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(duì)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(diǎn)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(kāi)裂的能力一直是人們關(guān)心的重點(diǎn)。與從瀝青混凝土這一宏觀尺度下的研究相比,國(guó)外已經(jīng)開(kāi)始對(duì)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(duì)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(guó)目前對(duì)瀝青結(jié)合料路用性能的評(píng)價(jià)仍然以經(jīng)驗(yàn)法為主,缺乏針對(duì)實(shí)際路用性能的室內(nèi)試驗(yàn)評(píng)價(jià)方法和評(píng)價(jià)指標(biāo),這一現(xiàn)狀不利于工程實(shí)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(duì)象,力求建立一個(gè)基于動(dòng)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(píng)價(jià)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(shí)還考慮了老化效應(yīng)對(duì)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(yàn)研究和工程中對(duì)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(guò)重復(fù)蠕變恢復(fù)試驗(yàn)進(jìn)行評(píng)價(jià);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(shí)間”理論,應(yīng)用時(shí)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(duì)靜態(tài)蠕變?cè)囼?yàn)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(yàn)對(duì)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(chǔ)能的峰值點(diǎn)作為加速疲勞試驗(yàn)中瀝青疲勞失效的新定義,并和傳統(tǒng)時(shí)間掃描疲勞試驗(yàn)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(yàn)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(duì)現(xiàn)有的瀝青疲勞性能預(yù)測(cè)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(cè)值和室內(nèi)時(shí)間掃描疲勞試驗(yàn)的實(shí)測(cè)值關(guān)聯(lián)性較好,預(yù)測(cè)精度大幅度提高,并且基本反映了室外加速加載試驗(yàn)路的實(shí)測(cè)路面疲勞性能。老化效應(yīng)和溫度都對(duì)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(huì)隨著老化的進(jìn)行而下降,但是過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的老化有可能會(huì)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(huì)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(shí)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(duì)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(duì)瀝青疲勞失效準(zhǔn)則的影響,但是對(duì)于某些改性瀝青,由于疲勞壽命預(yù)測(cè)對(duì)失效準(zhǔn)則方程的準(zhǔn)確性要求較高,導(dǎo)致基于時(shí)溫等效原理得到的疲勞壽命預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值仍有不小差距。應(yīng)用動(dòng)態(tài)剪切流變儀的4 mm平行板模具對(duì)瀝青的低溫性能進(jìn)行了試驗(yàn)評(píng)價(jià)。通過(guò)儀器柔量的測(cè)量對(duì)低溫動(dòng)態(tài)試驗(yàn)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(dòng)態(tài)試驗(yàn)得到的瀝青低溫彈性(存儲(chǔ))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(shí)的松弛模量和松弛速率作為瀝青低溫性能的評(píng)價(jià)指標(biāo);老化對(duì)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(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U414

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

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2 延西利,李滿倉(cāng),吳躍東;瀝青材料的動(dòng)態(tài)粘度測(cè)試及流變模型[J];石油瀝青;1998年04期

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本文編號(hào)：1918984