《改性瀝青混凝土疲勞性能評價新方法研究》是依託東南大學，由張偉光擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：改性瀝青混凝土疲勞性能評價新方法研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張偉光
- 依託單位：東南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
影響瀝青混凝土路面疲勞特性的因素很多，其中瀝青和瀝青混合料本身抵抗疲勞的能力是非常關鍵的因素。瀝青材料的選擇，很大程度上依賴於室內試驗的評價結果。然而，隨著改性瀝青的大範圍使用，現有瀝青規範中基於非改性瀝青的評價指標(G*Sinδ)已經不再適用。另一方面，大部分瀝青混合料的疲勞評價方法耗時長、變異性大、成本高，限制了它們的推廣和使用。為解決上述兩方面問題，本研究擬對現有方法進行較為全面的評價，找出能夠準確描述改性瀝青疲勞性能的指標與方法。此外，本研究還將借用瀝青混合料耗散能能量平台理論，建立改性瀝青的疲勞評價新方法，以加速試驗進程，實現瀝青疲勞的高效評價。考慮到瀝青疲勞的試驗要比瀝青混合料簡單且更易操作，本研究將根據數學統計方法，建立基於改性瀝青屬性的改性瀝青混合料疲勞預測模型，這樣只需要通過瀝青疲勞試驗，便可以全面地對瀝青混凝土路面的疲勞性能進行評價。
結題摘要
疲勞裂縫是瀝青路面常見的病害形式，是路面進行大修和養護的主要誘因之一。本研究對常用改性瀝青及改性瀝青混合料進行了抗裂性能評價。通過統計方法，找出了影響瀝青路面疲勞性能的關鍵因素，確定了關鍵影響參數與疲勞性能的相關趨勢，給出了通過參數調整提高抗裂性能的方法。推薦的適當的影響疲勞性能評價方法。開發了基於能量理論的工作密度斷裂能。建立了包含材料、結構層厚度、交通量荷載和溫度荷載等多個因素在內的裂縫預測模型，並得到了較好的驗證。模型包括2類：一類模型用於預測裂縫的數量，即對於已經存在裂縫的路面，預測裂縫的發展趨勢；另一列用於預測裂縫的產生機率，即對於沒有存在裂縫的路面，預測裂縫的產生機率。所開發的模型對原有研究中的目標進行了一定程度的拔高。 本研究的關鍵數據包括（a）基質瀝青及改性瀝青的關鍵抗疲勞性能參數； (b)改性瀝青混合料抗疲勞性能關鍵參數；(b)國內多條高速公路的現場取芯信息，以及裂縫的現狀；(c)針對國內道路結構和材料的大型數值模型。 本研究提高道路質量和實現長壽命服役是我國“生態文明建設”戰略決策與“交通強國建設”戰略目標的核心組成。我國高速公路里程突破14萬公里、規律世界第一的同時，每年由於道路開裂需要進行體量巨大的維修改造工程，導致資源消耗與環境保護壓力巨大，嚴重製約交通行業可持續發展，顯著影響國家生態文明與交通強國的建設。本項目針對改性瀝青的疲勞性能展開研究，對比了不同改性瀝青的抗裂性能，為選取合適的改性瀝青種類提供了依據；對改性瀝青在服役期間的老化規律進行歸納總結，明確了老化在裂縫擴展中的作用；發現了國內高速公路常見的新型反射裂縫類型，從機理角度揭示了該型裂縫的產生和擴展機理，為道路結構、材料設計以及養護方案制定提供了支撐；開發了基於裂縫擴展和裂縫啟裂的模型，可以為提高瀝青路面抗裂縫能力提供指導。
