【摘 要】
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沥青混合料被广泛用于城市道路和高速公路的建设,在车辆和环境的共同影响下,沥青路面会产生各种病害,影响了行车速度的同时也产生了安全隐患。当车辆在经过路口处和弯道处时,由于速度的改变,会对沥青路面产生剪应力,当其超过了沥青路面的剪切强度时,会产生永久变形。沥青-集料界面处相对薄弱,由于集料的形状不规则和性能的差异,界面的局部区域易出现应力集中,所以一般内部损伤和裂纹萌生于界面处。本文首先制作出试验所需
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沥青混合料被广泛用于城市道路和高速公路的建设,在车辆和环境的共同影响下,沥青路面会产生各种病害,影响了行车速度的同时也产生了安全隐患。当车辆在经过路口处和弯道处时,由于速度的改变,会对沥青路面产生剪应力,当其超过了沥青路面的剪切强度时,会产生永久变形。沥青-集料界面处相对薄弱,由于集料的形状不规则和性能的差异,界面的局部区域易出现应力集中,所以一般内部损伤和裂纹萌生于界面处。本文首先制作出试验所需的试件,进行了两个试验,一个是沥青膜厚度观测试验,另一个是剪切试验,从多个角度分析了沥青膜厚度、温度和剪切速率这三个因素对沥青-集料界面剪切力学性能的影响。主要研究内容如下。（1）制作沥青-集料界面沥青膜厚度观测试验、沥青-集料界面剪切试验所需试件;（2）对成型试件的沥青膜用扫描电子显微镜观测,获得了两种成型荷载下沥青膜的实际厚度;（3）对成型的三明治石柱进行剪切试验,获得了不同沥青膜厚度、温度、剪切速率下的剪切应力-位移曲线,并对曲线进行了分类:即单波峰曲线（SPCs）和双波峰曲线（DPCs）,总结了两种曲线的特点;（4）讨论沥青膜厚度、温度和剪切速率对界面峰值应力均值和峰值位移均值的影响,对剪切后的界面断面形貌进行分析,分析沥青膜厚度、温度和剪切速率对界面造成的不同失效模式,对沥青膜厚度、温度和剪切速率的协同影响进行分析;（5）从剪切断裂能和极限位移的角度分析沥青膜厚度、温度、剪切速率对沥青-集料界面粘附性能的影响;运用剪切滑移理论解释了双波峰现象的产生,并结合粘弹性力学相关理论解释了沥青-集料界面的失效机理并进行评估。结果表明:成型荷载对沥青膜厚度的控制具有可行性,试验得到的应力-位移曲线分为SPCs和DPCs两种。当沥青膜厚为112μm时,应力-位移曲线既有SPCs又有DPCs;当沥青膜厚为222μm时,应力-位移曲线全部为SPCs。同样试验工况下的DPCs的两个应力峰值低于SPCs的应力峰值,且DPCs几乎被SPCs包络。剪切试验的失效模式有粘附失效模式和黏聚失效模式以及粘附-黏聚复合失效模式三种,随着温度的升高,沥青-集料界面的失效由粘附失效为主转变为黏聚失效为主,DPCs是由于界面产生了剪切滑移,此时为粘附-黏聚复合失效模式,其第一应力波峰以粘附失效模式为主,第二应力波峰以黏聚失效模式为主。随着温度的升高,沥青-集料界面剪切强度（峰值应力）呈下降趋势,剪切速率对峰值应力均值影响越来越小。温度和沥青膜厚度一致时,剪切速率越大,峰值应力均值也越大,剪切时间缩短。SPCs的失效模式可能是粘附失效,可能是黏聚失效,失效模式受温度和沥青膜厚度影响。剪切滑移导致了DPCs的产生,使沥青-集料界面剪切破坏所需的能量降低,减弱了界面的粘附性能。SPCs的峰值位移和DPCs的一峰峰值位移较为集中,而DPCs的二峰峰值位移较为离散,这也是剪切滑移导致的。
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