全氣候老化瀝青混合料中瀝青性能衰減的非線性微分動力學(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題，科學(xué)地解釋瀝青的老化機理并預(yù)測和提高瀝青的老化壽命具有重要的社會和經(jīng)濟意義。
　　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力學(xué)方程，描述瀝青性能與老化時間、溫度之間的動態(tài)變化規(guī)律，并分析了瀝青混合料級配對老化速率和老化程度的影響。本研究選用SMA-13和AC-13兩種級配的瀝青混合料，分別進行0小時、

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

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;2）瀝青性能的實測值與方程計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，本文引入熱分析動力學(xué)理論，同時考慮了老化時間和溫度對瀝青性能的影響，建立了老化動力學(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間的增加