全氣候老化瀝青混合料中瀝青性能衰減的非線性微分動(dòng)力學(xué)模型.pdf

1、瀝青老化是瀝青路面破壞的主要原因之一。為提高瀝青路面使用壽命必須提高瀝青抗老化的性能。如何解決日益突出的瀝青路面老化問(wèn)題，科學(xué)地解釋瀝青的老化機(jī)理并預(yù)測(cè)和提高瀝青的老化壽命具有重要的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)意義。
　　本文著眼于建立全氣候老化瀝青性能與老化因素之間的動(dòng)力學(xué)方程，描述瀝青性能與老化時(shí)間、溫度之間的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，并分析了瀝青混合料級(jí)配對(duì)老化速率和老化程度的影響。本研究選用SMA-13和AC-13兩種級(jí)配的瀝青混合料，分別進(jìn)行0小時(shí)、

2、1000小時(shí)、2000小時(shí)、3000小時(shí)的全氣候老化試驗(yàn)，老化完成后分別進(jìn)行瀝青抽提。對(duì)老化瀝青進(jìn)行的性能試驗(yàn)主要包括微觀的原子力顯微鏡試驗(yàn)、凝膠滲透色譜試驗(yàn)、傅里葉紅外光譜試驗(yàn)和宏觀的動(dòng)態(tài)剪切流變?cè)囼?yàn)、旋轉(zhuǎn)粘度試驗(yàn)。
　　針對(duì)微觀性能，本文選用了Verhulst模型，建立了瀝青老化非線性動(dòng)力學(xué)模型x(t)=Lx0/1+(L-1)e-rt'，描述了瀝青微觀組成及力學(xué)性能與老化時(shí)間之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系，研究結(jié)果顯示:1）隨著老化時(shí)間的增大

3、，瀝青的微觀形貌、小分子粒徑值、丁二烯含量均減小，而黏附力、模量、大分子、中分子、羰基、亞砜基的含量呈上升趨勢(shì);2）瀝青性能的實(shí)測(cè)值與方程計(jì)算值間呈良好的相關(guān)性，選用的模型具有一定可靠性;3）方程參數(shù)r可以反應(yīng)老化速率，L可以反映老化程度。
　　宏觀性能方面，本文引入熱分析動(dòng)力學(xué)理論，同時(shí)考慮了老化時(shí)間和溫度對(duì)瀝青性能的影響，建立了老化動(dòng)力學(xué)方程lnC/CD=AeE/RTt，研究結(jié)果表明:1）車轍因子和布式粘度均隨著老化時(shí)間的增加