[博士]基于老化的沥青路面预防性养护时机

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内容简介

　　[博士]基于老化的沥青路面预防性养护时机　　学科专业:道路与铁道工程　　授予学位：博士 　　学位授予单位：同济大学　　学位年度：2005　　 跨面预防性养护对维持良好的路面性能具有重要的意义。预防性养护的成功与否及其效益与进行预防性养护的时机密切相关，然而对于预防性养护的时机日前国内外还没有好的解决办法。笔者从预防性养护的作用出发，结合我国公路事业发展的现状，提出了基于沥青路面功能性能的预防性养护指标体系:路面沥青老化指标、路面渗水系数、路面行车安全性指标、平整度和PCI，以及获取这些指标需要进一步解决的关键问题。　　 接着，对其中的沥青路面老化指标进行了深入的研究。针对沥青路面的预防性养护策略，进行了大量的室内老化试验，并结合现场老化，提出了沥青路面的老化模式:沥青路面的老化主要体现为表面的氧化老化以及路面内部的热老化。路面表面老化用TFOT+PA V老化拟，路面内部老化用TFOT +100℃缺氧加热模拟。试验和现场都表明路面内部老化比表面老化缓慢得多。对于表面密封性能良好的路面，在一定的服务期内，可以不考虑路面内部的老化。这为基于沥青路面老化的预防性养护提供了理论依据。　　 同时，对老化路面进行力学分析表明:在老化的前期(老化程度很轻时)，沥青面层内产　　生的最大剪应力远大于沥青面层产生的最人拉应力;说明路面在投入使用前期容易发生剪切破坏。随着路面老化程度的加深，路面表面双轮中心处的拉应力(也即沥青层内产生的最大拉应力)接近甚至大于沥青面层的最大剪应力:说明随着路面老化程度的加深，路面更容易产生拉伸破坏。　　 然后，由人量试验结果，针对沥青路面的长期自然老化作用，得出:15℃, 5cm/min的延　　度测试条件更适合于评定不同老化程度沥青的延度;25℃针入度与相应老化程度的抗疲劳性能指标Gsin s、15℃延度(5cm/min )与相应老化程度的BBR指标具有较好的相关性。25℃针入度、中温DSR指标、低温BBR指标和延度指标适合于用作针对沥青路面老化的预防性养护指标。在一定条件下，“八五”攻关建议的低温抗裂性能指标针入度指数PI和当量脆点T12与SHRP的BBR指标具有较好的相关性.但是，由于针入度较小的测量误差会引起针入度指数PI和当量脆点T12较大的变异，这种变异可以掩盖沥青的老化程度。因此，针入度指数PI和当量脆点T12不适合用于评价不同老化程度沥青的低温性能。为了延缓路面老化，维持路面良好的低温性能和疲劳性能，很有必要对使用一段时间后的路面进行延缓路面老化的预防性养护。第一次预防性养护的时机应在相当于10~20hPAV老化程度之前的某个时间，大致相当于路面投入使用4~8年。　　 最后，针对沥青路面预防性养护中存在的乳化沥青应用问题，研制了路用性能好、可应用于低温施.L系统或夜间施工系统的乳化改性沥青。　　

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