瀝青混合料是一種復(fù)雜的多相復(fù)合材料,其損傷自愈能力對瀝青路面使用壽命有著重要影響。針對瀝青混合料損傷及自愈行為缺乏有效的研究手段的現(xiàn)狀,本文提出從多尺度角度揭示瀝青損傷自愈機(jī)理,并利用聲發(fā)射技術(shù)動態(tài)感知瀝青及其混合料損傷及自愈演化規(guī)律。首先,通過多尺度方法從宏觀流變性能、微觀形貌特征測試和微觀成分組成分析揭示瀝青混合料的內(nèi)在愈合機(jī)理,量化其損傷自愈能力;其次,開發(fā)表征瀝青混合料粘附型破壞與粘聚型破壞測試裝置,挖掘兩種破壞過程中的聲發(fā)射信號特征;再次,分析瀝青混合料損傷演化過程力學(xué)行為與聲發(fā)射行為規(guī)律,在構(gòu)建瀝青混合料粘附與粘聚型兩種破壞模式的聲發(fā)射判別標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,將K-means和SVM方法相結(jié)合,對聲發(fā)射信號進(jìn)行模式識別,實(shí)現(xiàn)對瀝青混合料在荷載作用下?lián)p傷模式的精確診斷和識別;最后,利用聲發(fā)射參數(shù)實(shí)現(xiàn)對瀝青混合料自愈合特性的表征,以累積能量參數(shù)構(gòu)建評價瀝青混合料自愈合性能評價指標(biāo),并探討溫度的影響規(guī)律。研究表明,瀝青粘結(jié)劑在疲勞微裂紋產(chǎn)生與擴(kuò)展階段,軟化點(diǎn)溫度可使瀝青粘結(jié)劑充分發(fā)揮自愈能力,一旦進(jìn)入宏觀失效破壞階段,溫度的提高并不能使其力學(xué)性能完全恢復(fù),同時基于耗散能建立的自愈指標(biāo)能... 

【文章來源】：浙江師范大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：98 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

瀝青路面病害圖

緒論4圖1.2疲勞開裂愈合三階段示意圖Smith等[7]根據(jù)Phillips所提出的三階段研究發(fā)現(xiàn)其中第一階段會導(dǎo)致材料剛度的快速恢復(fù)，而另外兩個階段會導(dǎo)致模量和強(qiáng)度的緩慢提升。Su等[8]等人通過熒光顯微鏡觀察到愈合過程中的分子擴(kuò)散現(xiàn)象。Ding等[9]利用分子動力學(xué)（MD）模擬基質(zhì)瀝青和老化瀝青之間的分子擴(kuò)散，結(jié)果表明瀝青中的擴(kuò)散能力是由瀝青中的大分子決定的，同時還發(fā)現(xiàn)擴(kuò)散的速率不僅與自身分子鏈結(jié)構(gòu)有關(guān)，而且還與受體分子性質(zhì)有關(guān)聯(lián)。Sun等[10]利用分子動力學(xué)模擬愈合過程的分子擴(kuò)散過程，并驗(yàn)證了該理論的適用性。分子擴(kuò)散愈合理論從界面分子運(yùn)動層面，通過表面接近潤濕到分子擴(kuò)散重排兩大方面解釋了自愈發(fā)展過程，此種模型適用于分子結(jié)構(gòu)排列較為規(guī)則的聚合物材料的裂紋自愈合，但對于分子結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜的瀝青來說，該模型的適用性還有待進(jìn)一步的驗(yàn)證。在毛細(xì)擴(kuò)散理論方面。Garcia等[11]通過感應(yīng)加熱對密實(shí)型瀝青混凝土受損試樣進(jìn)行修復(fù)試驗(yàn)，研究發(fā)現(xiàn)密實(shí)型瀝青混凝土的愈合率隨著溫度的升高而增加，愈合恢復(fù)取決于瀝青通過裂縫的毛細(xì)管流動。同時Menozzi等[12]通過感應(yīng)加熱的方式來提高瀝青材料自愈能力時，發(fā)現(xiàn)當(dāng)溫度達(dá)到閾值溫度以上時瀝青因?yàn)槊?xì)作用開始流動并填充裂縫相互擴(kuò)散使其愈合，更加確定了毛細(xì)作用理論的適用性。Sun等[13]采用熒光顯微鏡（FM）和圖像處理技術(shù)在已建立的毛細(xì)擴(kuò)散理論的基礎(chǔ)上，建立模型區(qū)分瀝青自修復(fù)過程中的潤濕愈合階段和分子擴(kuò)散愈合階段，并根據(jù)裂縫面積的變化情況提出

瀝青疲勞損傷階段特征及其自愈合行為研究21a)原樣瀝青粘結(jié)劑b)RTFOT老化瀝青粘結(jié)劑c)PAV老化瀝青粘結(jié)劑圖2.4瀝青粘結(jié)劑模量與耗散能隨荷載作用變化曲線值得一提的是，三種老化程度瀝青粘結(jié)劑RDEC曲線的第二個轉(zhuǎn)折點(diǎn)分別對應(yīng)


本文編號：3521721