【摘要】：自愈合材料是自身具有修復(fù)損傷能力的材料。瀝青材料的自愈合行為是指在荷載間歇期,瀝青分子經(jīng)過浸潤、擴散等運動,使瀝青混合料中的微裂縫自動愈合,其性能逐漸恢復(fù)。瀝青材料因其具有擴散流動能力,其自愈合能力較強。而巖瀝青作為一種天然瀝青,性質(zhì)十分穩(wěn)定,將其作為改性劑摻入瀝青或瀝青混合料時表現(xiàn)出較為優(yōu)良的路用性能和自愈性。目前,瀝青路面在其服役期內(nèi)的疲勞開裂問題已相當嚴峻,如何充分利用瀝青材料的自愈性對路面進行及時養(yǎng)護,使其產(chǎn)生的損傷和裂縫能夠被及時修復(fù),延長其服役壽命,已成為道路工程設(shè)計與養(yǎng)護亟需解決的問題,這對于公路工程具有十分重要的現(xiàn)實意義。本文結(jié)合現(xiàn)有研究成果,深化明晰各影響因素對于瀝青材料自愈合行為的影響,初步探索整個間歇期當中,自愈合行為的演變規(guī)律。主要的研究內(nèi)容及研究成果如下:(1)采用變溫的疲勞-愈合-疲勞試驗分析溫度作用對瀝青膠漿自愈合性能的影響,頻率掃描試驗確定瀝青膠漿在不同溫度條件下的狀態(tài),上述兩種試驗結(jié)果表明基質(zhì)瀝青膠漿在高于其軟化點開始表現(xiàn)為近牛頓流體,具有良好的流動性,此時的溫度就是基質(zhì)瀝青膠漿的最佳自愈溫度,巖瀝青膠漿最佳自愈溫度遠低于巖瀝青改性瀝青的軟化點,并且?guī)r瀝青膠漿在表現(xiàn)為近牛頓流體前已經(jīng)獲得最大的自愈合能力。(2)選取基質(zhì)瀝青膠漿與巖瀝青膠漿,對間歇時間內(nèi)的受損瀝青膠漿試樣施以小應(yīng)變,監(jiān)測其自愈合行為,發(fā)現(xiàn)瀝青膠漿愈合曲線呈總體增長的趨勢,發(fā)展形態(tài)表現(xiàn)為“兩段”型,即呈“半拋物線”狀的增長型曲線和“水平”狀的穩(wěn)定型曲線。(3)瀝青膠漿存在閾值損傷度,當疲勞損傷小于閾值損傷度時,瀝青膠漿具有恢復(fù)到初始狀態(tài)的愈合能力;而大于閾值損傷度時,則不易恢復(fù)到初始狀態(tài)。巖瀝青的摻入會提高瀝青膠漿的閾值損傷度。(4)通過兩種瀝青膠漿在不同愈合時間及不同損傷度條件下的疲勞-愈合-疲勞試驗,建立累積耗散能表征的愈合指數(shù)與愈合時間t~(0.25)的函數(shù)關(guān)系,進而得到不同損傷度條件下基質(zhì)瀝青膠漿與巖瀝青膠漿完全恢復(fù)時的最短愈合時間。(5)對比分析基質(zhì)瀝青膠漿以及巖瀝青膠漿的疲勞-愈合-疲勞試驗以及愈合監(jiān)測試驗的數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)巖瀝青的摻入盡管會降低瀝青膠漿的流動性,但能顯著提高瀝青膠漿粘聚性愈合強度與效率。
【學位授予單位】：鄭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：U414
【圖文】：

圖 1.1 道路裂縫目前，疲勞開裂已經(jīng)成為瀝青混凝土路面最主要的破壞形式之一。期產(chǎn)生的裂縫大部分為細長的單條裂縫，初期的單條裂縫并不會對性能造成嚴重影響，但溫度應(yīng)力與車輛荷載的雙重作用會使單條裂狀裂縫，大量的地表水會流入到路面內(nèi)部侵蝕路基，水損害使得道性破壞、承載力下降，并導(dǎo)致伴隨而來的唧漿、臺階、網(wǎng)裂等病害大大降低了道路的使用壽命，并嚴重影響行車安全性。隨著永久路推廣，疲勞破壞的防治已成為道路設(shè)計中的重中之重，增強瀝青混勞能力迫在眉睫。 研究意義自愈合材料是自身具有修復(fù)損傷能力的材料。理論來說，任何材料立即會自發(fā)產(chǎn)生降低表面能的裂縫自修復(fù)趨勢。瀝青材料因其具有力，其自愈合能力較強。瀝青材料的自愈合行為是指在荷載間歇期

本文的技術(shù)路線

圖 2.1 伊朗巖瀝青粉末石灰石礦粉，其密度為 2.742g/cm3，親水系為 100%，無結(jié)團現(xiàn)象。瀝青與膠漿的制備瀝青的制備巖瀝青的摻量為 10%（相較于基質(zhì)瀝青的質(zhì)容器放入電熱恒溫鼓風干燥箱內(nèi)加熱，溫 2～3h，待瀝青全部融化，將上述瀝青放置于行攪拌，向瀝青中加入巖瀝青，同時用攪拌散于基質(zhì)瀝青中，攪拌時間為 30min，伊朗巖

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