道路沥青疲劳与断裂特性研究进展及发展趋势

疲劳开裂是沥青路面的主要病害之一,其产生与发展直接制约着道路基础设施生命周期的服役水平与行车舒适安全。近年来,沥青疲劳特性及其对路面抗疲劳性能的贡献日益得到关注,聚焦和解析沥青尺度的疲劳与断裂特性对我国未来沥青路面实现长寿命耐久服役具有重要意义。目前评价沥青疲劳与断裂性能的室内测评手段及数据建模分析方法较多,但尚未形成统一的测评技术体系。随着近年来的不断探索,在试验测评方法方面,逐渐形成了以线性振幅扫描试验为代表的沥青疲劳性能加速测评手段,且其与传统时间扫描疲劳试验均体现出较好的一致性;而在数据分析与建模方法方面,线黏弹特性、耗散能、虚应变能分析以及断裂力学相关方法被逐步应用,驱动沥青疲劳和断裂特性的评价与研究体系逐步从经验走向精准。本文主要从疲劳与断裂测评手段、损伤及失效行为特征判别、疲劳寿命预测方法三方面系统地梳理和归纳沥青疲劳与断裂特性研究方向的最新进展,同时分析了目前沥青尺度疲劳与断裂特性研究尚且存在的问题,展望了未来研究发展趋势,为我国抗疲劳长寿命沥青路面理论与技术的不断发展提供了参考。

不同种类道路沥青材料异味特征及析源分析

随着我国社会经济逐渐向绿色可持续转型,沥青路面铺筑过程中的异味污染成为不可忽视的环境问题。本研究针对八种不同的道路沥青材料使用过程中产生的挥发性物质,通过气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)和气体检测仪进行定性与定量分析。在此基础上,结合异味阈值计算各物质异味活度值(OAV),通过异味活度值加和(SOAV)的方法对沥青异味进行分析,并对异味污染物中各组分及其异味贡献进行进一步的析源工作。研究结果表明,沥青挥发物的浓度与异味活度值加和并没有完全的正相关关系,胶粉改性沥青挥发物浓度及异味活度值加和相较于其他沥青均有显著提高。对八种不同种类道路沥青材料异味特征进行分析得出:六种组分对沥青异味的产生有贡献,其中,苯系物、醛类以及硫化氢对沥青异味的贡献较大,烯烃类以及酮类是胶粉改性沥青挥发物中特有的异味贡献组分。

考虑气候变化影响的沥青路面长期服役耐久性评估

随着我国长寿命沥青路面技术的不断发展,由于沥青材料自身显著的黏弹特性,气候变化对沥青路面长期使用性能的影响逐步得到关注。文章围绕未来气温变化对沥青路面长期服役性能开展评估研究,首先通过2020年至2099年气候模型的气温预测数据分析我国不同地区的气温变化趋势,进而揭示不同碳排放强度情景(RCP4.5和RCP8.5)下路面设计温度参数变化规律,最后对我国典型地域不同结构类型沥青路面长期服役性能(永久变形与疲劳开裂)进行风险评估。经研究表明,气候变化背景下沥青路面温度设计参数的演化受未来碳排放情景与地域差异的双重影响,且温度调整系数的增长受地域影响较大但增长率的地域差异较小,基准等效温度的增长则受地域影响较小但不同地区的增长率差异相对明显;在不同碳排放强度情景下,考虑气候变化影响后沥青路面的疲劳寿命均不断减小、永久变形不断增加,且RCP8.5情景下气候变化的影响更为显著;不同城市之间气候变化对路面服役性能的影响存在一定程度差异,但总体趋势较为一致,青藏高寒高海拔地区对于气候变化具有更高的敏感性,需关注气候变化带来的永久变形损坏增长风险。因此,未来我国在继续研究优化低碳绿色路面新技术的同时,也需同步研究增强气候变化背景下沥青路面全寿命周期的高品质服役韧性。