摘 要

沥青路面的开裂不仅会导致路面的结构性能降低，还会进一步引发坑槽、松散等各种病害，而在各种类型的沥青路面早期破坏现象中，水损坏是最主要、危害最大的损坏类型，最终会导致沥青路面的疲劳和使用寿命降低。如何提高水损沥青路面的抗疲劳能力具有重要的研究意义。沥青的自愈合性能与沥青材料的粘弹特性以及流变性能有很大的关系，研究和利用沥青的自愈合性能对于提高路面的使用寿命具有重大的意义。

本文研究了普通安山岩沥青混凝土、掺钢渣沥青混凝土和掺钢纤维沥青混凝土试样在不同的水环境下的加热升温特性、热力学特性以及它们的自愈合特性。研究了含水率的不同对于掺有不同物质的沥青混凝土的升温速率的影响，通过改变试样所处的水环境来研究沥青混凝土热力学特性以及自愈合性能的变化。

实验表明，钢纤维安山岩改性沥青混凝土在热诱导加热愈合后效果明显，加热时升温速率可达1.2℃/s，经过愈合后强度能够恢复80%以上。而钢渣安山岩改性沥青混凝土和普通安山岩沥青混凝土的升温不明显，并且愈合性能差。

关键词：沥青混凝土；水损害；诱导加热；沥青自愈合

Abstract

Cracked asphalt pavement structure will not only result in reduced performance of the road, but also lead to further pits, loose and other diseases, in all types of early failure of asphalt pavement, the water damage is the most important, and the most harmful type of damage will eventually lead to reduced fatigue and service life of asphalt pavement. How to improve the fatigue resistance of asphalt pavement water damage has important significance. The self-healing properties of asphalt have a great relationship with rheological properties and viscoelastic properties of bituminous material, the research and use of Self-healing properties is of great significance to improve the life of asphalt pavement.

This paper studies the heating characteristics, thermodynamic properties and self-healing properties of ordinary andesite asphalt concrete, asphalt concrete mixed with steel slag and asphalt concrete mixed with steel fiber in different water environment. When studied asphalt concrete which mixed with different substances with different water content, it's how the heating rate will change. By changing the water environment of sample to study the thermodynamic properties and self-healing properties change.

Experimental results show that steel fiber andesite asphalt concrete has great healing effect after thermal induction heating，When heating up rate of up to 1.2 ℃ / S, after healing ，strength able to recover more than 80%. The heated of steel slag andesite asphalt concrete and andesite ordinary asphalt concrete is not obvious, the heal performance is poor.

Key Words：asphalt concrete; water damage; induction heating process; self-healing asphalt

目录

摘 要 I

Abstract II

1.1 研究的背景与意义 2

1.1.1 研究的背景 2

1.1.2 研究的意义 2

1.2 国内外研究现状 3

1.2.1 沥青路面自愈合研究现状 3

1.2.2沥青路面水损害研究现状 3

1.3 沥青路面水损害的主要内容和防治方法 4

1.3.1水损害特点 4

1.3.2水损害机理 4

第二章 原材料及实验方法 6

2.1 实验原材料 6

2.1.1 沥青 6

2.1.2 集料 6

2.1.3 填料 7

2.2实验设备 7

2.3实验方法 10

第三章 沥青混合料自愈合性能测试 11

3.1 沥青混合料电磁感应诱导自愈合原理 11

3.1.1电磁感应加热原理 11

3.1.2电磁感应加热特点 11

3.2 沥青混合料加热升温特性 12

3.2.1沥青混合料电磁感应加热升温性能 12

3.2.2沥青混合料热力学特性 14

3.2.3沥青混合料断裂性能 15

第四章 沥青混合料水损下的自愈合性能变化 17

4.1沥青混合料水损下电磁感应加热升温性能 17

4.2沥青混合料水损下热力学特性 21

4.3沥青混合料水损下的自愈合特性 22

第五章 结论与展望 26

参考文献 27

致 谢 28

第一章 绪论

1.1 研究的背景与意义

1.1.1 研究的背景

中国的高等级道路大部分采用沥青路面的形式，在道路的使用期间，路面结构强度会随着外界环境与行车荷载的反复作用逐渐下降。路面的裂纹会随着荷载重复作用次数超过一定的限度以后出现^[1]。从而使得沥青路面维修和养护的花费变得巨大，在对路面问题进行必要的处理之外，研究一种不易于开裂或有自愈合性能的新材料来减少或防止这种现象的发生就成为了一种必然的要求。

开裂是沥青路面主要的最破环形式。开裂类型可以主要分为横向裂缝、纵向裂缝和网状裂缝三种。由于长期受温度应力、交通载荷和其他因素的交叉作用，路面易产生裂缝，到目前为止，国际上还没有一个统一的理论去解释裂缝发展的规律。在裂缝的形成和发展的初期，它对路面的使用性能的影响是很小的，但由于包括雨水在内的各种水分经裂缝流入路面内部，使得基层路基软化，从而导致路面的承载力下降，产生各种路面破环现象^[2]。超载现象在我国尤为严重，在最大行车荷载的长时间作用下，发生水损的沥青路面会产生结构性的破坏，会导致路面使用性能的下降，使路面的使用寿命下降，给国家和人民造成巨大的经济损失，同时对人们的行车安全也有严重的影响。