热老化条件下沥青混合料疲劳损伤自愈合性能研究

《热老化条件下沥青混合料疲劳损伤自愈合性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号:学校代码:10128UDC:学号:20151800183硕士学位论（文学生类别：全日制专业型硕士研究生学位类别：工程硕士领域名称：建筑与土木工程论文题目：热老化条件下沥青混合料疲劳损伤自愈合性能研究英文题目：ResearchonFatigueDamageSelf-healingCapabilityofAsphaltMixtureundertheConditionofThermalAging学生姓名：陈瑞璞导师姓名：崔亚楠教授王全录高级工程师二○一八年六月内蒙古工业大学硕士学位论文摘要随我国

2、高速公路建设事业的快速发展，选择更具耐久性的沥青路面材料是当今道路科研工作者共同的研究方向。疲劳开裂是当今沥青路面主要的损伤形式之一，长期以来道路工作者一直在致力于解决路面开裂问题，但至今未从根本上有效解决。依据前人的研究成果可知，沥青混合料疲劳损伤后具有一定的自愈合能力，研究沥青混合料的自愈合能力，对优化沥青路面设计及延长路面使用寿命具有重要意义。本文通过四点弯曲疲劳试验，分析了热老化条件下基质沥青混合料、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物（SBS）改性沥青混合料、胶粉改性沥青混合料的疲劳损伤性

3、能及自愈合性能，并利用扫描电子显微镜（SEM）及核磁共振仪（NMR）分析了老化前后沥青混合料的微观形貌及孔结构变化情况，主要研究结论为：（1）通过沥青混合料四点弯曲疲劳试验结果可知：随老化程度的加深，沥青混合料变得脆硬，抗疲劳性能变差；损伤因子D及疲劳损伤因子Df均可反映沥青混合料的抗疲劳性能，但疲劳损伤因子Df无法详细描述疲劳损伤演变过程。不同老化条件下三种沥青混合料的抗疲劳性能均表现为：胶粉改性沥青混合料>SBS改性沥青混合料>基质沥青混合料，说明胶粉改性沥青混合料具有较好的抗疲劳性能；随着加

4、载次数的增大，耗散能逐渐减小。随老化程度增大，沥青混合料的耗散能增大。相同应变水平下，基质沥青混合料的耗散能大于其它两种改性沥青混合料的耗散能；通过耗散能变化率可反映沥青混合料的疲劳损伤程度。（2）通过表象法愈合评价指标（HI1）及能量法愈合评价指标(HI2)分析沥青混合料的疲劳损伤自愈合性能可得到一致结论：损伤程度较小的原样沥青混合料在50℃条件下养护6h后的愈合效果最显著；利用灰关联熵分析法和极差分析法研究多因素对沥青混合料自愈合能力的影响可得出，老化程度显著影响了沥青混合料的自愈合能力；未老

5、化条件下，基质沥青混合料的自愈合能力大于改性沥青混合料。热老化条件下，改性沥青混合料的自愈合能力大于基质沥青混合料，SBS改性沥青混合料的自愈合能力大于胶粉改性沥青混合料。（3）利用扫描电子显微镜（SEM）分析了老化前后沥青混合料微细观结构变化情况，短期老化后基质沥青混合料及SBS改性沥青混合料沥青-集料界面交接处存在微裂纹，长期老化后，沥青混合料界面处无明显微裂纹出现；由于胶粉改性沥青混合料有较好的高温性能和抗老化性能，因此老化前后其微观形貌变化较小。老化前后胶粉改性沥青混合料界面处无明显微裂纹

6、出现，说明胶粉改性沥青与集料的粘结性较好，其抗疲劳性能更强；利用核磁共振仪（NMR）分析了不同老化程度的基质沥青I内蒙古工业大学硕士学位论文混合料孔隙度的变化情况，其孔隙度大小表现为：短期老化基质沥青混合料>未老化基质沥青混合料>长期老化基质沥青混合料；热老化作用对基质沥青混合料微小孔隙影响较小，但对其大、中孔隙影响较大。老化前后基质沥青混合料内部的孔隙主要为10-100μm左右的大中孔隙。关键词：沥青混合料；热老化；疲劳性能；自愈合性能；微细观结构II内蒙古工业大学硕士学位论文AbstractW

7、iththerapiddevelopmentofhighwayconstructioninchina,selectingmoredurableasphaltpavementmaterialsisacommonresearchdirectionforcurrentroadresearchers.Fatiguecrackingisoneofthemaindamageformsofasphaltpavementtoday,roadresearchershavebeenworkingonsolvingth

8、eproblemofpavementcrackingontheroadsurfaceforalongtime,buttheyhaven'tbeensolvedfundamentallysofar.Basedonthepreviousresearchresults,itcanbeconcludedthatasphaltmixturehaveself-healingabilityafterfatiguedamage,andstudyingontheself-healingability