沥青与集料界面粘附性自愈合的机理、评价与增强

基本信息
批准号:51778481
项目类别:面上项目
资助金额:63.00
负责人:黄卫东
学科分类:
依托单位:同济大学
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:吕泉,颜川奇,林鹏,唐乃膨,关维阳,傅星恺,张家伟,周璐
关键词:
粘附性自愈合自愈合沥青胶结料界面行为粘附性
结项摘要

As a binder, asphalt has two intrinsic properties: adhesion and self-healing. To have a comprehensive and systematic understanding of its fundamental qualities, these two properties should be connected with each other, that is, adhesive self-healing. However, most studies are focused on the cohesive self-healing which causes the closure of cracks in the asphalt material itself, while there are few researches on the adhesive self-healing property which promotes the re-adhesion between the asphalt binder and aggregate. This impedes the study of asphalt adhesive property and also results in the confusion about the asphalt self-healing researches. This project will mainly adopt the Atomic Force Microscope and Surface Energy Analysis to analyze the adhesive self-healing mechanism on the micro-scale, and use the CT-scan and other phenomenological approaches to investigate the progresses and evolution rule of the adhesive self-healing on the meso-scale. Then, the current pull-off test and direct shear test will be modified to propose the method to evaluate the asphalt adhesive self-healing capability with the validation from the hamburg wheel tracking test and fatigue beam test on the macro-scale. Based on these results, the expression equation will be put forward, the influential factors will be studied and the adhesive self-healing performance of different modified asphalt will also be compared. This research aims to deeply analyze the mechanism of the adhesive self-healing on the interface between asphalt and aggregate, accurately evaluate this potential, and effectively strengthen the adhesive self-healing performance. The achievements of this research will contribute to the comprehensive understanding of the intrinsic properties of asphalt and further provide the theoretical foundation and technical supports for the asphalt modification scheme and preferable material selection to finally relieve the water damage and enhance the endurance of asphalt pavement.

沥青作为胶结料具有粘附性与自愈合两个本质属性。要全面理解其基本性能,就需要将这两个属性联系起来进行研究,即粘附性自愈合。而目前的研究以引起沥青材料自身裂缝闭合的内聚性自愈合为主,对于促使沥青与集料界面再粘附的粘附性自愈合研究较少,造成了沥青粘附性研究停滞不前、自愈合研究混乱等问题。本项目在微观上采用以原子力显微镜、表面能为主的试验方法探究沥青粘附性自愈合机理,结合CT扫描等现象学手段分析细观愈合进程与演化规律,改进现有的拉拔试验与直剪试验并借助汉堡浸水车辙、疲劳小梁试验进行宏观验证,提出粘附性自愈合的评价方法,在此基础上建立表达方程、明晰影响因素、比选不同改性沥青的粘附性自愈合性能。研究旨在通过多尺度的手段对沥青与集料界面粘附性自愈合进行机理解析、准确评价与有效增强。预期成果有利于理解沥青的基本特性,为缓解路面水损害、提升路面耐久性的沥青改性方案及材料优选提供理论依据与技术支撑。

项目摘要

随着道路服役时长以及交通量的增长,路面损害会频繁产生。对于沥青路面来说,剥落、麻面与飞散等主要病害会降低路面结构的使用寿命,增加路面维修、养护成本。产生以上路面病害的主要原因在于老化、水损害等因素引发的路面沥青的粘附失效。研究发现,若给予一定的间歇期与合适的温度,粘附失效的沥青‒集料会重新产生粘附,表现出自愈合特性,使得已产生微裂缝或宏观破坏的沥青混合料在一定程度上愈合空隙、重新形成强度,及时避免或延迟裂纹的发展,延长材料的疲劳寿命。鉴于自愈合性能是沥青材料的固有性能之一,在对沥青路面的长期黏结性能进行评价时,将粘附与自愈合性能纳入考虑范围内能够更贴合实际路面的使用情况。探究沥青混合料自愈合的形成机理和影响因素,找到合适的方法提升沥青混合料的自愈能力,对抵抗沥青混合料的疲劳开裂,延长沥青路面的服役寿命具有至关重要的意义。.本项目在微观上采用以红外光谱实验、凝胶色谱实验及表面能实验为主的试验方法探究沥青粘附性自愈合机理,结合CT扫描等现象学手段分析细观愈合进程与演化规律。在中观层面分别利用拉拔实验及动态剪切流变实验评价了不同沥青的断裂自愈合性能及流变自愈合性能。并研究了不同因素对沥青材料自愈合性能的影响,包括愈合时间、愈合温度、沥青种类、老化、干湿条件等因素。在借助沥青混合料四点弯曲疲劳小梁试验进行宏观验证,将沥青混合料的疲劳自愈合性能与沥青的拉拔实验得到的结果进行了相关性分析。并基于UTM实验仪,改进现有的拉拔试验并开发出新的评价沥青-石料界面粘附自愈合性能的实验方案,在此基础上明晰影响因素、比选不同改性沥青的粘附性自愈合性能。总体上,本研究通过多尺度的手段对沥青与集料界面粘附性自愈合进行机理解析、准确评价与有效增强。成果有利于理解沥青的基本特性,为缓解路面水损害、提升路面耐久性的沥青改性方案及材料优选提供理论依据与技术支撑。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

玉米叶向值的全基因组关联分析

玉米叶向值的全基因组关联分析

DOI:
发表时间:
2

监管的非对称性、盈余管理模式选择与证监会执法效率?

监管的非对称性、盈余管理模式选择与证监会执法效率?

DOI:
发表时间:2016
3

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

DOI:10.7606/j.issn.1000-7601.2022.03.25
发表时间:2022
4

针灸治疗胃食管反流病的研究进展

针灸治疗胃食管反流病的研究进展

DOI:
发表时间:2022
5

卫生系统韧性研究概况及其展望

卫生系统韧性研究概况及其展望

DOI:10.16506/j.1009-6639.2018.11.016
发表时间:2018

黄卫东的其他基金

批准号:50471065
批准年份:2004
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
批准号:59371047
批准年份:1993
资助金额:6.50
项目类别:面上项目
批准号:30270918
批准年份:2002
资助金额:20.00
项目类别:面上项目
批准号:30471192
批准年份:2004
资助金额:23.00
项目类别:面上项目
批准号:81260243
批准年份:2012
资助金额:49.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:59243002
批准年份:1992
资助金额:1.50
项目类别:专项基金项目
批准号:71503062
批准年份:2015
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:59431012
批准年份:1994
资助金额:21.50
项目类别:重点项目
批准号:50308021
批准年份:2003
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71671093
批准年份:2016
资助金额:49.30
项目类别:面上项目
批准号:11574292
批准年份:2015
资助金额:73.00
项目类别:面上项目
批准号:31560042
批准年份:2015
资助金额:39.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:30871747
批准年份:2008
资助金额:37.00
项目类别:面上项目
批准号:50071048
批准年份:2000
资助金额:19.00
项目类别:面上项目
批准号:30671468
批准年份:2006
资助金额:32.00
项目类别:面上项目
批准号:59771054
批准年份:1997
资助金额:13.00
项目类别:面上项目
批准号:81060126
批准年份:2010
资助金额:25.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:30070531
批准年份:2000
资助金额:15.00
项目类别:面上项目
批准号:51478351
批准年份:2014
资助金额:83.00
项目类别:面上项目
批准号:70871061
批准年份:2008
资助金额:24.00
项目类别:面上项目
批准号:71171117
批准年份:2011
资助金额:43.50
项目类别:面上项目
批准号:31572078
批准年份:2015
资助金额:68.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

多尺度研究沥青与集料界面的粘附性损伤机理

批准号:51908261
批准年份:2019
负责人:龚演
学科分类:E0809
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
2

基于AFM微观尺度表面构造与粘附力学特性分析的沥青与集料界面粘附失效机理研究

批准号:51408154
批准年份:2014
负责人:易军艳
学科分类:E0809
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
3

基于微纳观测试的混凝土再生集料与沥青粘附特性、失效机理及增强研究

批准号:51908460
批准年份:2019
负责人:侯月琴
学科分类:E0809
资助金额:28.00
项目类别:青年科学基金项目
4

考虑残存发泡水影响的泡沫温拌沥青/集料界面粘附性衰减机理研究

批准号:51908194
批准年份:2019
负责人:刘圣洁
学科分类:E0809
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目