多级矿料-沥青体系的颗粒特性、界面效应及迁移行为研究进展

摘要

沥青混合料是多级多相颗粒性材料，其复杂的颗粒特征、界面效应和迁移行为决定了离析特性、压实效果与力学响应。为了解析沥青混合料的微细观作用机理，为混合料组成优化设计、施工控制及性能预测提供理论基础，进而提升沥青路面的耐久性，综述了国内外学者在矿料-沥青体系的研究成果，并将摊铺、压实、服役阶段的沥青混合料分别看作不同状态及迁移自由度的矿料-沥青体系。首先，针对矿料体系的颗粒特性，分析了颗粒几何形态以及尺寸效应对沥青混合料性能的影响，给出了多级矿料复合几何特征表征方法。其次，针对松散态的矿料-沥青体系，梳理了矿料颗粒体系的接触摩擦特性、界面交互作用等细观特征，介绍了沥青混合料的离析行为评价方法，分析了颗粒迁移行为对离析倾向的影响，并讨论了离析形成机理；针对沥青混合料的压实过程，描述了动态压实特性与颗粒的迁移行为，分析了矿料几何特征、矿料-沥青界面效应对颗粒迁移行为的影响，从内部颗粒迁移角度讨论了沥青混合料的压实过程；针对压实成型的沥青混合料，介绍了矿料-沥青体系的颗粒迁移行为，并分析了颗粒微迁移特性对沥青混合料力学强度的影响。最后，将运输摊铺过程的松散态、压实过程中的错动态、服役过程中的成型态的沥青混合料分别定义为具有大自由度（LDOF）、小自由度（SDOF）和微自由度（MDOF）迁移特性的矿料-沥青体系，并展望了多自由度下矿料-沥青体系界面行为和迁移动力学研究的发展趋势，为沥青混合料微细观表征及力学响应的基础理论研究提供参考，不断提高沥青路面材料设计、施工控制及养护管理水平。