沥青混凝土疲劳损伤 自愈合行为研 究进展 (1) 自愈合行为机理与表征方法 孙 大 权 ，张 立文 ，粱 果 (同济大学道路与交通工程教育部重点实 验室 ，上 海 201804) 摘要 ：沥青混凝土具有 自愈合 能力 已经得 到证 实，并且 沥青混凝 土 自愈合 行为是研 究 沥 青混凝土疲劳性能 、建立 室内外疲 劳寿命 关 系、增强抗 疲 劳能力 的基础 。根据 近 20a来 国 内外有关沥青混凝土疲 劳损伤 自愈合行 为相 关报道 ，就沥青混凝土 自愈合行 为机理 、 自愈 合 行 为评 价指标及其测试方法进行 了总结。 关键词 ：沥青混凝土 疲劳损伤 自愈合 机理 评 价指标 疲劳开裂是沥青路面典型病害也是沥青路面 面层松散 、坑洞以及基层损坏的主要诱因。近年 来 ，国内外 采 用 纤 维 加 筋¨J、改 性 沥 青 等 材 料 以及长 寿命路 面结 构l3等技 术来增强 沥青 路面抗裂性 ，但是这些措施仅仅只能抑制或延缓 沥青路面裂缝的产生 。即使国外采用的长寿命沥 青路面，其面层开裂也无法避免 ；而国内半刚性 基层沥青路面的沥青层开裂更为突出。如果沥青 路面的裂缝能像皮肤伤 口那样 自愈合 ， “无缝” 沥青路 面 或 许 梦 想 成 真。那 么 ，沥 青 路 面 的 “伤 口”能 自愈合吗? 与完全弹性材料不 同，沥青混凝土在一定 的 间歇时间后 ，同间歇前相 比，其强度和刚度会获 得一定 的恢 复和提高 ，从而延长 了其使用 寿命 。 自 1976年 Bazin等率先报道 了沥青混凝土疲 劳 损伤 自愈合特性 以来 J，大量 的关于沥 青混凝 土疲劳寿命与加载间歇时间关系 -9]以及室内测 试结果与现场路 面性 能之 间的转移 系数 10,11等 研究 已经充分证实 了沥青混凝土具有一定的疲劳 损伤 自愈合 (Self—Healing)能力。沥青混凝土 疲劳开裂可归结于重复荷载作用下沥青混凝土内 部微裂纹萌生与扩展 ，大量裂纹的生长与汇聚最 终形成的宏 观裂缝则可认 为是疲劳开 裂宏观表 象¨ 。而在裂纹萌生与扩展过程 中，伴 随着裂 纹区域的应力松弛以及为降低裂纹表面能而 自发 进行的界面愈合。同时，沥青具有界面润湿 、粘 合与分子扩散能力 ，这些都为裂缝愈合后强度形 成提供 了基础条件。在总结 国内外沥青混凝土疲 劳损伤 自愈合行为相关文献基础上 ，对 自愈合行 为机理 、自愈合行为评价指标及其测试方法研究 进展进行了综述 。 1 沥青混凝土疲劳损伤 自愈合机理 沥青混凝土疲劳损伤过程可以认为是内部微 裂缝萌生 、汇集 、发展的过程。在张开型断裂模 式下 ，重复荷载作用下沥青混凝土首先出现的微 裂 缝 可 认 为 是 断 裂 发 展 区 (Fractureprocess zone)。当停止施加荷 载后 ，沥青混凝土断裂发 展区将发生应力松弛和界面愈合。对于粘弹性材 料 ，应力松弛为界面愈合提供 了良好的条件 ，因 此可以获得较好的 自愈合效果 ¨ 。 沥青混凝土裂纹 自愈合机理实质上是裂纹界 面沥青分子为降低表面能而 自发进行的界面浸润 与吸附和分子扩散 ，其原动力来源于裂缝界面分 子范德华力和氢键形成的化学吸附。为此 ，关于 沥青混凝土疲劳损伤 自愈合机理研究主要围绕表 面能理论 和界面润湿与扩散理论开展研究。

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