【摘 要】
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太阳紫外线辐射会使沥青路面材料老化,导致沥青逐渐变硬、脆,低温劲度变大,温度应力疲劳的破坏应变减小,紫外老化后沥青与集料粘附性降低,部分沥青与集料分离脱落,引起沥青路面低温开裂、疲劳开裂、龟裂和坑槽等破坏,严重影响了沥青路面的路用性能和耐久性。为了从细观层面进一步深入研究紫外老化沥青混合料的动态力学特性,本文在AC-13 SBS改性沥青混合料配合比基础上,去除粗集料,将剩余细集料等比例放大,计算出
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太阳紫外线辐射会使沥青路面材料老化,导致沥青逐渐变硬、脆,低温劲度变大,温度应力疲劳的破坏应变减小,紫外老化后沥青与集料粘附性降低,部分沥青与集料分离脱落,引起沥青路面低温开裂、疲劳开裂、龟裂和坑槽等破坏,严重影响了沥青路面的路用性能和耐久性。为了从细观层面进一步深入研究紫外老化沥青混合料的动态力学特性,本文在AC-13 SBS改性沥青混合料配合比基础上,去除粗集料,将剩余细集料等比例放大,计算出沥青砂浆配合比,通过自主研发的DMA沥青砂浆模具,成型沥青砂浆试件。采用本课题组自主研发紫外环境模拟箱开展SBS改性沥青砂浆不同工况下老化试验。基于材料动态粘弹性理论,采用动态力学分析方法(DMA),通过动态机械分析仪对不同工况下紫外光老化前后的沥青砂浆进行应力-应变扫描试验、温度扫描试验、不同频率-温度扫描试验来评价紫外光老化前后的沥青砂浆的应力-应变关系和动态模量变化特征。通过SEM试验分析不同工况下沥青砂浆光老化前后表面微观结构变化特征和破坏特征。应力-应变扫描试验结果表明:随着紫外光辐射时间的增大,线性函数的斜率逐渐增大,但在低强度短辐射时长时的应力-应变关系函数斜率与原样的沥青砂浆关系函数斜率相差不大,且有部分试验结果点有重合;同一辐射时间下,应力-应变线性函数的斜率随着紫外线强度的增大而增大。温度扫描和不同频率-温度扫描试验结果表明:在高频、长辐射时,储能模量和复数模量变化规律最明显,随着沥青砂浆试件紫外光辐射时间/强度的延长,储能模量和复数模量逐渐增大;在中高温区间,紫外老化后的粘性模量变化呈现一定规律性,随着沥青砂浆试件紫外光辐射时间/强度的延长,损耗模量逐渐增大;损耗因子随着温度的增加先增大后减小,且峰值最大的均为原样沥青砂浆,其他各辐射时间段的损耗因子波动较大,未出现明显规律性。SEM试验结果表明:随着紫外光辐射时间的延长,沥青砂浆会产生自表层向下开裂等破坏或损伤;紫外光辐射强度加速了沥青砂浆的老化,缩短了沥青砂浆性能衰变时间。
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