水-荷载耦合作用下沥青混凝土低温开裂行为的试验研究

作     者：卢辉 

作者单位：成都理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：孙晋玉;李頔

授予年度：2022年

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

主      题：沥青混凝土 低温开裂 水分细观分布 断裂失效模式 水-低温-荷耦合作用 

摘      要：沥青路面是我国高速公路的主要结构形式,沥青路面开裂作为一种影响较为严重的病害,是国际公路交通行业所面临的主要问题之一,且其成因复杂、种类繁多,更加大了防治难度。路面裂缝通常在水分、荷载、温度的综合作用下逐步扩展,形成稠密、相互联系的复杂开裂状态,致使材料微缺陷逐渐萌生、扩展直至造成不可逆的材料宏观性能劣化,导致路面使用性能和服务年限大幅削弱。因此,开展水-荷载耦合作用下沥青混凝土低温开裂行为的研究具有重要的科学意义和实用价值。 (1)基于真空饱水试验,确定浸水时间与沥青混凝土含水率的关系,分析材料宏观组成对其的影响规律,在此基础上,制备不同含水率的沥青混凝土SCB试件,利用X-ray CT扫描设备和数字处理技术,研究不同温度下SCB试件内部水分的分布特征,并分析含水率、温度、材料宏观组成对水分分布的影响规律。 (2)通过SCB试验,在不同含水率、温度、断裂失效模式下开展了各类型沥青混凝土的SCB试验,获取荷载峰值时刻所对应的沥青混凝土断裂韧性、断裂能,并分析各因素对沥青混凝土低温断裂特性的影响规律,从力学性能演化的角度揭示水-荷载耦合作用下沥青混凝土宏观低温性能的劣化规律。结果表明,温度和断裂失效模式对沥青混凝土的低温性能影响最大。 (3)基于沥青混凝土水分细观分布特征研究结果,结合SCB试验,获取失效试件的断裂长度和裂缝的分布,分析水分、断裂失效模式、温度、材料宏观组成对沥青混凝土宏观开裂行为的影响规律,从裂缝传播的角度揭示水-荷载耦合作用下沥青混凝土宏观低温性能的劣化规律。 综上所述,本文对于研究水-荷载耦合作用造成的沥青混凝土开裂行为和整体断裂性能衰减有一定价值,也为研究沥青路面材料的破坏机理奠定基础。