瀝青路面材料老化與性能衰減特性研究.pdf

1、近年來，我國瀝青路面通車?yán)锍虜?shù)呈井噴式增加，然而隨著服役時間的增加，路面產(chǎn)生了大量不同類型的病害。為了保證路面的行車安全性和舒適性，必須進(jìn)行科學(xué)有效的路面養(yǎng)護(hù)。然而，路面養(yǎng)護(hù)時機(jī)的確定是公路工程領(lǐng)域一個亟待解決的科學(xué)問題。本研究通過分析取自不同服役年限、養(yǎng)護(hù)歷史及病害類型的高速公路瀝青路面芯樣的殘留路用性能和老化瀝青流變特性，研究瀝青路面性能衰減特性，為瀝青路面的養(yǎng)護(hù)時機(jī)判斷提供一定的參考依據(jù)。
　　首先，選取了衡德、唐津、石黃和

2、宣大高速進(jìn)行日常交通流量特點(diǎn)及路面病害調(diào)查分析。結(jié)果表明，4條高速公路的裂縫類病害都較嚴(yán)重。衡德高速行車少，在未經(jīng)任何養(yǎng)護(hù)處理條件下服役了10年，路面材料近乎自然老化。唐津高速的車轍較為嚴(yán)重，在2007年進(jìn)行了罩面處理。石黃、宣大高速上行駛的重載貨車較多，且超載較為嚴(yán)重，兩條高速公路也分別經(jīng)過了罩面處理。
　　其次，在4條高速公路病害位置處鉆取芯樣。采用動態(tài)液壓伺服試驗(yàn)儀（UTM）對試件的疲勞等路用性能進(jìn)行研究。結(jié)果表明裂縫類病害

3、位置處瀝青混合料的疲勞壽命較低，且面層瀝青混合料的疲勞曲線斜率較大，即對荷載的應(yīng)力水平非常敏感。建議在路用性能評價時重點(diǎn)考察瀝青面層材料疲勞曲線的斜率?；貜椖Ａ康慕Y(jié)果表明長期暴露在外界環(huán)境中的表面層模量對荷載頻率十分敏感。
　　最后，基于芯樣進(jìn)行抽提回收得到老化瀝青，通過動態(tài)剪切流變儀（DSR）、四組分分析儀（TLC）及紅外光譜儀（FTIR）分別研究了老化瀝青的流變性能、組分組成及微觀結(jié)構(gòu)變化情況。溫度掃描實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明唐津高速瀝青

4、的抗高溫變形能力最差，衡德高速網(wǎng)裂位置處的疲勞因子最大。衡德高速病害位置處瀝青頻率敏感性研究結(jié)果表明，在服役11年以后不同面層的瀝青老化已經(jīng)趨于固定值。四組分結(jié)果表明自然老化條件下裂縫類病害兩個面層的瀝青四組分含量差別不大，老化程度接近。但是衡德高速坑槽位置處上面層瀝青發(fā)生了嚴(yán)重老化。紅外結(jié)果表明，衡德高速公路瀝青老化嚴(yán)重，但是病害位置處的亞砜基峰面積非常小，主要都形成了羰基化合物。車道不同位置處試件的實(shí)驗(yàn)表明：與車道中央和緊急行車道位