改性瀝青混合料界面力學(xué)特性試驗(yàn)研究.pdf

1、隨著公共基礎(chǔ)設(shè)施的不斷完善，我國(guó)的道路建設(shè)事業(yè)也取得了長(zhǎng)足的發(fā)展。瀝青路面因其良好的路用性能已成為國(guó)內(nèi)外公路及市政道路建設(shè)最重要的路面類型。同時(shí)，國(guó)內(nèi)外相關(guān)學(xué)者紛紛致力于對(duì)瀝青、瀝青混合料、瀝青路面病害等課題的研究，研究成果層出不窮。瀝青路面的開(kāi)裂本質(zhì)即瀝青混合料中粗骨料與膠結(jié)料的粘結(jié)失效，為了更細(xì)致地討論混合料開(kāi)裂過(guò)程中的界面區(qū)域的力學(xué)特性變化，本文基于數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)的理論，利用半圓彎曲試驗(yàn)，從細(xì)觀尺度討論了兩種常用瀝青路面面層材料

2、SBS改性瀝青混合料與膠粉改性瀝青混合料在裂紋的起裂與發(fā)展過(guò)程中變形場(chǎng)的變化特征和力學(xué)性能，并分析了溫度老化、紫外線光照老化、水凍融循環(huán)、鹽溶液凍融循環(huán)對(duì)兩種材料在破壞過(guò)程中變形場(chǎng)及力學(xué)性能的影響。
　　通過(guò)對(duì)VIC-3D數(shù)據(jù)及電鏡掃描圖像的分析得出，瀝青混合料試件可分為瀝青砂漿、界面區(qū)、粗集料三部分研究，其中界面區(qū)屬于試件的最薄弱部分，裂紋的起裂與宏觀裂紋的發(fā)展均沿界面區(qū)進(jìn)行；宏觀裂紋的發(fā)展包括微裂紋的起裂與發(fā)展貫通至宏觀裂紋兩

3、個(gè)過(guò)程，老化主要影響了改性瀝青的性質(zhì)，凍融循環(huán)主要影響界面區(qū)的性質(zhì)，兩者均使微裂紋發(fā)展為宏觀裂紋的時(shí)間縮短、宏觀裂紋的形成提前。
　　利用斷裂能密度FE和斷裂韌性Jc作為參數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)SBS改性瀝青混合料和膠粉改性瀝青混合料的斷裂性能，所得結(jié)果趨勢(shì)相同，證明了這兩個(gè)參數(shù)的可行性；膠粉改性瀝青混合料試件及在紫外線老化、溫度老化、水凍融循環(huán)、鹽溶液凍融循環(huán)四種環(huán)境下試件的FE及Jc均大于對(duì)應(yīng)的SBS改性瀝青混合料試件，且經(jīng)四種環(huán)境作用后的

4、變化程度小于SBS瀝青混合料試件，證明膠粉改性瀝青混合料力學(xué)性能受環(huán)境影響程度較小，且具有更好的低溫抗裂性能；紫外線老化對(duì)瀝青混合料試件力學(xué)性能的影響最大，其余依次為溫度老化，鹽溶液凍融循環(huán)，水凍融循環(huán)。
　　此外，基于內(nèi)聚力模型的原理對(duì)室內(nèi)試驗(yàn)的試件進(jìn)行建模，并利用經(jīng)驗(yàn)公式推導(dǎo)出相應(yīng)的粘彈性參數(shù)，用ABAQUS有限元軟件對(duì)瀝青混合料試件的破壞過(guò)程進(jìn)行模擬。結(jié)果表明，數(shù)值模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果相近，利用有限元的模擬可以對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)