《凍融過程瀝青混凝土滲流/聚冰機制及破壞特性研究》是依託哈爾濱工業大學，由徐慧寧擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：凍融過程瀝青混凝土滲流/聚冰機制及破壞特性研究
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：徐慧寧
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
瀝青混凝土非飽和滲流是客觀存在的，凍融過程瀝青混凝土滲流/聚冰機制是凍融破壞產生的本源，但目前國內外對於凍融過程瀝青混凝土滲流/聚冰機制尚不明確，導致瀝青混凝土凍融破壞缺乏有針對性的研究。本項目採用細觀-巨觀多尺度結合的數位化技術，研究非冰凍條件下瀝青混凝土非飽和滲流特徵與滲透特性，分析凍結過程瀝青混凝土孔隙冰形成與生長過程及其與孔隙特徵的關係，明確孔隙凍的存在對瀝青混凝土滲透特性的影響，揭示凍結過程瀝青混凝土滲流/聚冰機制；運用巨觀唯像損傷理論和非平衡統計方法，研究凍融循環作用下瀝青混凝土損傷擴展特性，建立瀝青混凝土凍融損傷本構模型；結合瀝青混凝土滲流/聚冰機制和凍融損傷擴展特性，研究凍融過程瀝青混凝土細觀變形演變規律，揭示瀝青混凝土凍融破壞特性。.本研究揭示了瀝青混凝土凍融破壞的本質，對冰凍地區瀝青混凝土損傷評價和預測具有重要的意義，對於滲流力學及材料學科的發展有一定的推動作用。
結題摘要
依據國家自然科學基金申請書中的相關研究規劃，項目執行期間研究團隊分別對非冰凍條件下瀝青混合料非飽和滲流機制、凍結作用對瀝青混合料滲流機制的影響及凍融作用下瀝青混凝土破壞特性等內容展開了深入研究，具體如下： (1)針對水分在瀝青混合料中滲流特徵不明確的問題，開發了多水頭瀝青混合料恆壓滲流裝置，研究了水分在瀝青混合料中傳遞的流態變化，闡明了非達西滲流在瀝青混合料中的普遍存在性；結合瀝青混合料細觀結構分布特徵，對瀝青混合料滲流的方向性進行了合理的解釋，並明確了顯著影響瀝青混合料滲流特徵的細觀結構參數。 (2)為準確觀測瀝青混合料細觀水分分布，基於X-ray斷層掃描技術提出了瀝青混合料細觀水分分布測試方法；研究了該方法對於不同類型試件的適用性和精度，探討了工業CT掃描參數對測試結果的影響，提出了套用於瀝青混合料細觀水分分布的最優參數；在此基礎上，初步分析了動/靜水作用下瀝青混合料內部水分分布特徵，證明了瀝青混合料在不同條件下滲流的活性空隙。 (3)運用巨觀-細觀相結合的分析方法，定量研究了凍融作用下瀝青混合料滲流流態的變化特徵，明確了凍融作用對瀝青混合料達西-非達西滲流轉化的加劇作用；分析了瀝青混合料細觀結構凍融損傷的破壞模式；並藉助上述兩方面研究成果，建立了凍融循環過程中瀝青混合料細觀結構演變規律與滲流特徵間的關係，闡明了凍結作用對瀝青混合料滲流特徵的影響。 (4)在上述研究的基礎上，為探究水分滲流引起的凍融損傷對瀝青路面破壞特性的影響，以瀝青混合料疲勞破壞為研究對象，分析了其隨凍融作用的演化規律及主要影響因素；開展了不同凍融損傷狀態下的瀝青混合料在小應力條件下細觀應變場的分析，從細觀尺度揭示了凍融作用對瀝青混合料破壞特性影響的機理。 (5)依託本項目發表學術論文14篇，其中SCI檢索7篇(中科院1區1篇，2區4篇，交通運輸工程領域頂級年刊1篇)，影響因子3.0以上3篇，單篇最高影響因子4.844；EI檢索6篇(其中5篇為國家一級期刊)；授權國家發明專利4項；培養博士生1名(已畢業)，碩士研究3名(已畢業2人，在讀1人)。
