本文選題：道路工程 + 瀝青流變學(xué)��； 參考：《北京工業(yè)大學(xué)》2015年博士論文

【摘要】：瀝青路面的耐久性直接影響著道路工程設(shè)施的服務(wù)水平,路面病害(車轍、裂縫等)的產(chǎn)生和發(fā)展對行車駕駛的舒適和安全有著極為不利的影響。為了分析和掌握路面病害發(fā)生和發(fā)展的機(jī)理和規(guī)律,路面材料的損傷和破壞特性一直是瀝青路面領(lǐng)域的重點研究課題,因此,瀝青混凝土作為主要的鋪面材料,其路用性能的好壞優(yōu)劣、抵抗車轍和開裂的能力一直是人們關(guān)心的重點。與從瀝青混凝土這一宏觀尺度下的研究相比,國外已經(jīng)開始對較小尺度下的瀝青材料(瀝青、瀝青膠漿)進(jìn)行路用性能的研究,并發(fā)現(xiàn)瀝青作為膠結(jié)材料對不同溫度下的路面性能有著不同程度的貢獻(xiàn)率,瀝青與瀝青混凝土的諸多路用性能有著非常好的相關(guān)關(guān)系。而我國目前對瀝青結(jié)合料路用性能的評價仍然以經(jīng)驗法為主,缺乏針對實際路用性能的室內(nèi)試驗評價方法和評價指標(biāo),這一現(xiàn)狀不利于工程實踐中瀝青原材料的選擇和質(zhì)量控制。鑒于此,本文以瀝青結(jié)合料的核心路用性能為研究對象,力求建立一個基于動態(tài)剪切流變儀(DSR)的瀝青結(jié)合料路用性能快速而有效的評價體系和分析框架,系統(tǒng)的探討了瀝青材料高溫變形特性、中溫疲勞損傷以及低溫抗裂性能,同時還考慮了老化效應(yīng)對瀝青路用性能的影響。本文的部分成果可直接應(yīng)用于室內(nèi)試驗研究和工程中對不同瀝青原材料的初步選擇,以保證瀝青混凝土和瀝青路面的耐久性。本文的主要研究結(jié)論總結(jié)如下。瀝青的高溫穩(wěn)定性可以通過重復(fù)蠕變恢復(fù)試驗進(jìn)行評價;應(yīng)變硬化粘塑性模型可以很好模擬瀝青在高溫條件下的粘塑性應(yīng)變響應(yīng);基于粘彈性材料的“內(nèi)部特征時間”理論,應(yīng)用時間—溫度—應(yīng)力等效原理可以很好的消除溫度和應(yīng)力水平對靜態(tài)蠕變試驗中瀝青蠕變?nèi)崃宽憫?yīng)的影響,得到瀝青蠕變?nèi)崃康臏囟取獞?yīng)力主曲線。本文基于加速疲勞試驗對瀝青結(jié)合料的中溫疲勞性能進(jìn)行了深入研究�；谔搼�(yīng)變能理論提出將存儲能的峰值點作為加速疲勞試驗中瀝青疲勞失效的新定義,并和傳統(tǒng)時間掃描疲勞試驗中的瀝青疲勞失效定義進(jìn)行了統(tǒng)一;基于新發(fā)展的疲勞失效定義和虛應(yīng)變能釋放率指標(biāo)建立了統(tǒng)一的瀝青疲勞失效準(zhǔn)則,該失效準(zhǔn)則不依賴于試驗方法和加載方式而存在,反映了瀝青自身固有的疲勞失效特性;基于該疲勞失效準(zhǔn)則對現(xiàn)有的瀝青疲勞性能預(yù)測模型進(jìn)行了改進(jìn),改進(jìn)后方法得到的瀝青疲勞壽命預(yù)測值和室內(nèi)時間掃描疲勞試驗的實測值關(guān)聯(lián)性較好,預(yù)測精度大幅度提高,并且基本反映了室外加速加載試驗路的實測路面疲勞性能。老化效應(yīng)和溫度都對瀝青的疲勞性能有著重要影響。在一定老化程度范圍內(nèi),瀝青的抗疲勞性會隨著老化的進(jìn)行而下降,但是過長時間的老化有可能會使材料的成分發(fā)生質(zhì)的變化,從而使老化的影響具有了不可確定性。瀝青的抗疲勞性能會隨著溫度的升高而提升,而在材料線粘彈性范圍內(nèi)依據(jù)時間—溫度等效原理確定的溫度移位因子可以很好的消除溫度對瀝青損傷特性曲線的影響;與瀝青混合料不同,瀝青的疲勞失效準(zhǔn)則同樣具有顯著的溫度依賴性,線粘彈性溫度移位因子也可以基本消除溫度對瀝青疲勞失效準(zhǔn)則的影響,但是對于某些改性瀝青,由于疲勞壽命預(yù)測對失效準(zhǔn)則方程的準(zhǔn)確性要求較高,導(dǎo)致基于時溫等效原理得到的疲勞壽命預(yù)測值與實測值仍有不小差距。應(yīng)用動態(tài)剪切流變儀的4 mm平行板模具對瀝青的低溫性能進(jìn)行了試驗評價。通過儀器柔量的測量對低溫動態(tài)試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行了校正,從而根據(jù)線粘彈性函數(shù)之間的內(nèi)在轉(zhuǎn)化關(guān)系,將基于動態(tài)試驗得到的瀝青低溫彈性(存儲)模量主曲線轉(zhuǎn)化為瀝青松弛模量主曲線,進(jìn)而采用60 s時的松弛模量和松弛速率作為瀝青低溫性能的評價指標(biāo);老化對瀝青結(jié)合料的低溫松弛性能有著極為不利的影響,而改性劑的添加可以很好的改善瀝青的低溫抗裂性能。
[Abstract]:In order to analyze and master the mechanism and regularity of asphalt concrete and asphalt concrete pavement performance , asphalt concrete is used as the main pavement material . The influence of temperature on asphalt fatigue failure criterion can be basically eliminated by line viscoelastic temperature shift factor , but for some modified asphalt , the low temperature performance of asphalt is evaluated by using a 4 mm parallel plate mold based on dynamic shear rheometer . The main curve of low temperature elasticity ( storage ) modulus based on dynamic test is converted into main curve of asphalt relaxation modulus .
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U414

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

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本文編號：1918984