摘 要

本文分析探究了路面中的水分分别以液态、气态在沥青混合料内部的存在形式和运输形式，并整合国内外研究成果，探究水气引发沥青混合料病害的原因。

现阶段研究沥青中水气扩散的试验大体可以分为两类，其分别用于研究沥青混合料中水气在混合料中积聚的阶段和水气向外扩散运动的阶段，因此习惯称这两类试验为积聚型水气运动试验和穿透型水气运动试验。

论文主要研究了两种试验的适用范畴，简要介绍了积聚型水气运动试验和穿透型水气运动试验分别可以采用的具体方案，在众多方案中，在积聚型水气运动类的试验中选择了质量称量法这种代表性的试验方法进行具体介绍，在穿透型水气运动类的试验中选择了重量法这种代表性的试验方法进行具体介绍，并且分别用这两种方案进行实际试验，得出水气运动参数。

本文归纳总结了沥青路面材料中水气的两种运动模型的试验方法，比较了各种方法的特点，并对理论计算模型进行了总结介绍。其有助于加深对沥青路面内部水汽存在、运动传输形式的了解，对理解沥青路面水汽损害机理具有一定的意义。

关键词：沥青混合料：水气扩散；积聚型水气运动；穿透型水气运动；

Abstract

This article analyzes and explores the existence and transportation of the water in the pavement in the form of liquid and gas in the pavement, and integrates domestic and foreign research results to explore the causes of the water-gas-induced asphalt mixture diseases.

At this stage, the water vapor diffusion test in asphalt can be roughly divided into two categories, which are used to study the stage of the accumulation of water vapor in the asphalt mixture and the stage of the outward diffusion of water vapor. The tests are accumulation type water vapor motion test and penetration type water vapor motion test.

The paper mainly studies the applicable scope of the two tests, and briefly introduces the specific schemes that can be used for the accumulated water vapor motion test and the penetrating water vapor motion test. Among the many programs, the accumulated water vapor motion test The representative test method of xxx was selected for specific introduction. The representative test method of gravimetric analysis was selected for the specific introduction in the penetrating water sports test, and the two programs were used for the actual test. Obtaining the water vapor motion parameters, its understanding of the existence of water vapor inside the asphalt pavement and the form of motion transmission has certain significance for deepening the understanding of the mechanism ofmoisture damage of the asphalt pavement.

Key Words：Asphalt；water vapor diffusion；accumulated water vapor motion; penetrating water vapor motion;

目录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.2 国内外对水气运动的研究现状 2

1.2.1 水分引发沥青混合料病害的微观原理 2

1.2.2 沥青路面内部水分的存在和运动传输形式的初步探究 3

1.2.3 国内外已有的积聚性水气运动试验和穿透型水气运动试验总结 4

1.3 本文拟解决的关键科学问题与研究内容 8

第2章 积聚型和穿透型水气运动试验分类介绍及优缺点分析 9

2.1 积聚型水气运动常用试验方法比选 9

2.1.1 质量称量法。 9

2.1.2 热电偶湿度计吸力测试法。 10

2.1.3 傅立叶变换红外—衰减全反射法 11

2.1.4 电化学阻抗谱测量法 11

2.1.5 比选结论 12

2.2 穿透型水气运动试验常用试验方法比选 12

2.2.1 重量法 13

2.2.2 重量吸附法 13

2.2.3 吸力测量法 13

2.2.4 比选结论 13

第3章 积聚型水气运动负压质量称量试验介绍 14

3.1 影响积聚型水气运动的因素 14

3.2 负压下质量称量法的相对优势 14

3.3 试验设备介绍 14

3.4 负压称量法的具体实验步骤 16

3.4.1 定义相对湿度的概念 16

3.4.2 空篮质量称量 17

3.4.3 试样干燥及真空养生 18

3.4.4 水气的运动 19

3.4.5 小结 20

3.5 积聚型水气运动模型介绍及参数运算 20

3.5.1 明确沥青混合料内水气运动类型。 20

3.5.2 基于菲克第二定律的三维柱状水气运动扩散模型简介 20

3.5.3 水气三维运动模型最大水气增量、扩散系数计算 23

3.5.4 小结 26

第4章 透型水气运动湿杯重量法试验介绍 27

4.1 影响穿透型水气运动的因素 27

4.2 试验设备简介 27

4.3 重量法的具体试验步骤 28

4.3.1 内部相对湿度控制 28

4.3.2 外部相对湿度控制 28

4.3.3 温度控制 29

4.3.4 试件制备简介 29

4.3.5 水气扩散试验装置组装 30

4.3.6 养生及周期称量 31

4.4 不同湿度差下穿透型水气运动参数计算 35

4.4.1 扩散通量 J 的计算 35

4.4.2 扩散系数计算 37

第5章 总结及展望 40

5.1 本文总结 40

5.2 研究展望 40

参考文献 41

致 谢 43

绪论

研究背景及意义

截至2020年我国公路总里程约490万公里，高速公路约15万公里，沥青混合料作为一类常用路面材料在我国的路面铺设使用中占比极大。每年沥青路面的损害所带来的养护成本不容忽视，究其原因，沥青路面的工作环境常常变化多样，其在实际应用中会长时间受到多种外界环境要素的作用，如当地空气中的水分（湿度），当地气温，当地紫外辐射强度等，除这些自然环境因素外还有不可避免的持续性车辆荷载作用。而在这些要素中，水分（湿度）是一个非常关键的存在，它对沥青路面的影响存在于路面工作的所有阶段。

水损害作为我国沥青路面的主要病害之一，其不仅会极大影响沥青路面的服务质量和服役寿命，造成公路维护成本增加，而且沥青路面水损害导致的路面起泡，路面开裂产生坑洞等病害还会恶化路况，对交通工具的行驶安全构成威胁。