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原文传递基于老化的沥青路面预防性养护时机

论文题名：	基于老化的沥青路面预防性养护时机
关键词：	沥青路面;预防性养护;老化程度;老化指标;路面老化;路面内部;针入度指数;沥青面层;最大剪应力;施工系统;疲劳性能;低温性能;试验;乳化改性沥青;最大拉应力;脆点;行车安全性;指标体系;延度指标;性能指标
摘要：	路面预防性养护对维持良好的路面性能具有重要的意义。预防性养护的成功与否及其效益与进行预防性养护的时机密切相关，然而对于预防性养护的时机目前国内外还没有好的解决办法。笔者从预防性养护的作用出发，结合我国公路事业发展的现状，提出了基于沥青路面功能性能的预防性养护指标体系：路面沥青老化指标、路面渗水系数、路面行车安全性指标、平整度和PCI，以及获取这些指标需要进一步解决的关键问题。接着，对其中的沥青路面老化指标进行了深入的研究。针对沥青路面的预防性养护策略，进行了大量的室内老化试验，并结合现场老化，提出了沥青路面的老化模式：沥青路面的老化主要体现为表面的氧化老化以及路面内部的热老化。路面表面老化用TFOT+PAV老化模拟，路面内部老化用TFOT+100°C缺氧加热模拟。试验和现场都表明路面内部老化比表面老化缓慢得多。对于表面密封性能良好的路面，在一定的服务期内，可以不考虑路面内部的老化。这为基于沥青路面老化的预防性养护提供了理论依据。同时，对老化路面进行力学分析表明：在老化的前期(老化程度很轻时)，沥青面层内产生的最大剪应力远犬于沥青面层产生的最大拉应力；说明路面在投入使用前期容易发生剪切破坏。随着路面老化程度的加深，路面表面双轮中心处的拉应力(也即沥青层内产生的最大拉应力)接近甚至大于沥青面层的最大剪应力；说明随着路面老化程度的加深，路面更容易产生拉伸破坏。然后，由大量试验结果，针对沥青路面的长期自然老化作用，得出：15°C、5cm/min的延度测试条件更适合于评定不同老化程度沥青的延度；25°C针入度与相应老化程度的抗疲劳性能指标G*sin δ、15°C延度(5cm/min)与相应老化程度的BBR指标具有较好的相关性。25°C针入度、中温DSR指标、低温BBR指标和延度指标(15°C、5cm/min)适合于用作针对沥青路面老化的预防性养护指标。在一定条件下，“八五”攻关建议的低温抗裂性能指标针入度指数 PI和当量脆点T1.2与SHRP的BBR指标具有较好的相关性。但是，由于针入度较小的测量误差会引起针入度指数PI和当量脆点T1.2较大的变异，这种变异可以掩盖沥青的老化程度。因此，针入度指数PI和当量脆点T1.2不适合用于评价不同老化程度沥青的低温性能。为了延缓路面老化，维持路面良好的低温性能和疲劳性能，很有必要对使用一段时间后的路面进行延缓路面老化的预防性养护。第一次预防性养护的时机应在相当于10～20hPAV老化程度之前的某个时间，大致相当于路面投入使用4～8年。最后，针对沥青路面预防性养护中存在的乳化沥青应用问题，研制了路用性能好、可应用于低温施工系统或夜间施工系统的乳化改性沥青。关键词：沥青路面;功能性能；预防性养护;时机;老化
作者：	董瑞琨
专业：	道路与铁道工程
导师：	孙立军
授予学位：	博士
授予学位单位：	同济大学交通运输学院
学位年度：	2005
正文语种：	中文