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原文传递老化沥青疲劳及自愈合性能评价研究

论文题名：	老化沥青疲劳及自愈合性能评价研究
关键词：	沥青路面;路用性能;抗疲劳性能;自愈合性
摘要：	沥青抗疲劳性能是影响沥青路面长期使用性能的重要因素，是国内外长期以来的研究热点之一。近年来研究者对“自愈性对沥青疲劳性能有重要影响”的观点已达成统一意见，并一致认为研究沥青路面的疲劳性能必须考虑自愈合性能的影响，才能更真实地反映沥青路面的抗疲劳性能。然而，在沥青路面的不同使用阶段，其抗疲劳性能和自愈合性能还会发生显著变化，这与沥青的老化紧密相关。本文从沥青疲劳性能和自愈合性能的评价方法入手，研究了不同老化程度的沥青在应力和应变模式下的疲劳性能及自愈合性能，以及间歇时间、损伤程度等因素对自愈合性能的影响，并在此基础上分析了自愈合性能与疲劳性能之间的关系。　　通过旋转薄膜烘箱试验(RTFOT)对70#基质沥青和SBS改性沥青进行了不同时间（0/85/255min）的老化处理，分析了老化对针入度、针入度指数、延度、软化点和135℃粘度的影响，对比了老化对两种沥青的影响的异同点。　　深入了解了沥青疲劳性能的评价方法，并考虑老化对沥青疲劳试验条件的影响，对现有的沥青疲劳试验方法从试验温度、荷载水平、试件保存、平行板选择、试件与平行板粘结是否牢固以及多余沥青修整等多方面进行了改进与优化，提出了适用于老化沥青的疲劳试验方法，且提高了试验结果的准确性与稳定性。　　在应力和应变模式下，对不同老化程度的70#基质沥青、SBS改性沥青进行DSR疲劳试验，并采用50％ G*、耗散能变化率(DR)和累计耗散能比(DER)三种方法对试验结果进行了分析。结果表明:①在应力模式下，沥青疲劳寿命随老化程度提高而增大;而在应变模式下，疲劳寿命随老化程度变化的规律不明确，且三种方法所确定的疲劳寿命互不相同。②沥青老化程度越高，其初始复数剪切模量越大。在重复荷载作用下，沥青复数剪切模量随荷载作用次数变化的情况与沥青种类、老化程度、荷载作用形式及荷载水平有关。在应变模式下，各种老化沥青的相位角均呈先缓慢增加，出现转折点后快速下降的趋势;而在应力模式下，未老化与老化85min的沥青相位角变化趋势与应变模式下相同，但老化255min后，相位角的变化则呈递增趋势，且转折点后增加速度远大于转折点前的增加速度。老化程度越高，相位角增加的速度越快。　　分析了沥青试件经DSR疲劳试验后的破坏横截面形貌，发现随着老化程度提高，70#基质沥青的疲劳破坏横断面先后出现了发丝状银纹和环状纹;而未老化SBS改性沥青的疲劳横截面形貌呈高低起伏的“丘陵状”，老化85min后出现模糊的发丝状银纹，且老化时间达到255min，发丝状银纹清晰可见。　　采用复数剪切模量增长率（HI1）、复数剪切模量比（HI2）、承受荷载作用次数之比（HI3）和疲劳破坏率之比（HI4）四种愈合指数评价了不同老化程度70#基质沥青和SBS改性沥青的自愈合性能。结果表明:四种愈合指数均存在不足之处，但相比之下HI3可以更好地反映沥青综合性能的恢复能力;此外，HI2可以较好地反映沥青复数剪切模量的恢复能力，且该愈合指数几乎不受荷载作用形式的影响。三大指标以及粘度变化可以大致反映老化对70#基质沥青自愈合能力的影响;但对于SBS改性沥青，则无法根据软化点或者粘度变化预测老化对其自愈合性能的影响。　　研究了老化程度、间歇时间、损伤程度对70#基质沥青和SBS改性沥青自愈合性能的影响。老化程度提高，沥青的自愈合性能降低，且老化对70#基质沥青自愈合性能的影响大于SBS改性沥青;间歇时间增加，沥青的自愈合程度提高，间歇时间对SBS改性沥青自愈合性能的影响大于70#基质沥青;损伤程度越低，沥青的自愈合性能越好，间歇前沥青的损伤状态对未老化SBS改性沥青的影响大于未老化70#基质沥青。
作者：	卢章天
专业：	材料工程
导师：	朱洪洲;何丽红
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2016
正文语种：	中文