沥青胶浆自愈合能力研究小论文

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1、沥青胶浆自愈合能力研究摘要：本研究利用动态剪切流变仪(DSR)，选取SK-70基质沥青胶浆，SK-70SBS改性沥青胶浆以及SK-70基质沥青老化胶浆作为研究对象，对它们的自愈合能力进行了评价和分析。关键词：沥青胶浆；疲劳-愈合-疲劳测试；自愈合能力；耗散能Abstract：ThestudychosestandardunmodifiedbituminousmasticsSK-70，SBSpolymermodifiedbituminousmasticsSK-70,andagingbituminousmasticsSK-70asthe

2、objectsofstudy,andtheirself-healingcapacitieswereevaluatedandanalyzed.Keywords：asphaltmastics;fatigue-healing-fatiguetest；self-healingcapacity；dissipatedenergy.1.1课题研究目的及意义由于沥青混凝土路面优点很多，例如表面的平整性较好，对车辆和飞机的震动影响很小、行车和飞机滑行过程平稳舒适、无扬尘、无接缝等，而且施工的机械化程度很高、路面质量好、施工进度快、维护简单，因此，沥

3、青混凝土得到越来越广泛的应用。沥青路面在国内外高速公路建设所使用的主要路面类型中占据主导地位。目前，在我国高速公路中，沥青路面使用比例高达90%以上。随着高速公路建设事业的蓬勃发展，与此对应的道路建筑材料的需求量增大，因而对材料性能提出了更高的要求。沥青路面必须具有一定的平整度、刚度和强度，同时要求其高温稳定性和低温抗裂性也较好，另外表面层还必须具备良好的耐磨性能、抗滑性能以及抵抗破坏的能力[3-4]。虽然近十几年来，中国的公路建设取得了飞速发展，但是从国民经济发展的需要的角度来看，公路里程和质量依然与发达国家还有很大的差距，仍旧

4、是制约其发展的重大瓶颈之一。当前气候环境越发恶劣，温室气体的排放量仍得到有效控制;另外，现代交通的特点是交通量大，重载超载严重;再加之国内公路建设规模大，施工工艺和管理问题突出，所以路面材料的性能需要得到提高。从目前情况来看，我国沥青路面在使用设计年限内早期病害严重，需要频繁养护维修，因此如何有效改性增强来提高沥青路面的使用品质以延长道路的使用寿命，减少相关的养护维修费用显得尤为迫切[5-7]。在长期的使用过程中，现实在役的沥青混凝土结构在周围复杂环境的影响下，无可避免地产生微小开裂和局部损伤。轻者路面结构的使用寿命会减少，重者整

5、个结构的安全都会被危及。因此，相关工作者关心的主要问题就是如何及时有效的修复出现的裂纹和损伤。许多微小裂纹比如基体的微开裂等，在实际使用的路面工程结构中屡见不鲜。然而，由于现有探测技术的局限性，这些微观范围的损伤极有可能被忽视和探测不到，以至于对裂纹和损伤进行修复的想法的实现变得非常困难，甚至不可能。但是如果果裂纹不能得到及时有效的修复和处理，不仅会影响沥青混凝土结构的正常使用性能和使用寿命，而且还有可能引发宏观裂缝并导致结构性的脆性断裂，最终产生严重的灾难性事故。为此，我们迫切需要采用某种方式或技术，能主动、自动地对沥青路面出现

6、裂纹和损伤的部位进行修复，从而恢复甚至提高沥青混凝土材料的强度以达到延长沥青路面使用寿命的目的[8-9]。1.1.2课题研究意义目前，沥青路面工程中最常见的两种病害就是疲劳破坏和永久变形近几十年来得到了国内外的广泛关注和重视它包括交通荷载作用下的疲劳和温度周期性作用下的疲劳，以及在温度变化和反复交通荷载作用时引起的路面的变形，影响疲劳和变形的因素非常复杂，因此如何设计出一种可持续路面体系，使得路面材料与结构具有自愈合能力对延长沥青路面服役寿命大有裨益[11]。自愈合材料是一种能自己部分修复服役期间产生的损伤的能力的一种材料。通常材

7、料性能会随时间推移慢慢衰退:微观尺寸的损伤产生(象微裂缝);裂增长;最后导致材料的破坏。从生物学的角度来理解自愈合机理就是材料本身能不断地及时感知到损伤，然后修复。与其它材料类似，当沥青混合料产生疲劳时，其硬度和强度会衰减。很多研究者已经观察到，在循环荷载过程当中，沥青混合料会经历微裂纹产生，增长，最后形成宏观裂缝这三个阶段。二十世纪七十年代时，沥青混合料的愈合行为已经被观测到了:在一次疲劳测试中间歇期发生的模量恢复被监测到了。对于沥青和沥青混合料来说，愈合就是材料性能的恢复以及裂缝的闭合。关于愈合行为的内在原因，目前存在两种说法

8、:物理化学说和力学性能说。前一种是指伴随化学结构的修复，微观的疲劳损伤也减速，它与沥青以及沥青混合料的化学成分和物理化学特性有关。后一种说法就是，愈合行为能被定义为材料在间歇期自身力学性能的部分恢复(例如强度和模量)。沥青基体在间歇期内能恢复部分强