【摘要】：瀝青混合料是鋪面工程材料中最常用的筑路材料,它由集料、瀝青和空隙、瀝青-集料界面等部分組分,其中瀝青-集料界面間的接觸是整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性最薄弱環(huán)節(jié)。本文以瀝青-集料界面為主要研究對(duì)象,首先,在自主研發(fā)的瀝青-集料界面加載測(cè)試系統(tǒng)基礎(chǔ)上,采用斜剪和直剪的方式,探討了集料粗糙度、瀝青老化、溫度、加載速率集料類型、法向應(yīng)力等因素對(duì)瀝青-集料界面粘結(jié)強(qiáng)度以及剪切滑移全過程的影響規(guī)律,提出了瀝青-集料界面性能評(píng)價(jià)應(yīng)綜合考慮強(qiáng)度指標(biāo)和能量指標(biāo);其次,利用測(cè)試系統(tǒng)定量感知了瀝青-集料界面的應(yīng)力傳荷與粘脫滑移過程,建立了瀝青-集料界面的粘脫滑移本構(gòu)模型,通過對(duì)模型參數(shù)與影響因素間的灰色關(guān)聯(lián)度分析表明,老化對(duì)于界面模型參數(shù)的影響關(guān)聯(lián)度最大,加載速率、溫度、法向應(yīng)力、粗糙度等參數(shù)對(duì)界面的影響依次減小;最后,基于瀝青-集料界面粘脫滑移本構(gòu)模型,建立了考慮界面效應(yīng)的瀝青混合料細(xì)觀有限元數(shù)值模型,開展了小梁蠕變?cè)囼?yàn)數(shù)值模擬,并進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)驗(yàn)證,探討了粗集料級(jí)配、棱角特性和彈性模量、空隙率以及瀝青-集料界面參數(shù)等因素對(duì)于瀝青混合料蠕變性能的影響規(guī)律。研究表明,瀝青砂漿-集料界面對(duì)于混合料的力學(xué)行為影響顯著,界面斷裂能和粘結(jié)強(qiáng)度越大,界面的抗裂性能以及混合料抵抗永久變形能力也越強(qiáng)。中粒式級(jí)配瀝青混合料蠕變性能優(yōu)于細(xì)粒式瀝青混合料,粗集料的棱角性指數(shù)越大,瀝青混合料抵抗變形的能力越好。在懸浮密實(shí)型瀝青混合料中,隨著空隙率的增大,蠕變變形量逐漸增大,同時(shí)空隙率過大容易導(dǎo)致界面開裂。研究成果從細(xì)觀力學(xué)層次上刻畫了瀝青-集料界面損傷破壞全過程,可為瀝青混合料復(fù)雜力學(xué)行為分析提供理論支持,為細(xì)觀層次上的瀝青混合料的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了新思路,具有重要的學(xué)術(shù)意義和實(shí)用價(jià)值。
【圖文】：

研宄顯示，隨著放大倍數(shù)的增加，可以觀察到更多的瀝青－集料界面區(qū)域逡逑的細(xì)節(jié)，如微孔隙、瀝青和集料表面的微裂縫、瀝青－集料界面的完好粘結(jié)和弱逡逑粘結(jié)等特征，如圖１．１所示。瀝青－集料界面區(qū)域的結(jié)構(gòu)在很大程度上取決于瀝青逡逑的材料特性。邵顯智Ｈ利用ＳＥＭ研宄了瀝青在礦粉表面的浸潤(rùn)情況及礦粉的表面逡逑構(gòu)造，分析了不同種類、細(xì)度和摻配比例礦粉的瀝青－集料界面粘結(jié)機(jī)理。結(jié)果逡逑表明，當(dāng)?shù)V粉表面完全浸入瀝青之中時(shí)，粘結(jié)性最好。當(dāng)界面存在起伏不平的褶逡逑皺或孔隙時(shí)，粘結(jié)性則次之，褶皺和孔隙越多，粘結(jié)力越小，進(jìn)而為從微觀角度逡逑解釋瀝青膠漿的路用性能提供了新視角。逡逑近年來，，原子力顯微鏡（ＡＦＭ）在瀝青結(jié)構(gòu)檢測(cè)中的應(yīng)用越來越多，可對(duì)逡逑材料在微觀尺度下進(jìn)行物理性質(zhì)探測(cè)，分析不同集料的表面紋理，瀝青的表面狀逡逑態(tài)，從納觀角度分析礦料種類、表面細(xì)度和參量對(duì)瀝青－礦粉界面的影響規(guī)律。逡逑易軍艷等Ｋ１采用ＡＦＭ技術(shù)采集和分析了不同類型的瀝青與礦料表面的形貌特征，逡逑結(jié)果顯示

基于這個(gè)觀點(diǎn)，瀝青混合料作為一種非均質(zhì)復(fù)合材料，其宏觀層次上復(fù)雜的逡逑力學(xué)行為應(yīng)是其細(xì)觀、微觀組成與結(jié)構(gòu)的體現(xiàn)。根據(jù)瀝青混合料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，瀝逡逑青混合料力學(xué)行為研究可以劃分為宏觀、細(xì)觀、微觀三個(gè)不同的層次，如圖１．３逡逑所示。逡逑邐？細(xì)觀層次逡逑—？宏觀層次Ｉ￣？微觀層次逡逑圖１．３瀝青混合料多尺度結(jié)構(gòu)層次＿逡逑①
【學(xué)位授予單位】：浙江師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U414

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2670319