论文部分内容阅读
路面材料无论是否经受荷载的作用其性能都会随着时间的推移而变化,尤其是沥青路面的老化性能。老化的存在将致使沥青路面的变形能力减弱,在温度应力与车辆荷载的作用下容易开裂,严重情况下会出现网状裂缝,从而加剧了路面的破坏,直接影响了道路的使用性能与寿命。因此,研究沥青混合料的老化性能,对提高沥青路面的使用质量与寿命具有重要的现实意义。由沥青混合料的组成结构与强度理论可知,沥青混合料是一种复杂的多级空间结构,单从沥青自身的老化方面研究与评价沥青混合料的老化性能显然是不够的,也是错误的,必须综合考虑沥青和矿料的相互作用及混合料的结构对沥青混合料的老化的影响。本文依托吉林大学青年教师科研启动基金项目“高等级公路沥青路面表面层沥青混合料的耐老化性能研究”,以多碎石沥青混凝土SAC13和普通沥青混凝土AC13作为研究对象,参照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ 052-2000)设计并进行老化试验,采用CPOOPER试验机对未老化与老化后的试件进行动态间接拉伸劲度模量试验。通过对试验测试结果的处理与数值分析,本文中得到的结论主要有：(1)在达到相同目标水平变形量(5±2)μn的前提下,随着老化时间的延长四种级配沥青混合料老化后的劲度模量呈不断增大趋势,前期的增长速率较快,之后变慢。四种级配沥青混合料的劲度模量大小关系为：在145℃、165℃老化温度条件下,SAC13-1>AC13 >SAC13-2>SAC13-3;在185℃老化温度条件下,SAC13-1>AC13>SAC13-3>SAC13-2;其中SAC13-2与SAC13-3的劲度模量相差不大。(2)在不同老化温度条件下,随老化时间的延长不同级配沥青混合料的劲度模量不断增加、老化系数不断增大,即老化程度在不断加剧。SAC13-1、SAC13-2.SAC13.3、AC13四种沥青混合料在老化初期的老化速率较快,随着老化程度的加深老化速率逐渐减慢,并且老化温度越高这种趋势越显著。它们的抗老化性能由强到弱的顺序为：在145℃、165℃老化温度条件下,SAC13-3>AC13>SAC13-2>SAC13-1;在185℃老化温度条件下,SAC13-3>SAC13-2>AC13>SAC13-1。(3)确定了SAC13-1、SAC13-2.SAC13-3.AC13四种级配沥青混合料的温度移位因子αT随老化温度T的变化规律的回归曲线符合形式的安德拉得(Arrhenius)公式,求得了此四种级配沥青混合料的基准温度T5和玻璃态转移点Tg,证明了在老化温度[100℃,200℃]范围内时间-温度换算原理的WLF公式对于此四种级配沥青混合料是适用的。(4)无论是不同老化温度还是不同的级配类型,沥青混合料的劲度模量主曲线的形状是相同的,在半对数直角坐标系中呈现近似的“S”形,都符合Sm=a+bect形式的指数函数,且存在a>0、b<0、c<0。对于同一种级配的沥青混合料,老化温度越高,其主曲线的α值越大,b、c值越小,老化后的劲度模量越大。(5)建立了SAC13-1、SAC13-2、SAC13-3、AC13四种级配沥青混合料在145℃、165℃、185℃三种老化温度条件下沥青混合料老化性能随时间变化的衰减模型,为λ=η1+η2eη3t的指数函数形式,且存在η1>0、772<0、η3<0。