自修復(fù)型導(dǎo)電瀝青混凝土設(shè)計與評價.pdf

1、瀝青材料的自愈研究主要集中于自愈機(jī)理、自愈模型、自愈表征方法和自愈增強(qiáng)技術(shù)四個方面。由于常溫下瀝青混合料的自愈能力較弱，瀝青自愈增強(qiáng)技術(shù)的研究顯得尤為重要。通過提高瀝青材料的溫度以促進(jìn)自愈，延緩裂紋發(fā)展，是延長路面服務(wù)壽命的有效措施。本文旨在設(shè)計出可用于微波加熱愈合的導(dǎo)電瀝青混凝土，并對其電學(xué)、路用及愈合性能進(jìn)行評價。主要研究內(nèi)容包括材料組成設(shè)計及制備、導(dǎo)電瀝青混合料電學(xué)及路用性能評價、以及混合料微波加熱愈合特性研究。
　　首先，

2、比較各類型瀝青混合料結(jié)構(gòu)的特點，并結(jié)合導(dǎo)電瀝青混凝土的設(shè)計要求，采用改進(jìn)的連續(xù)密級配瀝青混合料結(jié)構(gòu)類型(AC-13C)制備導(dǎo)電瀝青混合料。選擇鋼纖維和石墨作為導(dǎo)電相材料，并對石墨改性瀝青的流變性能和鋼纖維在瀝青混合料中的分散性進(jìn)行了研究。結(jié)果表明石墨可以使瀝青變硬，進(jìn)而提高瀝青的高溫性能和粘稠度，但削弱了瀝青的低溫變形能力，降低了其低溫抗裂能力。根據(jù)電阻率法和CT掃描圖像分析法定義的分散系數(shù)，延長總拌合時間至270 s可以有效提高鋼纖維

3、的分散性。
　　其次，通過室內(nèi)試驗對導(dǎo)電瀝青混合料的電學(xué)性能及路用性能與普通瀝青混合料進(jìn)行了對比評價。摻加導(dǎo)電材料可以實現(xiàn)瀝青混凝土由絕緣體到導(dǎo)體的轉(zhuǎn)變，鋼纖維較石墨有更高的導(dǎo)電效率。通過鋼纖維和石墨的二相復(fù)合，可以實現(xiàn)導(dǎo)電瀝青混合料電阻率的平緩下降并獲得良好的力學(xué)性能。石墨由于吸油性和潤滑性，減小了瀝青與集料的有效粘結(jié)力，使混合料穩(wěn)定度、間接拉伸強(qiáng)度下降。分散均勻的鋼纖維能在混合料中形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，起到加筋和增韌作用，使混合料的穩(wěn)

4、定度、抗疲勞性能提升。石墨與鋼纖維均能有效提高瀝青混合料的高溫抗車轍能力，但均使瀝青混合料的水穩(wěn)定性能下降。普通瀝青混合料和石墨改性瀝青混合料在低溫間接拉伸試驗中呈現(xiàn)脆性破壞的特點，而鋼纖維瀝青混合料的斷裂能提高，呈現(xiàn)出組合破壞的特點。所建立導(dǎo)電瀝青混合料動態(tài)模量主曲線，可作為路面材料性能參數(shù)，應(yīng)用于進(jìn)一步的路面材料及結(jié)構(gòu)設(shè)計中。
　　最后，探究導(dǎo)電瀝青混合料的微波加熱特性和機(jī)理，提出合理的愈合試驗方案和指標(biāo)，確定優(yōu)化的加熱愈合方

5、案。采用熱流法導(dǎo)熱分析儀測試得到普通瀝青混合料和導(dǎo)電瀝青混合料的導(dǎo)熱系數(shù)分別為1.13 W/(m·K)和1.46 W/(m·K)。導(dǎo)電相材料的摻加可以大幅提高瀝青混合料的微波加熱速率。通過“疲勞-愈合-再疲勞”的試驗程序，并定義愈合指數(shù)表征瀝青混合料的愈合程度，結(jié)果表明:相同微波加熱時間下，由于導(dǎo)電瀝青混合料吸收了更多熱量，以促進(jìn)自愈，其愈合效率高于普通瀝青混合料。普通瀝青混合料和導(dǎo)電瀝青混合料發(fā)生流動愈合的臨界溫度分別為38℃和50℃