非常有限。最后指出了在感应热自修复领域亟需解决的问题，研究结果可为今后沥青混凝土路面自修复技术的研究工作提供思路。
关键词
路面工程 | 沥青材料 | 电磁感应加热 | 自修复性能 | 研究综述
我国绝大部分公路均采用沥青混凝土路面，在荷载反复作用下，沥青混凝土路面逐渐产生疲劳开裂，如不及时维养，将进一步引发网裂、水毁及坑槽等其他次生病害，最终削弱沥青混凝土路面强度及刚度，降低其设计使用寿命。近年来，沥青材料的自修复特性已逐渐为各国学者所关注，1967年Bazin等[1]首次发现沥青材料的自修复属性，并将其自修复定义为：受损伤后的沥青材料的强度及劲度存在一个自我修复的复杂过程，并伴随沥青材料服役的全过程(受荷及间歇状态)。Kim[2]、Little[3]、Carpenter[4]、姜睆[5]和刘全涛[6]等的研究均证实了不同沥青材料在室内试验或实际路面中自修复性能的存在，且各国学者也在努力研究沥青材料的自修复机理及其影响因素[7-8]，设法找到提升沥青材料自修复性能的有效方法，以期达到改善沥青混凝土路面的维养技术的目的，延长沥青混凝土路面的使用寿命。
当前增强沥青材料自修复性能的方法主要有微胶囊法[9-10]、光修复法[11]及升温促进法[12]。其中微胶囊法虽具有较好的自修复率，但仍面临成本较高，对胶囊性能、施工技术要求高，且只具备单次自修复功能等关键问题。光修复法是利用太阳光中的紫外线，将损伤后的沥青材料中断裂的高分子修复剂的自由基重新组合，从而达到愈合裂缝的目的，但因高分子修复剂价格昂贵、太阳光中紫外线含量低等缺陷而存在明显的局限性。自修复特性是沥青材料的固有属性，但因其独特的黏弹性与温度敏感性，使得沥青材料在低温状况下自修复非常缓慢，温度较高时自修复性则大大改善[13]。于是，研究者们尝试提出以微波及电磁感应加热为主的升温促进沥青材料自修复方法。微波加热速度快、升温高，但加热均匀性差，易造成沥青材料局部温度过高，破坏其物理化学结构，给材料带来过大的额外损伤。电磁感应加热沥青混合料自修复技术是通过导电材料中产生的焦耳热直接对沥青而非集料进行加热，将对沥青材料的翘曲、变形等损伤降低到最小，加热均匀，避免试件局部过热，且快速高效、节能环保。
电磁感应加热技术优势明显，在现代工业、制造业及金属加工等领域得到了系统而深入的研究与应用。然而电磁感应加热在沥青材料自修复技术中的研究尚处于探索阶段，且国内研究远滞后于国外，无论是自修复机理、影响因素、评价方法及指标等均未形成统一的认识与标准，缺乏系统的总结。鉴于此，本文尝试从沥青材料感应热自修复机理、导电材料参数设计、感应热修复影响因素及其对路面病害的修复能力展开全面的梳理，以期达到探索出新的维养理念与方法的目的。
沥青材料感应热自修复机理
升温促进自修复原理
1981年，Prager等[14]发现了聚合物材料自修复现象，当温度超过其玻璃态温度时，聚合物材料两界面间的力学强度逐渐增大，达到足够长接触时间后，断裂强度逐步恢复至原材料强度，这时界面已完全修复。沥青作为典型的黏弹塑性材料，其高温黏塑性为沥青材料的自修复提供了保证。受到聚合物高分子的启发，Phillips[15]在1998年指出沥青材料自修复需经历3个阶段：(1)裂缝闭合引起的应力恢复及沥青流动；(2)裂缝界面接触、湿润；(3)沥青分子扩散、结构重组。常温下上述3个过程均较为缓慢，当补给其足够的高温时，则沥青流动、沥青分子扩散与重组的速率都将增大，以此来促进沥青材料的自修复。Grant[16]也发现沥青混合料自修复所需时间随温度的升高而减少，甚至当温度达到某一值后，自修复过程能即刻完成。
结合试验结果，研究者们尝试运用3种理论对沥青材料的自修复机理进行阐述：表面能理论、分子扩散理论及毛细流理论[17]。其中分子扩散及毛细流理论对升温自修复机理的解释有较好的适用性，取得了一定成果，但还无法从微观分子尺度层面对沥青材料自修复做出解释，难以说明沥青分子组成与结构对其自修复的影响情况。
2011年，Bhasin等[18]最先采用分子动力学模拟研究沥青的自修复过程，构建了三组分沥青分子模型与一定宽度裂缝模型，并以扩散系数为评价指标，证明了裂缝自修复率随温度的升高而增加[19]。其后学者[20]的沥青材料自修复分子动力学模拟研究均得到了类似的结果，即扩散系数随温度升高而增大，较高的温度将引起更大的分子扩散速率与范围。Sun等[21]采用分子动力学软件先后构建了4种沥青结合料的平均分子结构模型及一定宽度的3D微裂缝，并结合相应的宏观试验研究了温度对沥青结合料自修复的影响，结果表明在结合料的相变(PT)温度范围内分子扩散速率与范围更大、自修复能力更强。考虑较高的温度可能引起永久变形，提出最佳愈合温度在40.3℃~48.7℃。
感应热自修复原理
考虑温度对沥青材料自修复的促进作用，Garcia等[22]在2009年率先提出以电磁感应加热升温辅助沥青材料自修复的思路，并指出实现该技术的两个关键前提：一是沥青材料必须具有良好的导电性；二是导电材料与填料必须形成闭合回路。如图1(a)所示，将掺有导电材料的沥青混合料试件置于平板线圈下，当在导电线圈通以交变电流时，其周围将产生一个同频交变磁场，根据法拉第电磁感应定律，在以上两前提均满足的情况下，置于交变磁场中的闭合环路将产生同频率的涡轮电流，以致导电材料因其电阻而发热，再依次对沥青、集料进行传热，进而达到加热整个沥青混合料的目的。
电磁感应加热使沥青材料的温度升高，大幅度提升其自修复率。当沥青材料微裂缝产生时，通电后线圈附近产生交变磁场，由导电材料与填料形成于裂缝周围的闭合回路将产生涡流，涡流遇到电阻材料发热，对沥青进行加热，使沥青融化，恢复其黏性并封闭裂缝，从而使沥青材料的强度与刚度得到极大修复，甚至完全达到或超过损伤前性能，整个过程见图1(b)。沥青材料电磁感应加热自修复技术是直接对沥青而非集料进行加热，具有多次修复、高效节能、且不过分损伤材料原始结构等优势，是其他加热技术(微波及红外加热)所难以比拟的。
目前对升温促进自修复机理的研究多围绕沥青室内试验结合理论基础进行，基于分子动力学的细观因素定量影响研究为未来的热门前沿。在电磁感应自修复方面，研究者们对沥青材料电磁感应加热自修复过程中能量转换的研究并未过多涉及，因此无法对该项技术推广普及的环境与经济效益的评估进行准确地把握。
导电材料
沥青材料本身不导电，掺入导电材料则是感应热自修复的关键前提，因此导电材料几何参数对沥青材料的自修复性能影响很大，且导电材料掺入沥青材料后，也必须考虑其对沥青材料带来的影响。因此本文从导电材料对沥青材料性能的影响与感应热修复下导电材料的参数设计进行详细剖析，以明晰导电材料在沥青材料感应热自修复中所扮演的重要角色。
导电材料对沥青材料性能的影响
(1)导电材料对沥青材料导电性能影响
研究者发现添加适当的导电介质可以使沥青材料具有导电性。早期导电材料多见于道路除冰[24]与自监测材料研究中，Wu等[25]发现向集料-沥青-导电填料(石灰岩粉末与石墨粉末混合而成)中添加少量碳纤维可以大大提高沥青材料的导电性，原因是碳纤维在导电填料簇间起到了桥接作用，促使导电闭合回路的形成。沥青材料导电的原理实质上是由于在掺入的导电纤维与填料构成闭合回路中形成了电流的缘故，这也为沥青材料感应加热提供了基础。
Garcia等[26]研究了掺钢纤维与石墨的沥青砂浆导电性，结果表明：沥青砂浆导电性的渗透阈值是砂-沥青比与纤维含量的函数，且每种砂-沥青比都对应一种最佳纤维含量，在此含量下纤维既可以拌和均匀，沥青砂浆的导电性能又可以达到最好，见图2。还发现添加导电纤维(钢纤维)较导电填料(石墨)可以使沥青砂浆更快地达到渗透阈值，这点在掺导电材料的沥青混凝土导电性的研究中也得到了验证[27]，纤维与填料的组合可以使材料电阻率减小。
(2)导电材料对沥青材料技术性能影响
以掺入导电材料的方法来提高沥青材料的导电率，还必须考虑其对沥青材料其他技术性能的影响。Wang等[27]将钢纤维、石墨作为导电材料与填料掺入沥青中，研究了掺入导电材料后的沥青混凝土的力学性能，认为掺量适当、分散均匀的钢纤维可以显著改善沥青的马歇尔稳定度、抗车辙性、间接拉伸强度及低温抗裂性；添加石墨可以提高抗永久变形能力，但低温性能与稳定性则有所受损；同时含有钢纤维与石墨的沥青削弱了钢纤维的增强效果，但较普通沥青的力学性能仍有明显提升。
掺入的钢纤维会使密实型沥青的空隙率增大，但不能改善其抗颗粒损失性及弯曲强度，拌和不均时甚至会产生负面影响[28]。当采用钢砂作为导电介质时，熊汉江[29]发现掺入钢砂的SBS改性沥青在高温及水稳定性能方面有所改善，但其低温性能及黏结性则有所降低，但仍满足规范要求，不会对其路用性能产生显著影响。
感应热修复下导电材料参数设计
(1)类型。
导电材料类型的选取必须以快速、高效加热升温为着眼点，使沥青材料有更快、更好的修复效果。纵观国内外研究现状，常用的导电材料有钢丝绒[30]、钢砂[31]、钢渣[23]、石墨[27]及铁粉[32]等。其中钢丝绒具有明显的导电与加热优势，被视为沥青感应热修复的主流导电纤维材料；但也有研究表明[28]，钢丝绒易在沥青材料中因拌和不均而结块、成球形成钢丝簇，降低材料性能或引起局部温度过高，而钢砂则可以均匀分散且有较高的升温速度(甚至可达3.0℃/s以上)；掺钢渣的沥青材料升温速率(0.04~0.05℃/s)太小，因此钢渣不适合应用在感应热修复技术中；石墨与铁粉通常作为导电填料掺入沥青材料中，与其相比掺入导电纤维对于改善沥青材料的导电率是更有效的，所以目前大多数研究也都围绕着掺钢丝绒为导电材料的沥青材料感应热自修复技术开展。
(2)掺量与几何尺寸。
Garcia等[33]采用2种长度、4种直径与4种含量的钢纤维设计出25种级配、沥青用量都相同的密实型沥青混合料，研究了钢纤维几何参数对混合料导电性、导热性及感应加热速率等的影响，发现钢纤维在混合料拌和及压实过程中会被折断，最终长度取决于其直径，与其掺入时长度无关；钢纤维含量增加对混合料导电导热性都有明显的促进作用，但当其含量过小(小于沥青体积的2.21%)时钢纤维含量、长度及直径对导热性的影响可忽略；感应加热速率主要受钢纤维含量及直径的影响，与混合料空隙率、导热率和电阻率均无明显关系。
鉴于导电材料掺量及直径等对沥青材料感应加热自修复性能的重要影响，许多学者以升温速率及自修复率等参数为指标对此进行了系统地研究。钢丝绒由粗到细一般分8个型号：4号、3号、2号、1号、0号、00号、000号、0000号，Liu等[30]经研究给出了10%(按沥青体积计)的000号(优于1号)钢丝绒作为多孔沥青混凝土中的最佳含量，可以获得最佳导电率、良好的感应加热速率和较好间接拉伸强。Garcia等[28]从分散均匀性角度及加热速率的角度考虑，认为掺入的钢丝绒几何参数如下为宜：长度小于2mm、直径大于0.15498mm(3号)和掺量不小于6%为宜。何亮等[34]研究表明：对于钢丝绒掺量同为6%密实型沥青混凝土的升温速率来说，掺2号、长度6.5mm钢丝绒的升温速率(1.5245℃/s)较掺2号、长度3.5mm钢丝绒的升温速率(1.137℃/s)和4号、长度3.5mm钢丝绒的升温速率(0.9617℃/s)更大，且2号钢丝绒(6.5mm)掺量为4%的混合料自修复率(96.7%)最理想。文献[29]对比分析了掺3种粒径(0.6mm、1.0mm及1.4mm)、3种掺量(2%、4%及6%，按沥青体积计)钢砂的SBS改性AC-13C平均升温速率与自修复率，发现掺1.4mm粒径、6%掺量钢砂的平均升温速率最大，1.0mm粒径、6%掺量钢砂的自修复性能最好。
导电材料掺入沥青材料后，其掺量与几何尺寸在一定程度上决定了材料导电导热率与分布均匀性等，进一步影响材料升温效率、自修复率及其他技术性能。沥青材料的导电率、升温速率及自修复率随钢纤维掺量增大而增大，且细长钢纤维优于粗短钢纤维；当钢纤维含量超过一定范围，会因形成过大面积的钢纤维簇而过分增大沥青材料空隙率，且细长钢纤维较粗短钢纤维的影响更大，甚至降低沥青材料力学性能、造成加热时局部温度过高，对沥青材料自修复性能产生负面影响。
(3)拌和工艺。
拌和工艺直接影响导电介质在沥青材料中的分布情况，Garcia等[35]从分散均匀性及沥青材料的技术性能层面出发认为钢丝绒拌和时间为1.5min为宜，拌和时间越长纤维最终长度越小，纤维簇越少；拌和时间越短，沥青最终加热温度越高，这可能是由于拌和不均形成的纤维簇导致的局部高温斑点造成的。
Liu等[36]提出了将钢丝绒拌和均匀的优化混合工艺：先将钢丝绒、沥青和矿粉拌和100s，然后加入集料一起拌和200s。赵龙[37]对多种拌和顺序及时间进行了详细分析，以钢丝簇含量为指标，并结合节约能耗原则，采用了总时间270s的方式：集料与钢丝绒拌和90s，加入沥青拌和90s，加入矿粉拌和90s。
与钢丝绒相比，分散均匀性在掺钢砂的沥青材料中并不是问题。拌和工艺以使钢丝绒分散均匀为标准，应尽量使导电材料分散均匀，如图3所示。既要避免大面积钢丝簇的形成，对沥青材料的导电率、加热性能及其他技术性能产生不利影响；也不能拌和太长时间使导电纤维长度过分减小，这样会导致沥青材料自修复性能不佳、能耗过大不经济等问题的出现。
沥青材料感应热自修复影响因素
除导电材料外，沥青材料的感应热修复还受诸多因素的影响，如沥青材料自身因素(沥青性质、混合料空隙率等)、环境因素(温度及时间、水、线圈距离等)及加热仪器(功率、频率及电压)等。
沥青混合料
(1)温拌与热拌沥青混合料。
Liu等[38]对比了热拌沥青混合料(HMA)与温拌沥青混合料(WMA)的感应加热特性和自修复率，结果表明：感应热修复后的HMA与WMA都具有很好的疲劳特性及相似的加热速率，但WMA的最佳感应加热温度、自修复率略低于HMA，这可能是由于温拌剂(Aspamin)中残存的活性成分和WMA裂纹表面泡沫对裂缝闭合的阻碍作用导致的。此外，还发现HMA与WMA的自修复行为都具有高度应变依赖性，在中等微应变幅值下获得最佳的愈合行为，较低与较高的微应变都将降低混合料的自修复率。
(2)老化及再生沥青混合料。
沥青的老化及沥青路面回收料(RAP)的掺入将使混合料变硬变脆、沥青黏性增大和流动性减小，使感应热修复率降低。Gomez-Meijide等[39]发现老化过程和RAP的添加降低了感应热修复有效性与能量效率，触发修复现象发生的临界能量值要更高，最大修复率降低，所需的能量增加。烘箱老化1d和掺少量RAP的混合料修复性能显著降低，当老化9d后和掺60%的RAP含量以上的混合料自修复率将趋于20%，再与老化程度无关。
针对RAP自修复性能的降低，Ba等[40]设法采用低黏度食用油与再生剂来降低RAP的黏性、增大其流动性，以此达到改善RAP感应热自修复性能的目的，但还是要远低于新拌沥青混合料，温度越高再生剂的改善效果越明显。较传统的再生剂，废旧食用油对RAP自修复性能的改善效果更好，且经济高效、节能环保。
(3)混合料空隙率。
根据固体传热效率大于气体传热效率的原理，空隙率越大混合料导热系数越小，但不同空隙结构对沥青材料感应热修复性能的影响仍需要研究。有研究者[39]测定了感应热下5种空隙率(0.5%、4.5%、13.2%、20.4%及26.5%)的沥青混合料修复率，其修复率(分别为32.5%、42.2%、40.2%、45.5%及48.3%)呈上升趋势，空隙率从0.5%增大至26.5%时，修复率增大15.8%。分析其原因认为多孔沥青混合料裂缝倾向于沥青或玛蹄脂位置处产生(图4(ａ))，密实型混合料裂缝多由于集料的断裂而出现，两者虽都能通过升温修复，但后者裂缝被沥青黏接后强度要远低于断裂前集料强度，且密实型混合料内较小直径的空腔及较差的孔隙互通性致使沥青流动时的表面摩擦增大，需要更大的能耗(图4(ｂ))，这些都限制了密实型混合料的高温修复性能。Gomez-Meijide等[41]研究表明，密实型沥青混合(空隙率4.5%)在低能量下可以获得更大的修复率，但最大修复率则低于半密实沥青混合料(空隙率13%)和多孔沥青混合料(空隙率21%)。
环境因素
(1)加热温度。
沥青材料在30℃~70℃开始愈合，温度越高愈合速率越大，也有研究发现温度高于100℃以上时，沥青材料易发生软化膨胀致使结构强度下降，因此应控制修复温度在100℃以下，研究者发现试件表面温度由100℃降至50℃(沥青呈现牛顿液体性质温度)需要大约20min，散热过程对修复充分也非常重要[37]。加热温度与时间是感应热自修复的关键，也是各国学者研究的重点(如表1所示)。但研究者们基本采用试件近线圈侧表面裂缝附近温度作为最佳修复温度，忽略了温度梯度与表面散热情况给修复带来的影响，这显然是不客观的，评价试验与方法也过于简单粗糙，并不统一，往往造成研究结果存在较大的出入。加热距离一般为10mm左右，时间为2～3min以内，太长升温太高或能耗增加，太短修复效率低，研究中一般是依据加热速度(与导电材料相关)和需要达到的最终温度决定。
因线圈周围磁场大小的分布规律，感应加热会使试件纵向产生温度梯度(如图5所示)，进而导致升温与愈合梯度的出现。叶勇等[44]发现温度梯度随加热时间的增长不断增大，加热10s、30s和50s后的温度梯度分别为2.52℃/cm、5.34℃/cm和6.45℃/cm，但增长趋势变小。当加热表面至100℃，3层试件(由上至下，层厚15mm)的梯度愈合率分别为70%、60%、50%左右，此外加热次数可以促进修复率的增加，但增幅逐渐减小。停止加热20min后温度梯度基本消失，此时平均温度已在最佳愈合温度以下，因此可以认为传热过程对试件下部愈合不会有明显改善。
(2)水分。
水分对沥青材料的损害历来受到道路研究者所关注，Mannan等[45]以湿度对沥青结合料化学性质与黏结性的影响为着眼点，采用动态剪切流变仪(DSR)试验评估了湿度条件下沥青结合料的自修复性，发现结合料疲劳损伤的整体修复率因水分存在而降低，并通过降低结合料的内聚力和分离能量削弱了其瞬时修复性能；通过增加扩散所需的活化能来降低长期修复速率。
Sun等[46]通过冻融劈裂、浸水马歇尔及三点弯曲等一系列试验，研究了水损害作用下沥青混合料的热物性参数及感应热修复性能，结果表明：沥青混合料的导热系数随着含水率的增加而增加，而热扩散系数和比热则下降。加热速率随水分的增加而增大，但自修复率显著降低，裂缝表面水分阻止微裂缝的加热修复，感应热修复宜在干燥条件下进行。
(3)加热时线圈距离。
从电磁感应加热原理中不难发现，线圈周围交变磁场的强弱对导电材料感应电流及加热速率是至关重要的，离线圈越近磁场强度越强，越远则越弱。研究发现[37]当以试件(掺4%6.5mm2号钢丝绒沥青混凝土小梁)上表面感应热温度为代表值时，线圈下底面与试件上表面间距离为7.5mm、15mm及30mm的平均加热速率分别为1.1106℃/s、0.9628℃/s及0.8288℃/s，距离越近升温速率越大，后续研究者也多采用较小的加热距离，以缩短加热时间降低能耗。有学者研究得出：对沥青混合料感应加热60s后，距离为10mm和20mm的温度梯度分别为6.73℃和5.58℃，加热距离越近温度梯度越大[43]。
感应加热仪器参数
感应加热仪器功率(电压)与频率是感应加热效率的两个重要因素，Apostolidis[32]等设置了频率相同电压不同(250V、550V)及电压相同频率不同(30kHz、64kHz)两组参数加热沥青砂浆，结果如图6所示。由图6发现电压越大、频率越小加热速率越大。为保证感应自修复高效、快速进行，功率一般调至较大，频率一般调至较小。
综上所述，沥青材料电磁感应加热自修复率受众多因素影响，例如沥青材料自身性质、环境因素及加热仪器参数等，其中拌和温度(温拌与热拌)对自修复率的影响并不明显，沥青的老化使沥青材料自修复率急剧降低，在一定范围内空隙率越大，沥青材料自修复性能越好。感应加热温度对沥青材料自修复性能的影响最大，在其膨胀温度(一般为100℃左右)以内，温度越高沥青材料自修复率越大，自修复时间越短，而水分的存在则严重降低了沥青材料自修复率。仪器参数通过对感应磁场及电流的控制来影响沥青材料的升温速率，其中功率越大、频率越小，升温速率越大，沥青材料的自修复率越大。
感应加热修复路面损害
裂缝
很多研究表明：以电磁感应加热方式促进沥青材料自修复具有高效、快速的优势，修复率甚至高达90%以上，但一般仅针对初始裂缝而非材料永久变形。基于感应加热对断裂裂缝良好修复率的基础上，Menozzi等[31]研究了掺6%(按混合料体积计)钢砂(粒径在0.6~1.4mm)沥青混合料的疲劳损伤裂缝感应修复情况，并采用CT扫描技术量化裂缝的损伤与愈合，发现当疲劳加载次数为2826次时试件达到31%的最佳修复率，超过此加载次数后修复率急剧降低。感应加热只能修复一定宽度的裂缝，若疲劳损伤太大裂缝太宽，则无法进行感应热修复，此外疲劳损伤是裂缝与永久变形的组合，故感应热修复疲劳损伤效果不佳。
水损害
文献[46]研究了掺钢纤维的沥青混合料在经浸水马歇尔及冻融劈裂试验破坏后采用感应热修复的情况，发现残留马歇尔稳定度增加了1.7%，1d、3d及5d后的冻融劈裂强度分别增加了0.9%、3.43%及1.14%，浸水后试件三点弯曲强度的感应热修复率远低于干燥条件修复情况。究其原因认为水损害不仅能使沥青混合料产生裂缝，还形成了极其复杂的结构变形，电磁感应加热只能修复因裂纹引起的强度损失，不能修复结构变形，且结构变形亦将促进裂缝界面的分离、增大其宽度，加之裂缝表面水分对热修复的阻碍作用，这都将使水损害作用下的沥青混合料感应热自修复性能严重降低。
飞散
飞散是排水沥青混凝土路面的主要病害，Liu等[36]采用旋转表面磨耗试验检测了多孔沥青混合料的抗飞散性能，依据旋转表面磨耗试验中感应加热时机的不同(8h后、12h后、18h后及24h后)，设计出4种方案，发现4种方案的集料损失曲线在感应加热后都会趋于平稳，平均集料损失分别为10.3g、16.7g、24.7g和21.4g，感应加热通过闭合集料-集料接触区域的微裂缝有效阻止了飞散病害的发展，且感应加热的时机越早越好。
坑槽
坑槽多是因裂缝经过行车荷载和水损害作用最终形成的结果，严重威胁沥青混凝土路面的使用寿命。Obaidi等[47]提出了一种修补沥青混凝土路面坑槽的新方法，整个过程如图7所示。采用沥青黏结料与钢纤维为底面制作一种沥青混合料砖，将其置于清理好的坑槽处并对其进行感应加热，即可完成坑槽的修补，研究结果可为未来的沥青混凝土路面坑槽维养提供思路。
电磁感应加热升温辅助沥青材料损伤的自修复也存在一定的局限性，其中对单纯的裂缝尤其是细小微裂缝病害的修复效果最好，可以大幅度快速、高效地恢复材料的物理力学性能，在飞散及坑槽的预防与修复方面也有较好的效果，而对水损害及其产生的复杂结构变形的修复效果甚微，因此电磁加热在沥青材料细小微裂纹自修复的应用前景较好。
沥青材料感应热自修复亟待解决的问题
沥青材料感应热自修复技术近十年来经国内外学者初步研究，取得了一定的成果，但尚未成熟。在今后的研究工作中存在以下亟待解决的问题。
(1)目前对升温促进自修机理的研究大多是通过试验现象上升至理论基础进行分析，有一定的依据，但研究结论往往过于片面，难有说服力。基于分子动力学模拟的方法，从微观、纳观层面研究沥青分子组分、结构形态、温度及裂缝几何参数等因素对升温自修复机理(如何触发与影响等)的影响作为今后研究热点。
(2)感应热自修复过程涉及电学、电磁学、热学和传热学等多个复杂学科，量化其能量的转化过程对控制能耗非常关键，直接影响其今后推广应用的经济效益，这是个涉及多场耦合仿真的复杂难题。
(3)仅以试件上表面某点或平均温度作为最佳温度代表值的做法并不客观。在较大温度梯度和散热速率下表面与内部温度相差很大，并不能代表内部裂缝的最佳修复温度，对温度梯度下的沥青材料最佳修复性能的研究力度远远不够。
(4)感应热修复率评价方法的不统一有时会导致研究结论存在一定出入，利用现有成果建立多尺度模型(微观分子-能量学理论-宏观力学)以及与工程实际更加贴切的评价方法来衡量沥青材料自修复特性势在必行。
(5)我国幅员辽阔气候多变，考虑恶劣环境条件下感应热温湿耦合自修复状况的研究十分迫切，为实现全天候高效、快速的感应热修复做出探索，有利于感应热修复技术早日应用于工程实际，并将其纳入沥青混凝土路面疲劳寿命的考虑范围内，达到经济环保可持续发展的目的。
结语
感应加热技术是促进沥青材料自修复性能的提升，具有多次修复、高效快速及节能环保等众多优势，文章详细分析了感应热增强沥青材料自修复能力的机理，从材料类型、掺量及几何尺寸、拌和工艺3个方面系统综述了导电材料对沥青材料技术性能和自修复效率的影响，此外发现修复效率还受沥青混合料性质、环境因素及仪器参数等影响。感应加热对初始微裂缝、飞散及坑槽病害修复能力较好，但无法对材料永久变形进行有效修复。最后指出了沥青材料感应热自修复技术研究亟待解决的问题，为今后的研究拓宽思路。
