再生瀝青混合料細觀結構與力學行為研究

《再生瀝青混合料細觀結構與力學行為研究》是依託長沙理工大學，由周志剛擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：再生瀝青混合料細觀結構與力學行為研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：周志剛
• 依託單位：長沙理工大學

項目摘要

再生瀝青混合料是一種複雜多相的混合體，各成分的性能差異及其不同的空間結構形態，將直接影響其力學性能。項目首先針對再生瀝青混合料各組成成分分別進行結構和基本力學性能試驗，研究再生瀝青和再生瀝青膠漿的組分結構及其流變性能隨之變化的規律，提出有關的結構模型和材料流變本構模型；研究提出集料幾何特徵和力學性能指標，建立集料損傷本構模型及其與瀝青膠漿界面模型。然後對不同條件下的再生瀝青混合料進行CT掃描等細觀結構試驗，研究細觀結構隨不同因素的變化規律，並建立細觀結構模型。進行再生瀝青混合料蠕變、強度等力學性能試驗，研究它們隨細觀結構的變化規律，建立相應的力學性能與細觀結構的辯證關係。在此基礎上，研究開發再生瀝青混合料細觀力學虛擬實驗技術，開展再生瀝青混合料的細觀結構與力學行為的數值模擬分析，並與實測結果對比驗證，同時從細觀層面闡釋再生瀝青混合料的力學行為。最終總結提出再生瀝青混合料結構理論。

結題摘要

再生瀝青混合料作為一種複雜多相的混合體，其組成成分新舊瀝青（有時還有再生劑）、新舊集料、新舊瀝青膠漿（或砂漿）等的性能差異，以及它們在空間呈現的不同結構形態，將直接影響其強度、流變、疲勞等力學性能。這些結構形態和性能會因道路自然環境條件、舊瀝青路面老化損壞程度、新舊料摻配比例、再生劑或其它外摻料的使用、再生方式等方面的差異性而表現不同。有必要提出一種有別於常規瀝青混合料的新的結構理論闡釋再生瀝青混合料的結構形態及其變化，並結合不同結構形態下再生瀝青混合料的力學行為研究，從細觀結構上解釋其力學行為。 因此，本項目採用巨觀性能與細觀結構分析相結合、試驗與理論研究相結合的方法，在測試舊瀝青及其混合料組分、結構和性能的基礎上，試驗研究了舊瀝青種類及其老化程度、再生劑類型和新舊瀝青、再生劑摻配比例等因素對再生瀝青組分結構及流變性能的影響規律，提出有關的再生瀝青流變本構模型。研究了集料力學性能熱衰減規律、集料表面再生瀝青性能厚度效應和界面性能，建立了再生瀝青分層結構模型及其與集料界面模型。利用CT圖像中不同類型岩石灰度的差異性，提出了新舊集料識別技術和數字圖像處理技術。對不同再生條件下的再生瀝青混合料進行CT掃描細觀結構試驗，研究了其細觀結構隨不同因素的變化規律，建立細觀結構模型。在此基礎上，研究開發了再生瀝青混合料細觀力學數值模擬技術，開展再生瀝青混合料的細觀結構與力學行為的數值模擬分析，與實測結果進行了對比驗證，並探討了再生工藝參數對再生瀝青混合料細觀結構力學行為的影響。 從而可以根據不同自然環境與交通條件對材料力學性能的要求，進一步豐富完善舊瀝青可再生利用的技術指標體系，修訂或重新提出再生瀝青及再生瀝青混合料設計方法及其性能評價標準體系、再生瀝青路面施工工藝與質量控制體系。