道路石油沥青的低温行为与热可逆老化

《道路石油沥青的低温行为与热可逆老化》通过总结现有国内外文献以及笔者团队近6年的研究成果，系统阐述了沥青胶结料低温力学行为表征方法与热可逆老化研究现状，为从事沥青基交通基础设施低温耐久性方面研究的学者和工程技术人员提供借鉴和参考，也可作为高等院校道路工程与铁道工程专业研究生的参考资料。
　　《道路石油沥青的低温行为与热可逆老化》共8章。第1章介绍了国内外寒区沥青路面材料的研究现状，尤其分析了加拿大安大略省沥青胶结料低温规范的发展。第2章介绍了道路沥青低温力学行为表征与指标参数。第3章介绍了填料对沥青胶浆的抗裂增韧机制。第4章介绍了沥青热可逆老化的研究现状。第5章介绍了一种新型的考虑热可逆老化现象的温度应力计算方法。第6章和第7章分别介绍了利用热分析和变温红外光谱技术分析沥青热可逆老化现象的机理。第8章分析了沥青的组分与热可逆老化之间的内在联系。

1 绪论
1．1 沥青在铁路工程领域的应用
1．2 交通荷载引起的路面开裂
1．3 非交通荷载引起的路面开裂
1．4 高寒地区常用的改性沥青
1．5 加拿大安大略省沥青规范体系
2道路沥青的低温力学行为表征方法与指标参数
2．1 早期沥青低温行为表征方法
2．2 AASHTO沥青低温规范方法
2．3 断裂力学用于沥青低温表征
2．4 DSR表征沥青低温性能方法
2．5 沥青薄膜老化纳米压痕试验
3 矿物填料对沥青低温断裂行为的增韧机制研究
3．1 填料在沥青胶结料中的作用
3．2 填料对沥青流变行为的影响
3．3 填料对沥青断裂行为的影响
3．4 含填料沥青胶浆的增韧机理
3．5 沥青胶浆的热体积特性研究
4沥青路面中的热可逆老化现象及主要影响因素
4．1 各种老化模式对沥青性能的重要性
4．2 现有沥青热可逆老化机理与理论模型
4．3 热可逆老化对沥青性能表征的影响
4．4 热可逆老化对沥青混合料特性的影响
4．5 热可逆老化与现场沥青路面开裂关系
5 考虑热可逆老化的新型沥青温度应力计算方法
5．1 传统温度应力计算方法
5．2 增量法计算温度应力
5．3 两种计算方法结果对比
5．4 不同养护时间结果对比
5．5 主曲线验证时间温度叠加原理
6基于差示扫描量热分析的沥青热可逆老化机理
6．1 沥青热分析的原理与方法
6．2 时间和温度对沥青热行为的影响
6．3 沥青热信号的动力学过程拟合
6．4 模型沥青热信号的热历史依赖性
6．5 氧化对模型沥青热信号的影响
7基于变温红外光谱技术的沥青热可逆老化机理
7．1 变温红外光谱测试设备
7．2 温度对红外光谱特性的影响
7．3 变温红外光谱蜡含量定量方法
7．4 热历史对蜡析出与熔解温度的影响
7．5 氧化对蜡析出温度和蜡含量的影响
8 沥青的化学组分与热可逆老化现象之间的关系
8．1 沥青的化学组分分类与方法
8．2 沥青四组分的物理化学特性
8．3 沥青结构参数与热可逆老化
8．4 蜡与沥青质对热可逆老化的影响
8．5 模型沥青热可逆老化的流变分析

石油沥青由于具有良好的防水性与高阻尼的特点，广泛应用于公路沥青路面工程、大坝边坡工程领域。近年来，高速铁路的不断发展，对铁路路基结构的防水、抗冻的能力要求逐渐提高；因此，也有学者将沥青混凝土铺设于高速铁路轨下基础结构中，用来提高铁路路基整体的抗变形与防水性能。然而，现有研究表明，采用相同低温等级石油沥青铺筑的沥青路面试验段，其抗裂耐久性会有巨大的差异。根据笔者团队的长期探索，沥青胶结料现有分级方法不合理以及忽视了沥青胶结料的热可逆老化是造成沥青路面低温抗裂性能差异的主要原因。随着国内外沥青路面技术的发展，沥青胶结料低温行为表征技术有了较大的发展，逐渐从传统的针入度、延度、软化点等经验性指标向基于断裂力学或黏弹性理论的基础力学指标方向发展，尤其是国外现场与室内模型试验验证了热可逆老化对沥青路面开裂的显著影响；而现有沥青路面方向专著并未系统研究沥青胶结料的低温力学行为和热可逆老化特性。基于此，本书通过总结现有国内外文献以及笔者团队近6年的研究成果，系统阐述了沥青胶结料低温力学行为表征方法与热可逆老化研究现状，为从事沥青基交通基础设施低温耐久性方面研究的学者和工程技术人员提供借鉴和参考，也可作为高等院校道路工程与铁道工程专业研究生的参考资料。
　　全书共8章。第1章介绍了国内外寒区沥青路面材料的研究现状，尤其分析了加拿大安大略省沥青胶结料低温规范的发展。第2章介绍了道路沥青低温力学行为表征与指标参数。第3章介绍了填料对沥青胶浆的抗裂增韧机制。第4章介绍了沥青热可逆老化的研究现状。第5章介绍了一种新型的考虑热可逆老化现象的温度应力计算方法。第6章和第7章分别介绍了利用热分析和变温红外光谱技术分析沥青热可逆老化现象的机理。第8章分析了沥青的组分与热可逆老化之间的内在联系。
　　本书的出版获得西南交通大学研究生教材（专著）经费建设项目专项资助（项目编号：SWJTU-222022-007）。感谢国家自然科学基金项目（编号：52008352、52178438）、四川省应用基础研究项目（编号：2021YJ0533）、中国博士后科学基金（编号：2021M702714）及中央高校基本科研业务基金（编号：2682021CX017）对笔者沥青热可逆老化研究工作的大力支持。
　　限于作者的时间和精力，书中难免存在不妥之处，恳请读者批评指正。

《道路石油沥青的低温行为与热可逆老化》通过总结现有国内外文献以及笔者团队近6年的研究成果，系统阐述了沥青胶结料低温力学行为表征方法与热可逆老化研究现状，为从事沥青基交通基础设施低温耐久性方面研究的学者和工程技术人员提供借鉴和参考，也可作为高等院校道路工程与铁道工程专业研究生的参考资料。
　　《道路石油沥青的低温行为与热可逆老化》共8章。第1章介绍了国内外寒区沥青路面材料的研究现状，尤其分析了加拿大安大略省沥青胶结料低温规范的发展。第2章介绍了道路沥青低温力学行为表征与指标参数。第3章介绍了填料对沥青胶浆的抗裂增韧机制。第4章介绍了沥青热可逆老化的研究现状。第5章介绍了一种新型的考虑热可逆老化现象的温度应力计算方法。第6章和第7章分别介绍了利用热分析和变温红外光谱技术分析沥青热可逆老化现象的机理。第8章分析了沥青的组分与热可逆老化之间的内在联系。

1 绪论
1．1 沥青在铁路工程领域的应用
1．2 交通荷载引起的路面开裂
1．3 非交通荷载引起的路面开裂
1．4 高寒地区常用的改性沥青
1．5 加拿大安大略省沥青规范体系
2道路沥青的低温力学行为表征方法与指标参数
2．1 早期沥青低温行为表征方法
2．2 AASHTO沥青低温规范方法
2．3 断裂力学用于沥青低温表征
2．4 DSR表征沥青低温性能方法
2．5 沥青薄膜老化纳米压痕试验
3 矿物填料对沥青低温断裂行为的增韧机制研究
3．1 填料在沥青胶结料中的作用
3．2 填料对沥青流变行为的影响
3．3 填料对沥青断裂行为的影响
3．4 含填料沥青胶浆的增韧机理
3．5 沥青胶浆的热体积特性研究
4沥青路面中的热可逆老化现象及主要影响因素
4．1 各种老化模式对沥青性能的重要性
4．2 现有沥青热可逆老化机理与理论模型
4．3 热可逆老化对沥青性能表征的影响
4．4 热可逆老化对沥青混合料特性的影响
4．5 热可逆老化与现场沥青路面开裂关系
5 考虑热可逆老化的新型沥青温度应力计算方法
5．1 传统温度应力计算方法
5．2 增量法计算温度应力
5．3 两种计算方法结果对比
5．4 不同养护时间结果对比
5．5 主曲线验证时间温度叠加原理
6基于差示扫描量热分析的沥青热可逆老化机理
6．1 沥青热分析的原理与方法
6．2 时间和温度对沥青热行为的影响
6．3 沥青热信号的动力学过程拟合
6．4 模型沥青热信号的热历史依赖性
6．5 氧化对模型沥青热信号的影响
7基于变温红外光谱技术的沥青热可逆老化机理
7．1 变温红外光谱测试设备
7．2 温度对红外光谱特性的影响
7．3 变温红外光谱蜡含量定量方法
7．4 热历史对蜡析出与熔解温度的影响
7．5 氧化对蜡析出温度和蜡含量的影响
8 沥青的化学组分与热可逆老化现象之间的关系
8．1 沥青的化学组分分类与方法
8．2 沥青四组分的物理化学特性
8．3 沥青结构参数与热可逆老化
8．4 蜡与沥青质对热可逆老化的影响
8．5 模型沥青热可逆老化的流变分析