Advanced Testing and Characterization of Bituminous Materials pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Loizos, Andreas (EDT)/ Partl, Manfred N. (EDT)/ Scarpas, Tom (EDT)/ Al-qadi, Imad L. (EDT)

出品人:

页数:1318

译者:

出版时间:

价格:3373.00 元

装帧:

isbn号码:9780415558549

丛书系列:

图书标签:

• Bituminous Materials
• Asphalt
• Testing
• Characterization
• Pavement
• Road Materials
• Material Science
• Civil Engineering
• Geotechnical Engineering
• Transportation Engineering

精细沥青材料的性能揭秘与前沿表征技术 沥青材料，作为现代基础设施建设中不可或缺的粘结剂，其性能的优劣直接关系到道路、桥梁等工程的耐久性、安全性和使用寿命。从古老的道路铺设到如今的高速公路、机场跑道，沥青材料始终扮演着至关重要的角色。然而，随着交通荷载的日益增大、气候环境的复杂多变以及对工程质量要求的不断提高，传统的沥青材料及其性能评估方法已逐渐显露出其局限性。因此，深入理解沥青材料的内在构成，掌握其在各种复杂工况下的行为响应，并开发出更精准、更前沿的表征技术，成为当前工程界和科研领域的一项紧迫任务。 本书旨在为广大工程师、研究人员以及材料科学领域的学者提供一本详实而深入的参考，重点聚焦于沥青材料的“高级测试”与“特性表征”两大核心领域。我们所说的“高级测试”，并非仅仅是对传统性能指标的重复验证，而是着眼于沥青材料在动态、循环、极端温度等更接近实际服役环境下的响应机制。这些测试能够更细致地揭示沥青材料在荷载作用下的变形、疲劳损伤累积以及老化过程中的微观变化，从而帮助我们更准确地预测其长期性能和潜在的失效模式。 本书的首要目标是系统梳理并深入阐述一系列前沿的沥青材料测试方法。这包括但不限于： 动态力学分析 (DMA)： DMA技术能够精确测量沥青材料在不同频率和温度下的粘弹性行为，揭示其在动态荷载作用下的储能模量和损耗模量，从而评估材料的抗车辙和抗开裂性能。本书将详细介绍DMA的测试原理、仪器配置、数据采集与分析方法，并结合实际案例，解析如何通过DMA数据来优化沥青混合料的设计，以适应不同气候和交通条件的需求。我们将深入探讨频率扫描、温度扫描以及应变扫描等不同DMA测试模式的应用，以及如何利用这些数据来理解沥青结合料的玻璃化转变温度、松弛行为以及对温度变化的敏感性。 疲劳测试： 沥青路面在车辆荷载的反复作用下，会逐渐产生疲劳裂缝，最终导致路面损坏。传统的疲劳测试方法往往耗时耗力，且难以完全模拟复杂的现场条件。本书将重点介绍如四点弯曲疲劳测试、三点弯曲疲劳测试以及更先进的间接拉伸疲劳测试等方法，并深入探讨应力控制、应变控制以及混合控制疲劳测试策略。我们将详细阐述如何设计合理的测试方案，如何准确采集和分析疲劳寿命数据，以及如何将实验室的疲劳结果外推到实际路面的长期性能预测。此外，对疲劳损伤累积机制的微观解释也将是本书的重要组成部分，通过理解裂缝的萌生和扩展过程，为抗疲劳设计提供理论指导。 蠕变恢复测试 (CR)： 蠕变是沥青材料在恒定荷载下随时间发生的永久变形。CR测试能够反映沥青材料在卸载后的恢复能力，是评估沥青混合料抗车辙性能的重要指标。本书将详细解析CR测试的原理，包括载荷施加、卸载、恢复以及数据分析过程。我们将探讨如何通过CR测试来区分沥青结合料的弹性恢复能力和塑性变形，并结合各种沥青改性剂（如聚合物、橡胶等）对CR性能的影响，来指导高性能沥青混合料的设计。 高级数值模拟与有限元分析： 结合先进的测试数据，本书将深入探讨如何利用数值模拟技术，特别是有限元分析 (FEA)，来预测沥青材料在不同工况下的应力分布、应变响应以及疲劳损伤累积。我们将介绍如何构建准确的材料本构模型，如何将实验测得的力学参数输入到 FEA 模型中，以及如何通过模拟结果来优化沥青混合料的配合比和层结构设计。这部分内容将为理解沥青材料的宏观行为与微观机制之间的联系提供强大的工具。 除了测试方法，本书还将倾注大量笔墨于“特性表征”这一核心概念。这不仅仅是测量数据，更是要揭示沥青材料在微观结构、化学成分以及老化机理方面的深刻洞察。 微观结构分析： 沥青是一种复杂的胶体体系，其微观结构（如胶质、芳香质、饱和分和饱和树脂分等组分的比例和分布）对其宏观性能有着决定性的影响。本书将介绍诸如扫描电子显微镜 (SEM)、透射电子显微镜 (TEM) 以及原子力显微镜 (AFM) 等先进的显微成像技术，用于观察沥青的微观形貌、相分离以及填料与沥青之间的界面特性。通过SEM，我们可以直观地看到沥青混合料中骨料的包裹情况、细观结构的连通性以及老化过程中产生的微裂纹；AFM则可以提供纳米尺度的表面形貌和力学性能信息，帮助我们理解沥青的粘度和蠕变行为如何与其微观相结构相关联。 化学成分分析与老化机理： 沥青材料在服役过程中会受到紫外线、氧气、水分和高温等因素的影响而发生老化，导致其性能劣化。本书将深入探讨沥青的老化机理，包括氧化、光解、热降解以及水分侵蚀等过程。我们将详细介绍如红外光谱 (IR)、核磁共振 (NMR) 以及气相色谱-质谱联用 (GC-MS) 等化学分析技术，用于表征沥青的化学组成变化，识别老化产物，并量化不同老化因素对沥青化学结构的影响。通过对老化前后沥青化学成分的对比分析，我们可以更深刻地理解导致沥青性能衰退的根本原因，并为开发抗老化材料提供理论依据。 热分析技术： 热分析技术，如差示扫描量热法 (DSC) 和热重分析 (TGA)，对于理解沥青的相变行为、热稳定性以及挥发物含量至关重要。DSC能够揭示沥青的玻璃化转变温度、结晶行为以及添加剂的相容性；TGA则可以用于测定沥青的挥发组分含量以及其在高温下的分解特性。本书将结合这些热分析结果，阐释它们如何影响沥青在不同温度下的流变行为和最终的路用性能。 光谱学与散射技术： 如拉曼光谱 (Raman Spectroscopy) 和小角X射线散射 (SAXS) 等技术，能够提供关于沥青分子结构、链段运动以及相分离动力学等更深层次的信息。拉曼光谱可以识别沥青中特定化学键的振动模式，从而揭示沥青分子的构象和相互作用；SAXS则可以探测沥青内部的纳米级结构特征，如微相分离的尺寸和形貌。这些技术为理解沥青的复杂结构与性能之间的关系提供了独特的视角。 本书的编写宗旨是理论与实践相结合，不仅提供前沿的测试技术和表征方法，还将结合大量的工程案例和实验数据，帮助读者将这些理论知识应用于实际工程问题中。我们将展示如何利用这些高级测试和表征技术来： 优化沥青混合料设计： 根据不同工程项目的具体需求（如交通量、气候条件、使用寿命要求等），选择合适的沥青结合料和骨料，并通过先进的测试手段来优化混合料的配合比，以达到最佳的性能表现。 评估改性沥青的性能： 聚合物改性沥青 (PMA)、橡胶改性沥青 (RMA) 等新型沥青材料，其性能的提升往往伴随着复杂的微观结构和力学行为变化。本书将深入探讨如何利用高级测试方法来全面评估这些改性沥青的性能优势，并指导其在高性能路面中的应用。 诊断路面早期损坏： 在路面服役过程中，如果出现早期损坏迹象，可以通过采集沥青样品并利用本书介绍的先进测试技术，来诊断损坏的根本原因，例如材料性能不匹配、施工质量问题或设计缺陷，从而采取有效的修复措施。 预测沥青材料的长期性能： 通过对沥青材料进行全面的力学测试和老化机理分析，结合数值模拟，可以更准确地预测沥青材料在长期服役过程中的性能衰减趋势，从而延长路面使用寿命，降低养护成本。 本书内容翔实，图文并茂，力求以清晰易懂的方式呈现复杂的科学概念和技术细节。每章都将包含丰富的图表、实验数据和案例分析，以增强读者的理解和应用能力。我们相信，通过研读本书，读者将能够深刻理解沥青材料的内在奥秘，掌握其性能评估和表征的前沿技术，从而为推动我国基础设施建设向更高水平、更可持续的方向发展贡献力量。这不仅是一本技术手册，更是一次深入探索沥青材料性能世界的旅程。

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