由于交通荷载及气候环境的反复作用,沥青路面极易产生裂纹问题,而现有养护技术是在路面出现宏观裂纹以后进行被动维修,存在维修周期长、资源消耗大、成本高等缺点,亟待更为先进的养护技术。基于沥青本身具有一定的自愈合能力,通过感应加热可以提高沥青混凝土的自愈合性能,使沥青路面出现细微裂纹时就自动愈合,这已是近年来国内外正在积极倡导的先进养护理念。然而,现有研究主要关注感应加热后沥青混凝土整体性能的恢复,对感应加热这种梯度加热(加热效率随试件深度逐渐降低)所致的裂纹梯度愈合行为以及感应加热对路面不同深度的沥青胶结料老化影响缺乏深入研究,严重制约了感应加热自愈合沥青混凝土的制备与应用、愈合效果的优化和感应加热设备的设计。为此,本文制备了感应加热自愈合沥青混凝土,深入研究了在感应加热作用下的混凝土梯度加热特性以及感应加热所致的不同深度的沥青及沥青混凝土的梯度愈合行为,建立了沥青混凝土梯度愈合效果的预测方法,并探明了沥青胶结料在感应加热作用下的梯度老化行为。主要成果如下:(1)依据整体强度恢复,确定了基质沥青混凝土和SBS改性沥青混凝土的表层最佳感应加热愈合温度分别为100和130,建立了两种沥青混凝土表层为最佳愈合温度时内部温度随深度增加逐渐降低的分布图谱,为后续研究提供了依据,并基于感应加热设备的性能参数建立了感应磁场与感应温度梯度之间的关系。(2)根据沥青混凝土感应加热作用后的温度梯度分布,从沥青胶结料和沥青混凝土两个层面上研究了沥青混凝土感应加热作用下不同深度处的梯度愈合行为。通过流动行为因子、毛细流动性能和流变模型及参数研究了不同深度处沥青及沥青胶浆的自愈合性能,结果表明:感应加热后,沥青混凝土中基质沥青的流动行为因子和毛细流动活化能均与试件深度呈线性关系,随着试件深度增加,基质沥青的流动行为因子逐渐降低、毛细流动活化能逐渐升高;沥青的粘性指数与试件深度呈指数关系,随着深度增加,沥青的粘性指数逐渐增加,自愈合性能逐渐降低。(3)通过强度恢复试验和微米CT扫描试验研究了感应加热作用下基质沥青混凝土和SBS改性沥青混凝土不同深度处的强度恢复率和裂纹愈合率,其中,深度为40mm处的基质沥青混凝土和改性沥青混凝土的强度恢复率和裂纹愈合率分别比表层低35.9%、23.9%和22.8%、25.6%,建立了基质沥青混凝土和SBS改性沥青混凝土深度和愈合效率的关系模型,基于模型预测的愈合率与实测值误差在±5%以内;基于温度梯度分布和沥青自愈合起始温度确定了两种沥青混凝土的感应加热有效愈合深度分别为52.5mm和56.4mm。建立了沥青混凝土感应加热梯度愈合效果的预测方法,利用15mm厚的薄层试件,模拟了基质沥青混凝土和改性沥青混凝土在加热至五个特定温度后的愈合性能,根据沥青混凝土感应加热后的温度梯度分布图谱(确定五个特定温度对应的深度),即可获得沥青混凝土在该温度梯度下的梯度愈合特性。(4)通过流变性能、化学结构和四组分分析研究了感应加热后沥青性能的变化,探明了多次感应加热对沥青老化程度的影响。研究发现,感应加热会导致沥青产生梯度老化现象。一次感应加热后,沥青的复数模量增大、相位角减小且变化程度随试件深度增加而降低,45mm厚小梁试件的上中下三层中沥青羰基因子分别为原样沥青的1.50倍、1.17倍和1.01倍,沥青四组分的变化幅度随试件深度增加略微增大,沥青自愈合的起始温度略微增加。十次感应加热后沥青发生严重老化,其羰基因子为原样沥青的11.74倍,沥青饱和分减少6.60%、芳香分降低7.37%、胶质增加6.74%、沥青质升高7.23%,沥青达到近牛顿流体的温度从35.8上升到48.7。但老化的沥青混凝土仍具有良好的感应加热自愈合性能,10次感应加热后,沥青混凝土的强度恢复率仍能达到58.3%。