[博士]西藏瀝青路面老化特性的研究

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　　[博士]西藏瀝青路面老化特性的研究　　學(xué)科專(zhuān)業(yè):道路與鐵道工程　　授予學(xué)位：博士　　學(xué)位授予單位：東南大學(xué)　　學(xué)位年度：2007　　本文以藏族人的視點(diǎn)，在深入調(diào)查、研究西藏高原特殊的地理、氣候因素，特別是太陽(yáng)紫外線輻射強(qiáng)度在時(shí)、空中的分布規(guī)律的基礎(chǔ)上，深入研究西藏地區(qū)瀝青路面耐久性.首先選取有代表性的路段回收舊瀝青，以舊瀝青路面材料抽提后瀝青的性狀測(cè)試與分析評(píng)價(jià)為出發(fā)點(diǎn)，結(jié)合室內(nèi)系列模擬對(duì)比試驗(yàn)，分析研究了西藏高原瀝青路面的老化特征。然后在老化機(jī)理分析的基礎(chǔ)，研究了抗紫外線老化的措施及改善瀝青結(jié)合料低溫性能的方法，最后基于對(duì)瀝青結(jié)合料老化條件下的路面使用壽命進(jìn)行數(shù)值模擬及理論預(yù)估。主要研究工作包括以下幾個(gè)方面:　　 1對(duì)西藏特殊氣候環(huán)境、紫外線輻射及瀝青路面早期破損進(jìn)行調(diào)研，認(rèn)為開(kāi)展西藏高原瀝青路面耐久性特別是紫外線老化的研究，對(duì)延長(zhǎng)西藏高原地區(qū)瀝青路面使用壽命，提高瀝青路的使用性能具有重要意義?！　? 2全面對(duì)西藏高原瀝青路面的外環(huán)境、氣候因子進(jìn)行調(diào)研，并與長(zhǎng)江中下游地區(qū)的氣候相比較.在紫外線觀測(cè)方面，以衛(wèi)星資料為基準(zhǔn)，結(jié)合2005年全年的實(shí)際觀測(cè)值，對(duì)比分析了西藏周邊地區(qū)紫外線輻射情況，為室內(nèi)模擬老化試驗(yàn)提供基礎(chǔ)依據(jù)。　　 3以西藏三地舊瀝青路面回收料和湖北兩地回收舊瀝青研究為切入點(diǎn)，利用瀝青常規(guī)試驗(yàn)、四組分試驗(yàn)等試驗(yàn)手段，對(duì)舊瀝青性狀及其老化變遷規(guī)律進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)，從宏觀力學(xué)性能到微觀化學(xué)組分初步弄清西藏高原與江淮地區(qū)瀝青路面老化機(jī)理上的異同點(diǎn)，并同時(shí)在西藏拉薩(試驗(yàn)地海拔近4000m)進(jìn)行室外自然老化試驗(yàn)，為室內(nèi)模擬及抗老化研究提供試驗(yàn)依據(jù)?！　? 4對(duì)西藏常用瀝青進(jìn)行了室內(nèi)紫外線加速者化試驗(yàn)，并對(duì)老化試驗(yàn)的方法進(jìn)行定量分析，同時(shí)進(jìn)行了模擬西藏外環(huán)境的室內(nèi)老化試驗(yàn)及其對(duì)瀝青老化發(fā)展規(guī)律的影響，對(duì)比了紫外線老化與熱氧老化在老化機(jī)理上的異同，總結(jié)得出了評(píng)價(jià)紫外線老化的合理指標(biāo)。　　 5依據(jù)西藏高原瀝青路面老化機(jī)理，模擬紫外線室內(nèi)瀝青老化試驗(yàn)，結(jié)合高分子材料學(xué)在抗老化劑方面的研究成果，首次對(duì)西藏常用的瀝青進(jìn)行納米材料、碳黑改性后的瀝青抗紫外線老化試驗(yàn)，并針對(duì)瀝青老化后低溫性能劣化.提出了硫化改性以改善低溫性能的探索性試驗(yàn)，研究認(rèn)為:添加0.8%的碳黑能有效地吸收、屏蔽紫外線，延緩瀝青的老化;當(dāng)加硫量、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度合適時(shí)，能明顯改善瀝青的低溫性能?！　? 基于西藏高原瀝青及瀝青混合料老化特性，對(duì)瀝青路面表層小裂紋擴(kuò)展機(jī)理進(jìn)行數(shù)值模擬及理論分析，利用線粘彈性斷裂力學(xué)原理，引入時(shí)間概念，對(duì)瀝青路面進(jìn)行壽命預(yù)估。

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