瀝青及瀝青混合料熱誘導(dǎo)自愈合特性研究.pdf

1、 分類號(hào) 密 級(jí) UDC 學(xué)校代碼 10497 學(xué) 位 論 文 題 目 瀝青及瀝青混合料熱誘導(dǎo)自愈合特性研究 英文題目 Research on the thermally activated self-healing properties of asphalt and asphalt mixtures

2、 研究生姓名 唐 進(jìn) 姓 名 劉全濤 職 稱 副研究員 學(xué)位 博士 單位名稱硅酸鹽建筑材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室郵編 430070 申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別 工學(xué)碩士 學(xué)科專業(yè)名稱 材料科學(xué)與工程 論文提交日期 2017 年 5 月 論文答辯日期 2017 年 5 月 學(xué)位授予單位 武漢理工大學(xué)

3、學(xué)位授予日期 2017 年 6 月 答辯委員會(huì)主席 余劍英 評(píng)閱人 陳美祝 劉 剛 2017 年 5 月指導(dǎo)教師 I 中文摘要 瀝青是一種自愈合材料，具有隨著溫度的升高愈合得更快的潛力，通過(guò)加熱可誘導(dǎo)瀝青路面實(shí)現(xiàn)裂紋自愈合。本文利用動(dòng)態(tài)剪切流變儀、彎曲梁流變儀和動(dòng)態(tài)力學(xué)分析儀對(duì)瀝青及瀝青混合料的熱誘導(dǎo)自愈合性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究。 首先，利用動(dòng)態(tài)剪切流變儀粘度-頻率

4、掃描試驗(yàn)研究了瀝青的流動(dòng)行為，根據(jù)其流動(dòng)行為因子判斷其潛在的最佳愈合溫度， 并通過(guò)疲勞-愈合-再疲勞試驗(yàn)測(cè)試了不同溫度下瀝青的愈合率，最終確認(rèn)了道路石油瀝青的最佳愈合溫度，同時(shí)研究了瀝青實(shí)現(xiàn)完全愈合所需的愈合時(shí)間。研究發(fā)現(xiàn)，未老化和老化的道路石油瀝青均在其軟化點(diǎn)溫度下呈現(xiàn)近牛頓流體狀態(tài)，在該溫度下瀝青顯示出最佳的疲勞損傷自愈合性能，但瀝青的老化使其最佳愈合溫度有所增加；SBS 改性瀝青在其軟化點(diǎn)以下 20℃即可實(shí)現(xiàn)疲勞損傷的完全恢復(fù)；

5、70#道路石油瀝青和90#道路石油瀝青在各自的軟化點(diǎn)溫度下加熱 20 分鐘后均可以完全愈合其疲勞損傷， 該愈合時(shí)間與根據(jù) Wool 和 O'connor 模型計(jì)算的瀝青實(shí)現(xiàn)完全愈合所需的愈合時(shí)間相吻合。 其次，采用彎曲流變儀進(jìn)行三點(diǎn)彎曲斷裂-愈合-再斷裂試驗(yàn)，以強(qiáng)度恢復(fù)率作為愈合指標(biāo)，研究了 70#道路石油瀝青砂漿、90#道路石油瀝青砂漿和 SBS 改性瀝青砂漿不同愈合溫度和不同愈合時(shí)間下的愈合效率，并分析了瀝青自愈合的機(jī)理。結(jié)

6、果表明，70#道路石油瀝青砂漿和 90#道路石油瀝青砂漿均在稍微高于瀝青軟化點(diǎn)的溫度時(shí)自愈合性能最好，而 SBS 改性瀝青砂漿在愈合溫度到達(dá)瀝青軟化點(diǎn)之前就已經(jīng)具有了較好的自修復(fù)性能。道路石油瀝青與改性瀝青的自愈合機(jī)理不同：道路石油瀝青的自愈合機(jī)理主要是瀝青向裂紋中粘性流動(dòng)，SBS 改性瀝青砂漿的自愈合是瀝青分子流動(dòng)擴(kuò)散和 SBS 鏈段彈性恢復(fù)共同作用的結(jié)果。 最后，利用動(dòng)態(tài)力學(xué)分析儀對(duì)瀝青混合料小梁試件進(jìn)行了三點(diǎn)彎曲實(shí)驗(yàn)，利用小梁試件