为高海拔高寒地区沥青混合料路面设计提供理论依据和有效指导

《紫外光辐照下沥青混合料耐久性》结合现代宏微观测试技术，从沥青胶浆分析角度，应用颗粒流法研究紫外光辐照下沥青混合料低温开裂细观力学行为，从微细观角度分析紫外光辐照下沥青混合料技术性质演化机制，为高海拔高寒地区沥青路面材料研发提供指导和参考。《紫外光辐照下沥青混合料耐久性》主要介绍了紫外光辐照下沥青胶浆的物理性能、流变性能和微观性能的演化规律；紫外光辐照下沥青混合料技术性质及预测模型；紫外光辐照下沥青混合料低温开裂细观力学特征。
本书可作为高等学校公路与城市道路及无机非金属材料专业的本科生、研究生及有关专业的科研人员、工程技术人员的学习参考用书。

谢祥兵，郑州航空工业管理学院，讲师， 2017年-至今，郑州航空工业管理学院工作，现为郑州航空工业管理学院土木建筑学院道路桥梁教研室讲师，主要为本科生讲授《结构力学》、《理论力学》等专业基础课，主要研究领域为路面材料与结构。
自博士求学阶段至今，一直从事高寒高海拔地区沥青路面病害研究，尤其在紫外光老化下沥青胶浆及沥青混合料的技术性质方面积累了丰富的研究经历，取得了部分标志性研究成果，在国内外期刊上以相关学术论文10篇以上，参与或主持相关科研项目4项，处在审查阶段的发明专利2项，参与编著教材1部。其中发表的与该专著相关研究成果及在研项目如下。
研究成果：
1.Xiangbing Xie, Huixia Li,Guanghui Li,et al.Influence of the Mineral Powder Content on the Asphalt Aging Resistance in High-Altitude Areas Based on Indoor Ultraviolet Light Tests[J].Materials,2020,13(3),754;https://doi.org/10.3390/ma1303754.
2.Xie xiangbing,Tong shenjia,Ding yabi,et al.Effect of the Amount of Mineral Powder on the Ultraviolet Aging Properties of Asphalt[J].Advances in Materials Science and Engineering.Vol.2016:1-9.（SCI检索：000388848300001）
3.谢祥兵,李惠霞,李广慧,等.基于测力延度试验的填料掺量对沥青材料性能影响[J].硅酸盐通报,2019,38(3):841-846.
4.谢祥兵,童申家,耿九光. 紫外光老化下沥青胶浆材料性能评价[J]. 公路工程, 2018, 43(4):97-104.
5.谢祥兵，童申家，丁亚碧,等.密级配沥青混合料紫外光老化合理粉胶比的研究[J].交通运输研究，2016,5(2):60-66.（中文核心）
6.Xiangbing Xie, Han Li,Guanghui Li,et al.Research on the Properties of Low Temperature and Anti-UV of Asphalt with Nano-ZnO/Nano-TiO2/Copolymer SBS
Composite Modified in High-altitude Areas/Advances in Materials Science and Engineering/2020/SCI（In Press）
在研项目：19A560024/紫外光照下沥青胶浆粘弹性力学性能评价及热物性分析/河南省教育厅/2019年01月01日--2020年12月31日/3万。
已结项项目：20113187721260/交通运输部西部交通建设科技项目/荒漠戈壁地区高速公路路基路面结构设计方法研究/2011年01月01日-2017年12月31日/50万

1绪论1
1.1紫外光辐照环境再现1
1.2紫外光辐照下沥青及沥青混合料技术性质3
1.3紫外光辐照下沥青组成结构5
1.4沥青胶浆性质与组成成分之间的关系6
1.5离散元法在沥青混合料细观力学分析中的应用7

2紫外光辐照下沥青胶浆技术性质12
2.1沥青胶浆组成材料12
2.1.1沥青12
2.1.2填料13
2.2沥青胶浆制备及室内紫外光老化试验15
2.2.1制备沥青胶浆15
2.2.2室内紫外光老化试验设计16
2.3紫外光辐照下沥青胶浆感温性18
2.3.1紫外光辐照下沥青胶浆感温性指标18
2.3.2紫外光辐照下沥青胶浆感温性19
2.4紫外光辐照下沥青胶浆低温性能21
2.4.1紫外光辐照下沥青胶浆测力延度21
2.4.2紫外光辐照下沥青胶浆简支梁弯曲蠕变试验24
2.5紫外光辐照下沥青胶浆高温性能27
2.5.1紫外光辐照下沥青胶浆软化点27
2.5.2紫外光辐照下沥青胶浆黏度28
2.5.3紫外光辐照下沥青胶浆动态剪切试验32
2.6紫外光辐照下沥青胶浆抗疲劳性33
2.7紫外光辐照下沥青胶浆抗疲劳性和抗车辙性比较36
2.8紫外光辐照下沥青胶浆中填料掺量优化37

3紫外光辐照下粉胶比对沥青混合料技术性质的影响39
3.1沥青混合料组成结构设计39
3.1.1矿料级配组成理论40
3.1.2级配设计及评价方法41
3.2紫外光辐照下沥青混合料技术性质试验设计44
3.2.1集料特性44
3.2.2基于分形维数的级配评价指标的建立45
3.2.3研究级配的确定49
3.2.4研究级配的评价51
3.2.5佳油石比的确定52
3.2.6定量紫外光辐照试验方案确定53
3.3水稳定性54
3.3.1浸水马歇尔试验54
3.3.2冻融劈裂试验56
3.4低温抗裂性59
3.4.1低温弯曲性能评价指标59
3.4.2低温弯曲破坏试验60
3.5高温稳定性65
3.6紫外光老化下沥青混合料粉胶比优化68

4紫外光辐照下沥青胶浆微观形貌、化学性能表征70
4.1紫外光辐照下SBS改性沥青胶浆微观形貌量化70
4.1.1SBS改性沥青的荧光显微特征70
4.1.2SBS改性沥青荧光显微结构表征方法71
4.1.3SBS改性沥青胶浆光老化前后显微结构表征72
4.2紫外光辐照下沥青胶浆化学组分74
4.2.1沥青胶浆的组分74
4.2.2沥青胶浆化学组分分离试验75
4.2.3紫外光辐照下沥青胶浆化学组分分析76
4.3紫外光辐照下沥青胶浆化学官能团表征79
4.3.1红外光谱79
4.3.2沥青胶浆组成成分的特征官能团79
4.3.3紫外光辐照下沥青胶浆特征官能团83
4.4紫外光辐照下沥青胶浆分子量分布85
4.4.1凝胶渗透色谱方法介绍85
4.4.2沥青胶浆凝胶渗透色谱试验87
4.4.3改性沥青胶浆紫外光老化前后分子量分布特征89
4.4.4基质沥青胶浆紫外光老化前后分子量分布特征92
4.4.5分子量特征参数与沥青胶浆物理性能灰熵关联分析94

5紫外光辐照下沥青混合料高低温性能预测101
5.1紫外光辐照下沥青混合料性能预测模型的建立101
5.1.1模型建立102
5.1.2模型参数估计103
5.2沥青混合料室内紫外光老化试验方案104
5.2.1紫外光老化时间的确定104
5.2.2沥青混合料级配及佳油石比的确定105
5.3紫外光辐照下沥青混合料高低温性能预测方程105
5.3.1低温性能预测方程105
5.3.2高温性能预测方程106
5.4高低温性能预测方程验证107
5.4.1紫外光老化下沥青混合料性能预测方程分析108
5.4.2沥青混合料性能预测指标的建立109

6沥青混合料紫外光老化后低温开裂细观力学特征113
6.1颗粒流法基础理论113
6.1.1PFC2D方法简介113
6.1.2PFC2D基本假定及物理模型114
6.1.3颗粒流法的接触本构模型117
6.2沥青混合料小梁模型建立122
6.2.1级配的转化122
6.2.2沥青混合料小梁模型生成127
6.2.3沥青混合料小梁接触本构模型及细观参数选取130
6.3小梁低温弯曲破坏试验模拟134
6.3.1低温弯曲破坏试验模拟条件134
6.3.2数值结果与室内试验结果的比较135
6.3.3小梁模型裂纹发展过程138
6.3.4小梁模型颗粒间接触力142

参考文献144

无