水對瀝青混合料影響的機理分析.pdf

1、瀝青路面普遍存在著水損害現(xiàn)象，近年來的研究表明，瀝青路面水損害問題相當復雜，以往的理論、試驗和研究成果對水損害防治的效果并盡不理想，究其原因，水損害中水對瀝青混合料的影響是多角度、多層面的，這就需要我們引入新理論、采用新方法和新手段對瀝青路面水損害中水對瀝青混合料的不良影響進行更深層次上的研究。 論文從水損害發(fā)生的物質基礎出發(fā)，分別從化學和物理、宏觀和微觀等層面分析了水損害中水對瀝青混合料的破壞作用，主要進行了以下工作：

2、 首先分析了水對瀝青混合料影響的物質基礎。由有機結合料瀝青和無機物礦料組成的瀝青混合料是一種化學成分非常復雜的工程材料，瀝青與集料的粘結以其表面極性物質為活性動力，同時我國降水化學數(shù)據(jù)的收集和聚類分析表明降水中亦具有一定化學物質，物質組成是水損害產(chǎn)生的客觀基礎之一。 依據(jù)降水和瀝青混合料的物質組成分析，設計模擬試驗，研究了水對瀝青混合料的化學影響，結合試驗現(xiàn)象和結果分析認為水對瀝青結合料和集料的不良化學影響主要體現(xiàn)在水可使其喪失

3、部分表面極性物質，降低其表面活性，進而減弱其粘附作用。 論文同時首次借助于CT和數(shù)字圖像處理技術，通過對凍融劈裂前后試件內部結構的識別分析了水對瀝青混合料微觀結構的影響。 首先以試件內部CT掃描圖像為依據(jù)，對凍融劈裂前后試件內部微觀結構的破壞特點進行了分析，證實了在試件下部和上部初始空隙分布集中、凍融過程中受水作用較強烈的部位，劈裂后空隙等內部損傷的擴展幅度更大，且空隙的擴展多沿瀝青膠漿和集料的接觸面展開。 在C

4、T圖像分析的基礎上，運用材料損傷基本理論，引入數(shù)學假設，進行了CT值分布規(guī)律的數(shù)學建模，建立了CT值與混合料密度、CT值與損傷變量間的數(shù)學關系，運用損傷變量定量化地分析了水對瀝青混合料微觀結構的影響，實現(xiàn)了對凍融劈裂混合料試件內部損傷特征的定量表示。 仍以CT圖像為依托，提出了瀝青混合料CT圖像瀝青膠漿和集料粘結面邊緣檢測的Laplacian算法，獲取了瀝青膠漿和集料粘結面的邊緣檢測圖像，并對其引入圖像熵的概念，進行了試件內部結

5、構邊緣檢測圖像的熵值計算，并進一步按照統(tǒng)計學方法，對其計算結果差異的顯著性進行檢驗。 檢驗結果表明，經(jīng)受凍融循環(huán)試件的熵增更顯著。邊緣檢測圖像的熵值反映瀝青與集料間粘結狀態(tài)的有序程度，凍融劈裂試件內部瀝青與集料之間的粘附受到的破壞作用更大，因此其圖像的熵增更明顯。 水對瀝青混合料的各種不良影響最終落腳在對其路用性能的影響和水損害病害的發(fā)生上，因此論文中通過試件水處理條件的設計，進行了水對瀝青混合料宏觀路用性能影響的試驗模