第 1 章 绪论
1.1 研究背景
随着我国国民经济的发展，公路建设力度的加大，我国公路总量持续增长。沥青路面因有着行车舒适、噪音小、养护时间较短、出现局部破损比较容易修复、表面粗糙、抗滑性能好、行车安全性能高等优势，沥青混凝土的路面在道路建设中应用得越来越广泛，但其存在的问题也越来越多地暴露出来。沥青混凝土路面容易受到降雨、低温等自然条件的影响和人工洒水等外界人为因素的影响，产生诸如裂缝、松散等路面损坏现象，如图 1-1 所示。导致沥青混凝土路面的路用性能降低，缩短了路面的使用寿命。并且由于近年来我国城市建设发展迅猛，随着城市人口的增加和城市面积的扩大，相继新建与修复了多条沥青路面道路。现如今城市为建设干净整洁的环境，改善空气质量，当地的环卫部门增加了洒水力度，使得路面长处于干湿循环的工况，对沥青路面的路用性能产生了一定的影响。
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1.2 国内外研究现状
1.2.1 沥青混合料的水损害研究现状
近年来，越来越多的国内外研究学者研究了沥青混合料的水损害，也有大量学者研究了沥青混合料低温抗裂性的评价方法与指标。
秦康康[3]等通过室内模拟沥青路面处于的三种浸水状态，根据马歇尔稳定度及质量损失率试验，分析了沥青路面在三种浸水状态下的稳定性能及沥青混凝土的破坏形式。结果表明，饱水状态对路面破坏影响程度高于处于干湿循环、无水状态的路面，干湿循环时主要为细集料的磨损而产生的网裂，而饱水状态时主要为孔隙水压对路面结构的破坏而产生的坑槽。
潘宝峰[4]等人制备普通沥青混合料和聚酯纤维沥青混合料，通过测定沥青混合料马歇尔试件的抗压强度，研究两种沥青混合料在多次冻融循环下的劈裂强度变化规律。结果表明，随着冻融循环次数的增加，沥青混合料的抗压强度和劈裂强度降低。
李萍[5]等制备不同改性剂掺量的沥青混合料，对冻融循环次数不同的沥青混合料进行半圆弯拉试验。结果表明，当冻融循环次数相同时，随着改性剂质量分数的增加，沥青混合料的层底抗拉强度和抗拉应变先逐渐增大再逐渐减小。
刘丹[6]采用干湿循环来模拟实际路面使用工况，利用单轴压缩蠕变试验，研究干湿循环对沥青混凝土路面高温性能的影响分析，结果表明干湿循环次数越多，高温性能越差，干湿循环次数对沥青混凝土高温蠕变性能有负面的影响，即水分对沥青混凝土高温性能具有显著的负面影响。
杨世胜[7]先调查了道路的主要病害，之后研究了沥青混凝土路面在不同浸水状态下的损坏。利用马歇尔稳定度试验，研究了水损坏特性。结果表明，水损害程度的大小与车流量、浸水状态和温度息息相关，水损害程度决定着沥青混凝土路面面层的破坏速度和破坏程度。
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第 2 章 原材料与试验方案设计
2.1 原材料性能指标
2.1.1 沥青
我国公路使用的沥青是采用针入度分级的。基于本地区常用沥青混合料类型，本文试验采用的沥青为 70#沥青，70#沥青的主要技术性能指标如表 2-1 所示。
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2.2干湿循环试验设计
本试验主要研究不同降雨历时和人工洒水的湿润—干燥的循环过程对沥青混合料的中、低温力学性能的影响，设定不同的浸水时间模拟降雨历时，采用干湿循环的试验方法研究总浸水时间相同，不同的单次浸水时间、不同的干湿循环次数对沥青混合料的影响分析。
降雨历时的模拟主要依据全国不同地区降雨历时的长短来选取，本文参考本课题组刘丹的试验研究，将模拟降雨历时的浸水时间分别选取为 0h、12h、24h、48h、96h、288h 等 6 种浸水时间，对应的循环次数分别为 0 次、24 次、12 次、3次、1 次，浸水时间为 0 的试件为无干湿循环的基质试件。对比分析不同降雨历时的循环过程对沥青混凝土路面的影响，并确定试验水温度选取为 20℃。
本论文干湿循环的具体实行方法为：将制备好的标准马歇尔试件、大马歇尔试件和半圆弯拉试件，分组分别放入 20℃的恒温水浴箱中进行浸泡，将完成浸泡的试件拿出来用洁净的毛巾擦拭表面的水分，称取质量，再放入烘箱中烘干。循环时间与烘干时间如下图 2-2 所示，12h 的烘干时间约为 24h，24h 的烘干时间约为 48h，48h 的烘干时间约为 96h，96h 的烘干时间约为 120h，288h 的烘干时间约为 288h。然后将循环完的试件放入-10℃环境箱中进行保温，时间至少 24h，最后分别进行间接拉伸试验、半圆弯拉试验。进行动态劲度模量试验时，将干湿循环完的标准马歇尔在环境箱中保温 5h，环境箱设置 20℃，再进行动态劲度模量试验。最后将得出的数据进行计算整理，从而分析干湿循环对沥青路面的中、低温力学性能的影响。
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第 3 章 干湿循环对沥青混凝土低温抗裂性的影响分析........................................... 19
3.1 低温间接拉伸性能分析................................. 19
3.1.1 低温间接拉伸试验方法与过程.................................. 19
3.1.2 低温间接拉伸试验结果分析.............................. 20
第 4 章 干湿循环对沥青混凝土中温劲度模量的影响.............................. 41
4.1 动态劲度模量试验方法.................................. 41
4.2 动态劲度模量计算方法........................................ 42
4.3 动态劲度模量变化规律分析.......................... 42
第 5 章 力学指标与物理指标相关性分析.................................... 47
5.1 吸水率与浸水时间相关性分析..................................... 47
5.2 间接拉伸指标与吸水率相关性分析........................ 48
5.3 半圆弯拉指标与吸水率相关性分析................................... 49
第 5 章 力学指标与物理指标相关性分析
5.1 吸水率与浸水时间相关性分析
从图 5-1 中(a)和(b)两幅图可以发现吸水率与浸水时间呈指数关系，拟合曲线公式相同，即无论是标准马歇尔试件还是半圆弯拉试件，吸水率随着浸水时间的增加呈指数型上升，浸水时间在 0~96h 之间，增长趋势较为明显，到 96h 之后，吸水率增长趋势逐渐变缓慢。说明浸水时间到达一定程度后吸水率增长趋势基本处于平稳。
........................结论与展望
结论
本文研究干湿循环对沥青混凝土的中、低温力学性能。采用室内试验模拟沥青混凝土路面在自然环境状态下降雨浸水—干燥的干湿循环过程。本研究主要是采用间接拉伸试验和半圆弯拉试验来评价干湿循环对低温抗裂性的影响，利用动态劲度模量试验评价干湿循环对中温动态劲度模量的影响。并且采用单次循环损伤率方法来分析相应指标与吸水率和浸水时间的相关性，主要得出以下结论：
(1)间接拉伸强度随着干湿循环次数的增加呈先上升后下降趋势，单次循环间接拉伸强度损伤率随着单次浸水时间的增加呈指数形式增加；从两方面可以看出干湿循环增加至一定次数前，单次浸水时间对间接拉伸强度影响明显，即浸水时间越短，间接拉伸强度越大；当干湿循环到达一定次数，干湿循环次数对间接拉伸强度影响开始明显，即随着干湿循环次数递增，间接拉伸强度开始减小。低温弹性模量随着干湿循环次数的增加而上升，说明干湿循环次数增加，造成了水老化，导致弹性模量的增大。
(2)与低温间接拉伸试验指标结果相同，弯拉强度、弯拉应变、断裂韧性和断裂能都随着干湿循环次数的增加整体呈现先上升后下降趋势；单次循环弯拉强度损伤率、单次循环弯拉应变损伤率、单次循环断裂韧性损伤率和单次循环断裂能损伤率随着浸水时间的增加呈指数型增长；弯拉模量随着干湿循环次数的增加总体呈先上升后下降的趋势，单次循环弯拉模量损伤率随着浸水时间的增加而上升，干湿循环次数的增加造成了水老化，导致弯拉模量的增加。说明干湿循环降低了沥青混凝土的低温抗裂性。
参考文献（略）