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随着现代交通日益高速的发展,在保证我国道路具有流量大、速度快、轴载重等特点的前提下,必须更加注重道路的安全性能。其中,作为道路主体性能之一的抗滑性能直接影响着行车安全。新建道路开放交通后,沥青路面会在车辆轮胎的持续作用下不断受到冲击和磨耗,表面沥青薄膜脱落后,车轮的磨耗作用会把暴露在道路表面的骨料逐渐破坏和磨光,从而导致路面抗滑性能衰减下降。同时,在车辆荷载及气候环境的反复作用下,沥青路面容易出现各类早期裂缝,如不及时维修养护则裂缝会快速发展,破坏路面使用性能。
电磁感应加热沥青混合料作为近年来新兴的路面养护方式,具有节能环保的特点,能够快速且多次修复路面早期病害,延长路面使用寿命。SMA路面是我国高等级公路常采用的路面类型,具有耐磨抗滑、高低温稳定性好、密实耐久以及抗疲劳等诸多优良性能,其材料结构组成特殊,价格昂贵,采用电磁感应技术养护具有极高的经济性。但是感应加热修复路面时对路面抗滑特性的影响尚不明确,因此针对SMA路面裂缝电磁感应热自愈合技术及其抗滑特性早期演变规律的研究尤为紧迫。
本文以中国波兰科技合作委员第39届例会交流项目《掺导电材料的SMA感应热自愈合特性及其路面抗滑特性早期演变》为依托,基于以上背景,本文对SMA路面的自愈合性能及电磁感应热技术对路面早期抗滑性能的影响进行了研究。首先,对常规SMA混合料和掺导电材料的SMA混合料进行级配组成设计,各项性能指标均通过检测。
基于沥青混合料疲劳试验,对SMA混合料常温下的自愈合特性进行研究。采用“疲劳—愈合—再疲劳”的试验思路,设置疲劳加载控制点,通过计算愈合前后疲劳加载次数的变化率,发现SMA混合料在常温下的自愈合能力较弱。
基于沥青混合料疲劳试验和弯曲试验,对掺导电材料的SMA混合料自愈合性能进行研究。分别采取“疲劳—愈合—再疲劳”和“断裂—愈合—再断裂”的试验思路,引入电磁感应加热技术促进沥青混合料自愈合修复,分别以疲劳寿命和弯曲断裂强度为指标,来评价SMA混合料自愈合情况。结果表明,疲劳寿命愈合率和弯曲强度愈合率均有较高水平,电磁感应加热技术能有效提高SMA混合料自愈合能力。
基于电磁感应加热技术,对SMA混合料早期抗滑性能进行研究。首先,对SMA混合料试件进行加速加载磨耗试验,分别用铺砂法和摆式仪对路面的构造深度和摩擦系数进行测量,采用非线性指数Asymptotic函数模型拟合,得到拟合方程式,相关系数大于93%,从而得到了SMA路面抗滑性能衰减曲线;然后分别对3种磨耗程度的SMA路面进行电磁感应加热后发现,其抗滑性能有不同程度的提高;接着对SMA混合料进行不同时间的感应热修复,确定了基于抗滑性能的最佳加热时间;最后通过对感应加热过的SMA试件继续磨耗作用后发现,电磁感应热修复不会影响SMA路面抗滑性能衰减的演变规律和衰减终值。
电磁感应加热沥青混合料作为近年来新兴的路面养护方式,具有节能环保的特点,能够快速且多次修复路面早期病害,延长路面使用寿命。SMA路面是我国高等级公路常采用的路面类型,具有耐磨抗滑、高低温稳定性好、密实耐久以及抗疲劳等诸多优良性能,其材料结构组成特殊,价格昂贵,采用电磁感应技术养护具有极高的经济性。但是感应加热修复路面时对路面抗滑特性的影响尚不明确,因此针对SMA路面裂缝电磁感应热自愈合技术及其抗滑特性早期演变规律的研究尤为紧迫。
本文以中国波兰科技合作委员第39届例会交流项目《掺导电材料的SMA感应热自愈合特性及其路面抗滑特性早期演变》为依托,基于以上背景,本文对SMA路面的自愈合性能及电磁感应热技术对路面早期抗滑性能的影响进行了研究。首先,对常规SMA混合料和掺导电材料的SMA混合料进行级配组成设计,各项性能指标均通过检测。
基于沥青混合料疲劳试验,对SMA混合料常温下的自愈合特性进行研究。采用“疲劳—愈合—再疲劳”的试验思路,设置疲劳加载控制点,通过计算愈合前后疲劳加载次数的变化率,发现SMA混合料在常温下的自愈合能力较弱。
基于沥青混合料疲劳试验和弯曲试验,对掺导电材料的SMA混合料自愈合性能进行研究。分别采取“疲劳—愈合—再疲劳”和“断裂—愈合—再断裂”的试验思路,引入电磁感应加热技术促进沥青混合料自愈合修复,分别以疲劳寿命和弯曲断裂强度为指标,来评价SMA混合料自愈合情况。结果表明,疲劳寿命愈合率和弯曲强度愈合率均有较高水平,电磁感应加热技术能有效提高SMA混合料自愈合能力。
基于电磁感应加热技术,对SMA混合料早期抗滑性能进行研究。首先,对SMA混合料试件进行加速加载磨耗试验,分别用铺砂法和摆式仪对路面的构造深度和摩擦系数进行测量,采用非线性指数Asymptotic函数模型拟合,得到拟合方程式,相关系数大于93%,从而得到了SMA路面抗滑性能衰减曲线;然后分别对3种磨耗程度的SMA路面进行电磁感应加热后发现,其抗滑性能有不同程度的提高;接着对SMA混合料进行不同时间的感应热修复,确定了基于抗滑性能的最佳加热时间;最后通过对感应加热过的SMA试件继续磨耗作用后发现,电磁感应热修复不会影响SMA路面抗滑性能衰减的演变规律和衰减终值。