长安大学公路学院的马峰、赵亮、侯英杰等学者与广西大学戴家胜等合作，在《Construction and Building Materials》期刊2026年第516卷上发表了一项关于沥青结合料（asphalt binder）流变性能调控的研究。该研究聚焦于一种以石蜡（paraffin wax）为芯材、三聚氰胺–脲–醛树脂（melamine–urea–formaldehyde resin, MUF）为壳材的微胶囊相变材料（microencapsulated phase change materials, MPCM），并引入膨胀石墨（expanded graphite, EG）构建骨架支撑复合相变体系，系统评估其对90号基质沥青热物性与流变行为的影响。

沥青路面在高温服役条件下易因结合料黏度下降而产生车辙等永久变形，低温条件下则因体积收缩受限而诱发温度裂缝，这种温度敏感性长期制约路面耐久性。相变材料因其在狭窄温度区间内吸收或释放大量潜热的能力，成为调节路面温度波动的前沿策略。石蜡具有高潜热、快速结晶动力学及化学惰性，但其直接掺入沥青会造成显著软化，削弱高温抗变形能力，限制了工程应用。微胶囊化可将相变芯材限制在聚合物壳层内，降低泄漏并缓解软化；然而聚合壳层会引入额外热阻，且微胶囊在拌和、压实及服役荷载下可能发生壳层破裂。膨胀石墨凭借其连通孔隙网络、高导热性和强吸附能力，可作为石蜡的结构支撑，但其开放孔隙对熔融态相变材料的约束能力有限。因此，该研究的目标在于通过微尺度封装与膨胀石墨网络相结合的多尺度限域设计，同时实现高效热传导与相变材料稳定保持，并系统识别适用于沥青结合料的最佳相变材料形态与掺量。

研究构建了四种相变材料体系：纯石蜡（PW）、MUF封装石蜡微胶囊（PW-MPCM）、封装后与膨胀石墨共混体系（PW-MPCM-EG），以及乳化阶段原位引入膨胀石墨体系（PW/EG-MPCM）。四种体系均以相同石蜡芯材为基础，分别以3%、6%、9%和12%的质量分数掺入90号A级基质沥青。PW-MPCM通过MUF辅助原位聚合法制备，芯壳质量比为1:1，乳化与聚合条件均为80°C、1000 r/min，分别持续30分钟和2小时。PW/EG-MPCM在乳化阶段引入EG，以促进EG与乳液液滴界面的结合，实现导热通路与吸附限域的双重功能；PW-MPCM-EG则在微胶囊合成完成后将EG作为外部导热添加剂共混入沥青。改性沥青采用高速剪切法在160°C、2000 r/min下制备30分钟。实验测试包括常规针入度、软化点、延度试验，差示扫描量热法（DSC），动态剪切流变仪（DSR）应变扫描与频率扫描，多应力蠕变恢复（MSCR）试验，以及弯曲梁流变仪（BBR）低温蠕变试验。频率扫描数据采用补偿Arrhenius模型（CAM）构建主曲线，参考温度为46°C。低温性能通过蠕变劲度S、蠕变速率m值以及参数ΔTc进行综合评价。

常规性能结果表明，纯石蜡的掺入使沥青针入度随掺量增加而增大，12%掺量时针入度较基质沥青提高，同时10°C延度增加122%，反映出石蜡轻组分对沥青稠度的稀释作用。相比之下，PW-MPCM及含EG体系针入度和延度随掺量增加持续下降，12%掺量下延度较基质沥青分别降低59.7%、83.3%和77.8%，表明微胶囊颗粒及固体EG提高了体系稠度并增加脆性。软化点方面，所有相变材料体系均使沥青软化点下降，其中PW在12%掺量时降幅最大，达10.1%；PW/EG-MPCM降幅最小，仅为4.9%，说明原位EG集成可部分抑制熔融石蜡引起的流动度增加。DSC测试显示，四种体系熔融焓与结晶焓均随相变材料掺量增加而增大，但增幅差异显著。12%掺量下，PW、PW-MPCM、PW-MPCM-EG与PW/EG-MPCM的吸热焓分别为10.6、5.5、4.6和7.7 J/g。相对热效率η计算表明，PW/EG-MPCM在相同掺量下表现出更高的有效潜热保留率，6%–9%掺量时达32.5%–36.3%，而PW-MPCM与PW-MPCM-EG则因壳层稀释与EG共混过程中部分未封装石蜡损失而较低。结晶温度方面，MUF封装使PW-MPCM结晶温度较PW升高，含EG体系进一步升高，表明EG改善了芯材与沥青之间的热传导，加速相变响应。

流变测试中，应变扫描确定统一临界应变为0.01%，以确保频率扫描处于线性黏弹性范围。频率扫描主曲线显示，纯石蜡在低频率区域使复数模量增大，但这主要源于测试热平衡时间短导致部分石蜡未完全熔融，并非真实高温性能改善；在经历充分温度平衡后，纯石蜡改性沥青的储存模量显著下降，进一步证实封装必要性。9%掺量下，除PW/EG-MPCM外其余体系主曲线出现明显畸变，说明仅原位EG增强微胶囊结构能提供充分限域以稳定石蜡并抑制基质软化。MSCR试验中，32°C下所有改性结合料的恢复率R随掺量增加而增大，但在46°C下随掺量增加而降低，其中PW在9%掺量下两种应力水平恢复率均降至接近零。PW/EG-MPCM在各体系中保持最稳定的恢复性能，3.2 kPa高应力下仍表现出优于其他体系的变形恢复能力。不可恢复蠕变柔量Jnr方面，PW的Jnr随掺量增大而上升，但其微胶囊化及含EG体系Jnr持续下降；12%掺量、0.1 kPa和32°C条件下，PW-MPCM、PW-MPCM-EG与PW/EG-MPCM的Jnr较基质沥青分别降低63.5%、85.6%和83.5%，表明EG网络结构显著增强了变形抗力。

BBR低温蠕变结果显示，-12°C下所有改性结合料劲度模量S随相变材料掺量增加而增大，m值总体下降。12%掺量下，PW、PW-MPCM、PW-MPCM-EG与PW/EG-MPCM的S较基质沥青分别增加190.4%、165.9%、221.6%和236.5%，表明EG的刚性骨架进一步加剧低温脆化。-18°C下，3%低掺量时所有改性沥青S均低于基质沥青，PW-MPCM-EG降幅最大达31.3%，表现出一定的低温应力松弛改善作用；但掺量超过3%后S急剧增大，PW在12%时增幅达108.4%，为所有体系中最严重。m值均随掺量增加而降低，12%掺量下全部低于0.3的规范限值。ΔTc分析显示，PW在低于9%掺量时ΔTc为正且随掺量增大而增大，表明低温性能由劲度控制；12%时ΔTc转为负值，表明松弛能力成为控制因素。PW-MPCM-EG与PW/EG-MPCM仅3%掺量下ΔTc为正，6%及以上均为负值，且9%和12%掺量下ΔTc低于-5°C，预示显著热裂风险。

综合各阶段结果，6%掺量被认为是潜热容量、高温流变稳定性与低温抗裂性能之间的最优平衡点。PW/EG-MPCM因同时具备EG辅助热传导与原位吸附稳定化的协同作用，表现出优于其他体系的潜热保留、热响应改善及最小的流变性能劣化，被推荐用于进一步混合料级开发。该研究的科学价值在于明确了相变材料形态与膨胀石墨集成路径对沥青结合料热力学—流变行为耦合影响规律，揭示了微胶囊化与骨架支撑协同限域机制在抑制石蜡软化、降低泄漏风险以及提升热导方面的有效性。工程应用层面，该研究为相变调温沥青路面的材料设计提供了可操作的剂量窗口与体系优选策略，对防治高温车辙与低温开裂具有潜在实用意义。