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原文传递沥青自愈合微观评价体系及影响因素研究

论文题名：	沥青自愈合微观评价体系及影响因素研究
关键词：	道路建筑材料;沥青材料;自愈合性能;力学性能
摘要：	沥青自愈合行为可以修复沥青材料的微创伤，使沥青材料的结构和性能有所恢复，减慢沥青路面开裂进程，延长沥青材料的服役时间，使沥青材料发挥最佳的路用性能，沥青自愈合行为对沥青路面保持稳定的路用性能具有显著意义。本文以微观模拟、宏观试验相结合阐述沥青自愈合机理，先构建沥青自愈合微观维度评价体系用于评价各影响因素对沥青自愈合性能作用效应，再结合宏观沥青毛细管试验对沥青自愈合性能的分析校验，得到本文研究内容及结果如下：　　1、采用沥青经典组分分子，结合沥青四组分试验数据，建立不同老化程度的沥青模型，使用分子动力学优化弛豫沥青分子结构，消除沥青分子不良空间构型，得到稳定态的沥青分子模型。通过模拟分析与试验结果对比密度、溶解度、玻璃化转变温度及径向分布函数四参数验证沥青分子模型的合理性。利用沥青分子模型建立沥青自愈合体系，通过分子动力学分析沥青自愈合全过程，解析沥青自愈合行为，明确沥青自愈合机理。　　2、根据沥青自愈合全过程的机理解析，将采用密度、扩散系数、力学性能参数构建沥青自愈合微观评价体系。利用自愈合体系整体密度与纵向分子密度参数综合分析沥青自愈合过程中每一时刻分子运动情况，判断沥青材料的自愈合进程；使用沥青自愈合过程中的分子运动扩散系数分析不同沥青材料的愈合性能；采用沥青微观体系的力学性能评价沥青自愈合效果。　　3、采用沥青微观评价体系，研究沥青组分因素、温度因素、外掺材料因素对沥青自愈合性能的影响效应，并通过自愈合过程中的密度、扩散系数及愈合前后力学性能三参数的变化情况，综合评价各影响因素的作用效应，结果显示：沥青材料中饱和分、芳香分是影响沥青自愈合性能的主要组分；在一定温度范围内，温度愈高，自愈合效果愈优；聚合物纤维“链桥”拉伸沥青材料愈合，可提高5-15%沥青材料自愈合速度；SBS改性剂使各沥青自愈合模型的扩散系数降低1-6%，对老化沥青材料的愈合效应的影响较明显。　　4、基于沥青毛细管运动原理，设计沥青自愈合宏观实验。对不同沥青材料、不同温度因素沥青毛细管运动性能进行分析，得到沥青自愈合模型的每一时刻运动情况，用于解析沥青自愈合过程及各因素的影响效果，并结合Arrhenius理论求取沥青自愈合活化能，对沥青毛细管试验进行科学性验证。　　本文先对沥青分子模型合理性进行验证，再构建沥青自愈合微观体系，分析沥青自愈合全过程及自愈合机理，以沥青自愈合体系的密度、扩散系数、力学性能参数构建沥青自愈合微观评价体系，将用于分析各因素对沥青自愈合性能的影响作用及愈合效应，并结合沥青毛细管宏观试验，校验沥青自愈合微观分析结论，为以后沥青自愈合技术的应用作理论指导及铺垫。
作者：	罗洋
专业：	建筑与土木工程
导师：	郑传峰;宋振丰
授予学位：	硕士
授予学位单位：	吉林大学
学位年度：	2022