沥青混凝土疲劳损伤自愈合行为研究进展（3）自愈合理论与行为方程

自沥青混凝土具有疲劳损伤自愈合能力得到试验和实践验证以来,白愈合理论与行为方程成为研究重点。但由于沥青混凝土自愈合行为的复杂性,其理论研究多停留于基于宏观表现认知的推测,只是近年来才取得一些进展,主要形成了基于裂缝表面能、裂缝表面分子扩散和沥青毛细流动的三种沥青混凝土疲劳损伤自愈合理论,并建立了各自的行为方程。本研究评述了三种沥青混凝土疲劳损伤自愈合理论的科学基础、建立方法和研究发展,分析了不同理论和行为方程的适用条件。     

沥青混凝土疲劳损伤自愈合行为研究进展(2)——自愈合能力增强技术

分析了沥青性质、沥青混凝土级配与沥青含量等内部因素对沥青混凝土疲劳损伤自愈合能力的影响,提出可通过优化沥青混凝土组成设计实现沥青混凝土自愈合能力主动增强。总结了基于能量供给和物质补充原理的沥青混凝土自愈合能力被动增强技术,重点分析了加热和掺加含有界面粘合剂胶囊两种方法的技术可行性和存在的问题。     

沥青混凝土疲劳损伤自愈合行为研究进展(4)——沥青自愈合分子动力学模拟

分子动力学模拟为研究沥青自愈合机理和微观进程、分析自愈合影响因素和预测自愈合能力等提供了有力的技术手段。简要介绍了分子动力模拟的基本原理与算法,总结了面向沥青自愈合分子动力学模拟的沥青分子模型及裂缝模型的构建方法,探讨了沥青自愈合分子动力学模拟研究的进一步发展方向。     

阻燃改性沥青疲劳与自愈合性能研究

将氢氧化镁、红磷和十溴二苯乙烷分别均匀混入SBS改性沥青中制备阻燃沥青,利用红外光谱分析仪探究阻燃剂与沥青的化学反应情况,然后通过室内试验分析阻燃剂掺量对沥青基本性能和阻燃性能的影响,最后通过基于动态剪切流变仪(DSR)的疲劳-愈合-疲劳试验研究了阻燃剂和愈合温度对沥青疲劳与自愈合性能的影响规律。结果表明:红外光谱分析结果表明阻燃剂与沥青之间没有发生明显的化学反应;阻燃剂虽然提高了沥青材料的阻燃性能,但是降低了沥青的施工和易性和存储稳定性;随阻燃剂掺量增加,沥青的疲劳与自愈合性能先升高后降低,存在最佳阻燃剂掺量;在不同愈合温度下,适量阻燃剂均能提高SBS改性沥青的疲劳与自愈合性能。     

沥青混凝土疲劳损伤自愈合行为研究进展(5)——沥青自愈合微胶囊

沥青自愈合微胶囊是一种将可流动黏结剂包埋、封存在聚合物薄膜内而形成的微小囊状粒子。当沥青材料出现裂缝后可引发微胶囊囊壁开裂并释放芯材,进而促进裂缝快速愈合。分析了微胶囊对沥青自愈合能力强化作用机理和效果,总结了沥青自愈合微胶囊制备方法,重点探讨了原位聚合法合成微胶囊工艺参数对微胶囊粒径、囊壁厚度、表面形态、高温性能以及强度等性质的影响,并提出控制释放技术是沥青自愈合微胶囊研究发展方向。     

沥青混合料裂缝潜在自愈合机制研究

针对道路工程中沥青混合料开裂这一常见病害,对沥青混合料裂缝自愈合的各种可能性展开研究,介绍了沥青混凝土裂缝自愈合的五种潜在可利用机制,包括沥青自身的自愈合机制、微胶囊机制、离聚物机制、纳米粒子机制以及其它机制,并对上述各机制进行比较并讨论各机制的优点及不足之处。在综合比较下沥青材料自身的自愈合机制是最优的选择。     

基于相场理论的沥青自愈合微观进程与机理研究进展

沥青微观相态结构为呈现相分离现象的"蜂状结构",沥青微观相态结构与其裂缝的萌生、扩展及愈合密切相关。相场理论是以动力学微分方程表示扩散、有序化势和热力学驱动等过程的研究方法。基于相场理论,可实现沥青疲劳与愈合过程中微观相态结构变化模拟,进而揭示沥青自愈合机理。论文介绍了扩散界面、相场变量、自由能函数、相场控制方程等相场理论的基本概念,综述了相场理论在沥青疲劳损伤及自愈合中的研究进展,并提出未来研究中可考虑进行相场与温度场、结晶场的多场耦合分析,并建立沥青相场模型与流变模型、化学组分间的联系,以深刻理解沥青自愈合微观进程与机理。     

沥青胶浆自愈合评价指标分析

基于宏观力学参数变化和耗散能变化分别提出了HI_G, HI_δ和HI_(wi),HI_(DER)四种新的沥青胶浆自愈合评价指标。采用动态剪切流变仪(DSR)在控制损伤度下对沥青胶浆进行自愈合试验,并对四种自愈合评价指标进行一致性和区分度分析。结果表明:不同指标对沥青胶浆自愈合能力的评价存在一致排序,为:SBS改性沥青胶浆岩沥青胶浆70~#沥青胶浆。自愈合指标的区分度排序为HI_(DER)HI_G HI_δ H_(wi)。HI_(DER)与HI_G的区分度最大且具有良好的线性关系。因此,HI_(DER)与HI_G用作沥青自愈合评价指标较为合适。     

沥青自修复材料研究进展(Ⅱ):自修复方法研究

沥青是一种具有自我愈合或自我修复能力的路面材料,在环境因素的影响下,沥青中软质沥青部分容易发生如氧化、挥发等现象,从而造成沥青黏弹性变差、脆性增强、路面出现裂纹和路面平整性变差,大大降低了公路的使用寿命。重点综述了电感应加热法、微胶囊法、纳米颗粒法和聚舍物共混法在内的沥青自修复技术,阐述了上述方法的优缺点以及各个方法中衍生而来的具体操作方案;与常用沥青公路维修养护方法对比,分析了新型技术的优势。研究发现,自修复沥青混凝土的科学设计方法、沥青混凝土自修复性能的评价体系、自修复时机的诊断方法等仍有待深入研究。结合不同自修复方法构建自修复体系,将可为实现自修复沥青混凝土的实际应用提供科学依据和可靠的技术支持。     

微胶囊对沥青混合料疲劳与自愈性能影响研究

微胶囊在增强沥青自愈合性能、延长沥青路面使用寿命方面具有非常大的潜力.首先,利用红外光谱定量分析方法,评价了微胶囊在沥青混合料中的存活率.然后,利用沥青黏结强度试验对含有微胶囊的沥青进行拉拔测试,借助荧光显微镜观测拉拔断面中微胶囊的激活行为.在此基础上,利用四点弯曲疲劳试验研究微胶囊对沥青混合料疲劳与自愈合性能的影响....     

基于复合结构的水泥混凝土桥桥面铺装层疲劳性能研究

水泥混凝土桥桥面铺装层的疲劳开裂是铺装层使用过程中所必须面临的结构问题。本研究采用应变控制的四点弯拉复合结构疲劳试验,对三种水泥混凝土桥桥面铺装复合结构的疲劳性能进行了试验研究,得出了铺装复合结构的S—N应变疲劳方程。研究结果表明：“环氧沥青混凝土＋SMA13沥青混凝土”铺装结构有优异的抗疲劳性能,适宜用作水泥混凝土桥梁桥面铺装。     

铺设土工合成材料的沥青混合料力学特性评价

通过采用弯拉、劈裂、重复加载和压缩等方法进行试验研究，系统地研究了加铺土工合成材料的沥青混合料的力学特性。结果表明，土工合成材料用于沥青混合料能有效地提高沥青混合料的抗拉强度、减小低温劲度模量，改善沥青混合料的低温抗裂性能，提高抗疲劳能力。     

Evaluation of Fatigue and Rutting Behavior of Asphalt Binder Containing Warm Additive

In this research study, Sasobit as warm additive was used to modify original binder (60/70 penetration grade). The binder fatigue and rutting performance was evaluated through linear amplitude sweep (LAS) and multiple stress creep and recovery test, respectively. Results indicated that 3% Sasobit modified binder has the highest percent recovery value and the lowest J_nr value, but had the highest sensitivity to a sudden increase in the stress level inside the asphalt mixture. The LAS test results demonstrated that the fatigue behavior of asphalt binders modified with 1% Sasobit is the highest one.     

影响沥青混凝土低温低频疲劳性能因素的试验研究

本试验研究主要结合工程的实际运用条件，初步探讨了若干因素对沥青混凝土低温低频疲劳性能的影响。试验结果表明，单向弯曲的疲劳寿命比双向弯曲瘦寿命长，不同的静置期条件对疲劳均有良好的恢复性能，而保载期长则降低疲劳寿命。掺加适当掺料的改性沥青混凝土疲劳寿命较长。     

三种改性沥青动粘弹性能的研究

运用动态剪切流变仪分别评价了橡胶沥青、SBS改性沥青、SBS／橡胶粉复合改性沥青的高温性能。通过应变扫描,确定了三种改性沥青的线粘弹性范围。通过频率扫描,评价了三种改性沥青的粘弹性能。结果表明,橡胶沥青具有优良的高温性能,SBS改性沥青具有良好的疲劳性能。     

Investigation of fatigue life of asphalt mixtures based on the initial dissipated energy approach

The present research study addresses the fatigue life of different asphalt mixtures by means of 4PBF test. To this end, the fatigue behavior of unmodified asphalt mixtures and modified mixtures with styrene-butadiene-styrene polymer and crumb rubber as modifier were investigated in low and medium strain levels. Results showed that there is an excellent correlation between the fatigue lives of different asphalt mixtures in terms of the dissipated energy approach. It can be observed from result that the amount of initial dissipated energy at the 50th loading cycle predicted the fatigue life of asphalt mixtures without performing millions of loading cycles. Furthermore, the initial dissipated approach provides more reliable results from fatigue life of asphalt mixtures in comparison to the traditional fatigue tests.     

填充料细度对水工沥青混凝土性能的影响

近年来沥青混凝土作为防渗材料，在我国水工建筑中得到了广泛应用。与道路工程的沥青混凝土不同的是，水工沥青混凝土具有良好的粘弹性及抗渗性。目前，国家规范对填充料的细度尚无明确规定，通过调整沥青混凝土的填充料细工，对沥青混凝土的各项性能进行了系统的试验和分析，研究表明：适宜的填充料细度及掺量，能有效地改善沥青混凝土性能，提高其抗渗性。