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原文传递沥青胶浆自愈合能力研究

论文题名：	沥青胶浆自愈合能力研究
关键词：	沥青路面;沥青胶浆;疲劳测试;自愈合能力;耗散能
摘要：	随着重型机车数量的持续增长，交通荷载量激增，路面压力越来越大。考虑到路面交通的巨大流动性和沥青路面使用寿命的有限性，设计一种可持续沥青路面迫在眉睫，意义重大。间歇期和夏天的高温条件有利于沥青路面自愈合，便于可持续沥青路面的相关设计和实际施工工作的开展，这是因为沥青材料本身具有一定自愈合能力，进而可以延长路面使用寿命。为了实现这一目标，深入研究沥青材料自愈合能力内在机理和采取各种措施来提高它们的自愈合能力显得尤为重要。　　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。　　本文首先对上述三种胶浆进行了应力扫描、频率扫描和温度扫描测试，对比分析了基质沥青胶浆经过高分子改性处理以及老化处理之后，其基本的动态流变性能的变化情况。SBS改性和老化处理均使模量增大，相位角减少。通过实验数据以及相关图可知，三者的复合剪切模量数值随着温度的升高均呈下降趋势，与此同时，相位角却随着温度的升高逐步变大。复合剪切模量(｜G｜)随荷载作用频率的增大而增大，且｜G｜的对数值与荷载作用频率的对数值呈良好的线性关系。　　其次，通过对沥青胶浆进行选定温度和应力水平下的疲劳测试，以及结合国内外的相关研究资料，确定了沥青胶浆合理的疲劳点定义，将沥青胶浆的破坏定义为在复合剪切模量(相位角)-加载循环次数曲线中沥青胶浆各种宏观力学性能发生剧烈变化的过渡点，为后期疲劳-愈合-再疲劳测试奠定了坚实基础。　　第三，通过选取沥青胶浆复合剪切模量衰减和恢复程度作为参照评价指标，在疲劳测试的基础上，对沥青胶浆进行了疲劳-愈合-再疲劳测试，研究了沥青胶浆的自愈合性能。结果表明，在重复荷载外力作用下，沥青胶浆的抗疲劳性能降低，愈合指数HI变小，自愈合能力变弱。在本研究所采用的应力控制模式下，加载应力越大，设定的试验温度越低，沥青胶浆抗疲劳性能和愈合能力均变差。总体而言，SBS改性沥青胶浆自愈合能力较基质沥青胶浆要好，而老化沥青胶浆愈合性能则较基质沥青胶浆要差得多。　　最后，从能量角度对沥青胶浆自愈合能力内在机理进行了分析，将先前用于沥青和HMA混合料的耗散能相关理论运用于沥青胶浆，为后续研究的开展提供了一个新的切入点。
作者：	姜睆
专业：	材料学
导师：	晏石林;庞凌
授予学位：	硕士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2011
正文语种：	中文