瀝青自愈合特性及影響因素研究.pdf

1、瀝青材料承受荷載作用能力的大小以及其疲勞壽命的長(zhǎng)短對(duì)瀝青路面的使用性能具有顯著的影響。開(kāi)裂是路面主要的破壞形式之一，瀝青材料的開(kāi)裂使得瀝青路面的抗疲勞能力明顯下降。如何提高瀝青材料的抗疲勞能力一直是國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)課題。瀝青及瀝青混合料具有自愈合特性已經(jīng)被越來(lái)越多的專家學(xué)者證實(shí)。瀝青的自愈合特性與瀝青材料的粘彈特性和流變性能有很大的關(guān)系，最大限度的利用瀝青材料的自愈合特性可以極大的增長(zhǎng)瀝青路面的使用壽命。
　　本文選用SK-70#

2、基質(zhì)瀝青、SK-90#基質(zhì)瀝青、SBS改性瀝青和橡膠改性瀝青四種瀝青作為研究對(duì)象，通過(guò)動(dòng)態(tài)剪切流變儀(DSR)對(duì)瀝青材料進(jìn)行疲勞——愈合——再疲勞試驗(yàn)。研究瀝青材料的動(dòng)態(tài)模量（|G*|）和相位角(δ)在自愈合前后的變化規(guī)律。
　　對(duì)瀝青材料進(jìn)行時(shí)間掃描試驗(yàn)，在控制應(yīng)力和控制應(yīng)變兩種加載模式下研究愈合時(shí)間、愈合前材料的疲勞程度、愈合溫度、材料種類和屬性以及加載方式對(duì)瀝青材料自愈合性能的影響。研究表明:在控制應(yīng)力加載模式下，控制應(yīng)力選

3、取越大，瀝青材料的疲勞壽命越短;在控制應(yīng)變加載模式下，控制應(yīng)變?cè)酱?，瀝青材料的疲勞壽命越短。在控制應(yīng)力和控制應(yīng)變兩種加載模式下瀝青材料自愈合特性表現(xiàn)出的規(guī)律一致，均為愈合時(shí)間越長(zhǎng)，愈合前材料的動(dòng)態(tài)模量越高，愈合溫度越高，瀝青材料的動(dòng)態(tài)模量和相位角恢復(fù)越接近加載前的狀態(tài)，疲勞壽命恢復(fù)越長(zhǎng)，瀝青自愈合能力越強(qiáng)。在本研究特定的試驗(yàn)條件下，基質(zhì)瀝青的自愈合特性要優(yōu)于SBS改性瀝青和橡膠改性瀝青。
　　對(duì)瀝青材料進(jìn)行毛細(xì)管試驗(yàn)，研究毛細(xì)管作

4、用在瀝青材料自愈合過(guò)程中的作用。研究表明:溫度越高，時(shí)間越長(zhǎng)，瀝青材料的毛細(xì)管作用越明顯，這與瀝青材料自愈合特性與愈合時(shí)間和愈合溫度的關(guān)系相吻合，說(shuō)明了毛細(xì)管作用在瀝青裂縫自愈合的過(guò)程中起到了重要的作用。
　　研究分析了現(xiàn)有的瀝青材料自愈合性能評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)其進(jìn)行了對(duì)比和分析，并根據(jù)其優(yōu)缺點(diǎn)提出了基于能量密度比(Energydensityratio)建立的評(píng)價(jià)指標(biāo)。研究表明:單一的利用某幾個(gè)時(shí)間點(diǎn)的動(dòng)態(tài)模量的變化或?yàn)r青材料疲勞壽命的

5、變化來(lái)評(píng)價(jià)瀝青材料的自愈合能力的強(qiáng)弱相對(duì)片面，不能完整的反映材料在自愈合后的性能，而基于能量密度法比方法制定的評(píng)價(jià)指標(biāo)能夠較好的兼顧動(dòng)態(tài)模量的恢復(fù)、在再次疲勞加載中各指標(biāo)的變化以及材料抵抗荷載作用的能力，能比較全面的分析瀝青材料的各項(xiàng)性能的恢復(fù)情況，能夠較準(zhǔn)確的對(duì)各試驗(yàn)條件下瀝青材料的自愈合性能進(jìn)行量化。
　　通過(guò)對(duì)瀝青材料進(jìn)行疲勞試驗(yàn)和毛細(xì)管試驗(yàn)，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的分析以及對(duì)瀝青材料自愈合評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行的研究進(jìn)一步了解了瀝青材料自愈合的