开级配沥青混合料损伤-自愈合行为影响因素研究

徐 霈， 李菁若， 周启伟， 赵梦珍

(1.招商局重庆交通科研设计院有限公司， 重庆 400067； 2.国家山区公路工程技术研究中心， 重庆 400067；3.山区道路工程与防灾减灾技术国家地方联合工程实验室， 重庆 400067)

沥青混合料的裂缝会在某种作用下部分消失，表明沥青混合料具有从损伤中恢复的自愈合性能[1]，已有学者对沥青混合料的损伤-自愈合性能进行了研究[2-4]。Sun等[5]基于间接拉伸(IDT)疲劳试验，研究了沥青混合料在低温条件下的自愈合性能，IDT试验表明加载间歇时间对沥青混合料的自愈合能力具有显著影响。在低损伤条件下，沥青混合料的初始自愈合速率高于后期自愈合速率，但低温(<5 ℃)显著降低了沥青混合料的自愈合速率，且其后期愈合速率逐渐稳定至一个较低值。在高疲劳损伤及低温条件下，沥青混合料几乎没有自愈合性能。灰色关联分析结果表明，愈合时间对沥青混合料的愈合效率影响最为显著；级配类型和温度对自愈合能力的影响水平相近；疲劳损伤程度与自愈合能力的相关程度最小。据此可知，沥青混合料的自愈合作用与多种因素有关[6]。

沥青混合料的疲劳损伤是由微裂纹演变为宏观裂缝的损伤程度逐渐扩大的过程。而裂纹区域的应力松弛通常伴随着由于自发降低裂纹表面能产生的界面自愈合现象[7]。Song等[8]研究表明，随着裂缝宽度的增大，沥青混合料的自愈合性能急剧降低。沥青混合料内部微裂纹的自愈合能力高于宽裂纹，裂纹的自愈合宽度存在一个疲劳临界点，当裂纹宽度超过临界点时，几乎失去自愈合能力。因此，当沥青混合料疲劳损伤程度达到一定程度时，部分微裂纹相互贯通，发展为宏观裂纹，沥青填充裂缝的能力可能会急剧减弱，其自愈合能力大大降低[9]。

此外，若沥青的黏度足够低，沥青可能会渗入裂缝并填充裂缝[10]，则沥青混合料的自愈合能力主要取决于给定时间的黏度[11]。沥青混合料的自愈合过程可分为2个阶段：一是为裂缝表面的接近和重新排列[12]。……