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随着我国高速公路建设及交通量的快速增长,沥青路面早期水损害问题日益普遍且严重。路表自由水沿空隙及裂缝渗入并滞留在路面结构中,在交通荷载反复作用下会产生超空隙水压力,加速沥青混合料的破坏,而材料损伤的不断劣化又加剧了水的渗入,如此,沥青路面处于荷载-渗流-损伤多场耦合作用下,渗透性随损伤、荷载应力及动水压力的不同而动态变化。在这一背景下,本文重点针对SMA-13沥青混合料,探讨了其在循环加载过程中空隙特征及渗透性的动态变化。主要取得如下成果:(1)与课题组一起研发了多场耦合条件下路面材料渗透性测试系统,与MTS试验系统及工业CT扫描仪结合,可以实现多场耦合条件下沥青混合料的疲劳试验,各损伤阶段不同轴压及动水压力下路面材料的渗透性测试,以及获取疲劳加载过程中材料实时损伤状况的CT图像。(2)利用该渗透性测试系统与MTS试验平台,对2种成型方法、4组空隙率的SMA-13沥青混合料做了三轴压缩试验及不同疲劳损伤阶段渗透性测试。发现SMA-13三轴压缩以挤压流动破坏为主要形式,不会出现明显的宏观裂缝;渗透性随空隙率的增大而增强,10%空隙率的SMA-13具有很大的渗透性,但随着三轴压缩疲劳加载,渗透性整体上呈现出下降趋势。8%空隙率的SMA-13具有较大的渗透性,但随着三轴压缩疲劳加载,渗透性整体上呈现出先下降后增大的趋势。6%及4%空隙率的SMA-13在初始阶段基本不透水,随疲劳加载渗透性先增强后减弱。另外,渗透性随水压力的增大呈现出明显增强的特点,随轴向压力增大整体上渗透性减弱,但轴向压力对渗透性的影响相对较弱。(3)以空隙率、空隙个数、空隙等效直径、空隙圆度、空隙轮廓分形维数等作为沥青混合料内部空隙细观结构表征参数,利用工业CT技术和数字图像处理技术获取了SMA-13不同损伤阶段内部细观结构特征。击实成型的SMA-13内部空隙率沿试件高度方向呈近似对称分布;旋转压实成型的SMA-13沥青混合料内部空隙率呈现出两端大中间小的趋势,沿试件高度分布的变异性较大。三轴压缩疲劳加载过程中,SMA-13经历压密阶段、损伤发展阶段,很难出现抗压强度急剧降低的破坏现象。