[博士]西藏沥青路面老化特性的研究

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内容简介

　　[博士]西藏沥青路面老化特性的研究　　学科专业:道路与铁道工程　　授予学位：博士 　　学位授予单位：东南大学　　学位年度：2007　　 本文以藏族人的视点，在深入调查、研究西藏高原特殊的地理、气候因素，特别是太阳紫外线辐射强度在时、空中的分布规律的基础上，深入研究西藏地区沥青路面耐久性.首先选取有代表性的路段回收旧沥青，以旧沥青路面材料抽提后沥青的性状测试与分析评价为出发点，结合室内系列模拟对比试验，分析研究了西藏高原沥青路面的老化特征。然后在老化机理分析的基础，研究了抗紫外线老化的措施及改善沥青结合料低温性能的方法，最后基于对沥青结合料老化条件下的路面使用寿命进行数值模拟及理论预估。主要研究工作包括以下几个方面:　　 1对西藏特殊气候环境、紫外线辐射及沥青路面早期破损进行调研，认为开展西藏高原沥青路面耐久性特别是紫外线老化的研究，对延长西藏高原地区沥青路面使用寿命，提高沥青路的使用性能具有重要意义。　　 2全面对西藏高原沥青路面的外环境、气候因子进行调研，并与长江中下游地区的气候相比较.在紫外线观测方面，以卫星资料为基准，结合2005年全年的实际观测值，对比分析了西藏周边地区紫外线辐射情况，为室内模拟老化试验提供基础依据。　　 3以西藏三地旧沥青路面回收料和湖北两地回收旧沥青研究为切入点，利用沥青常规试验、四组分试验等试验手段，对旧沥青性状及其老化变迁规律进行分析、评价，从宏观力学性能到微观化学组分初步弄清西藏高原与江淮地区沥青路面老化机理上的异同点，并同时在西藏拉萨(试验地海拔近4000m)进行室外自然老化试验，为室内模拟及抗老化研究提供试验依据。　　 4对西藏常用沥青进行了室内紫外线加速者化试验，并对老化试验的方法进行定量分析，同时进行了模拟西藏外环境的室内老化试验及其对沥青老化发展规律的影响，对比了紫外线老化与热氧老化在老化机理上的异同，总结得出了评价紫外线老化的合理指标。　　 5依据西藏高原沥青路面老化机理，模拟紫外线室内沥青老化试验，结合高分子材料学在抗老化剂方面的研究成果，首次对西藏常用的沥青进行纳米材料、碳黑改性后的沥青抗紫外线老化试验，并针对沥青老化后低温性能劣化.提出了硫化改性以改善低温性能的探索性试验，研究认为:添加0.8%的碳黑能有效地吸收、屏蔽紫外线，延缓沥青的老化;当加硫量、反应时间、反应温度合适时，能明显改善沥青的低温性能。　　 基于西藏高原沥青及沥青混合料老化特性，对沥青路面表层小裂纹扩展机理进行数值模拟及理论分析，利用线粘弹性断裂力学原理，引入时间概念，对沥青路面进行寿命预估。

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