服役沥青路面的老化及自愈合特性研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

近年来，我国的交通事业得到迅猛发展，高等级高速公路呈现强劲的发展势头；自从1988年第一条京津唐高速公路开始修建以来，二十多年的时间，众多高速公路相继建成通车，总长度已超过了12万公里。由于沥青混凝土的路面优点很多，例如表面的平整性较好，对车辆的震动影响很小，行车过程平稳舒适，无尘扬，无接缝等，而且施工机械化程度很高，路面质量好，施工进度快，维护简单，因此沥青混凝土得到越来越广泛的应用。目前，沥青占我国公路使用比例90%以上。随着高速公路建设事业的蓬勃发展，与此对应的道路建筑材料需求量增大，因而对材料性能提出了更高的要求，沥青路面必须具有一定的平整度、刚度和强度，同时要求其高温稳定性和低温抗裂性能也很好，另外表面层必须具备良好的耐磨性能、抗滑性以及抵抗破坏力的能力。

在长期的使用过程中，现实在役的沥青混凝土在周围复杂环境的影响下，无可避免的产生微笑裂纹和局部损伤。轻者路面结构使用寿命会减少，重者整个结构的安全都会被危及。因此，相关工作者关心的主要问题是及时有效的修复出现的裂纹和损伤。许多微小裂纹比如基体的微开裂等,在实际使用的路面工程结构中屡见不鲜。然而,由于现有探测技术的局限性,这些微观范围的损伤极有可能被忽视和探测不到,以至于对裂纹和损伤进行修复的想法的实现变得非常困难,甚至不可能。但是,如果这些裂纹或损伤不能得到及时有效的修复和处理,不仅会影响沥青混凝土结构的正常使用性能和使用寿命,而且还有可能引发宏观裂缝并导致结构性的脆性断裂,最终产生严重的灾难性事故。为此,我们迫切需要采用某种方式或技术,能主动、自动地对沥青路面出现裂纹和损伤的部位进行修复,从而恢复甚至提高沥青混凝土材料的强度以达到延长沥青路面使用寿命的目的。

目前,沥青路面工程中最常见的两种病害就是疲劳破坏和永久变形,近几十年来得到了国内外的广泛关注和重视。它包括交通荷载作用下的疲劳和温度周期性作用下的疲劳,以及在温度变化和反复交通荷载作用时引起的路面的变形,影响疲劳和变形的因素非常复杂,因此如何设计出一种可持续路面体系,使得路面材料与结构具有自愈合能力对延长沥青路面服役寿命大有裨益”。自愈合材料是一种能自己部分修复服役期间产生的损伤的能力的一种材料。通常材料性能会随时间推移慢慢衰退微观尺寸的损伤产生象微裂缝。裂缝增长最后导致材料的破坏。从生物学的角度来理解自愈合机理就是材料本身能不断地及时感知到损伤,然后修复。与其它材料类似,当沥青混合料产生疲劳时,其硬度和强度会衰减。很多研究者已经观察到,在循环荷载过程当中,沥青混合料会经历微裂纹产生,增长,最后形成宏观裂缝这三个阶段。二十世纪七十年代时,沥青混合料的愈合行为已经被观测到了在一次疲劳测试中,间歇期发生的模量恢复被监测到了。对于沥青和沥青混合料来说,愈合就是材料性能的恢复以及裂缝的闭合。关于愈合行为的内在原因,目前存在两种说法物理化学说和力学性能说。前一种是指伴随化学结构的修复,微观的疲劳损伤也减速了。它与沥青以及沥青混合料的化学成分和物理化学特性有关。后一种说法就是,愈合行为能被定义为材料在间歇期自身力学性能的部分恢复例如强度和模量。沥青基体在间歇期内能恢复部分强度。

2. 研究的基本内容与方案

2.1沥青的短期老化rtfot（旋转薄膜加热试验）

将35g沥青试样注入一定规格的开口玻璃瓶当中,要求该瓶高度达到140mm,直径为64mm。接着将盛样瓶插入到一个旋转烘箱当中,使其一边旋转,一边接受吹入的热空气。旋转烘箱的旋转速度控制为15r/min,内部温度控制为163℃,热空气流量控制为4000ml/min。测定经75min的老化后沥青的质量损失、针入度以及粘度等各种指标的变化。

2.2沥青的长期老化

3. 研究计划与安排

第1-2周：查阅相关文献资料，明确研究内容，初步确定实施方案；

第3周：确定最终实施方案并完成开题报告和与选题相关的英文文献翻译；

第4-12周：完成快速自溶解ldhs改性沥青制备与性能研究相关的各项试验任务；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]徐晨.沥青自愈合特性及影响因素研究[j].重庆：重庆交通大学.2013.

[2]姜睆.沥青胶浆自愈合能力研究[d].武汉：武汉理工大学.2011.

[3]耿九光.沥青老化机理及再生技术研究[d].西安：长安大学.2009.