Asphalt materials exhibit self-healing characteristics. In order to evaluate the healing capabilities of these materials, numerous investigations are carried out by researchers. These investigations include various definitions of healing and mechanical test methods to quantify the extent of healing. Irrespective of these extensive studies, there is no unique method to evaluate the healing in asphalt materials. The biasedness to the test conditions and complexity due to the involvement of other phenomena such as stress relaxation and strain recovery make the characterization of healing a challenging process. The work presented in this thesis includes the development of experimental and analytical approaches to contribute to the understanding of healing in asphalt materials. The thesis focuses on both fracture mechanics and damage mechanics-based approaches to evaluate the healing in asphalt materials. In the first case, three-point bending tests are carried out to characterize the healing following the fracture. The experimental protocol is carefully designed to avoid the effect due to low temperature physical hardening of the material during the rest period. Different healing indices appealing to linear elastic fracture mechanics and viscoelastic fracture mechanics are compared. While healing is generally defined based on the recovery of certain parameters following the rest period, the comparison across healing indices shows that the quantitative interpretations of healing are dependent on the post-processing methods. The damage mechanics-based approach discussed in this study includes creep and recovery tests in shear. Here, unlike the first case, the samples are not fractured during the test. The damage is considered to be a part of the viscoplastic deformation and the recovery of viscoplastic deformation is defined as the healing. The method proposed in this study is useful to isolate the viscoelastic effects to quantify the healing of damage. / Asfaltmaterial uppvisar självläkande egenskaper. För att utvärdera dess läkande förmågor utförs många undersökningar av forskare. Dessa undersökningar inkluderar olika definitioner av läkning och mekaniska testmetoder för att kvantifiera graden av läkningen. Trots dessa omfattande studier finns det ingen unik metod för att utvärdera läkning i asfaltsmaterial. Påverkan av testförhållandena och komplexiteten från inverkan av andra fenomen, såsom spänningsrelaxation och töjningsåterhämtning, gör karakteriseringen av läkning en utmanande process. Arbetet som presenteras i denna uppsats inkluderar utvecklingen av experimentella och analytiska metoder för att bidra till förståelsen av läkning i asfaltsmaterial. Uppsatsen fokuserar på både brottmekaniks- och skademekaniksbaserade metoder för att utvärdera läkning i asfaltsmaterial. I det första fallet utförs trepunktsböjningstest för att karakterisera läkningen efter brott. Det experimentella protokollet är noggrant designat för att undvika effekten av hårdnande vid låg temperatur under viloperioden. Dessutom jämförs olika läkningsindex baserade på linjärelastisk brottmekanik och viskoelastisk brottmekanik. Trots att läkning generellt definieras baserat på återhämtningen av vissa parametrar efter viloperioden, så visar jämförelsen av läkningsindexen att den kvantitativa tolkningen av läkning beror på metoderna för efterbehandling. Den skademekaniksbaserade metoden som diskuteras i denna studie inkluderar kryp- och återhämtningstest i skjuvning. Till skillnad mot det första fallet så spricker här inte proven. Skadan anses istället vara del av den viskoplastiska deformationen och återhämtningen av viskoplastisk deformation är definierad som läkning. Metoden som föreslås i denna studie är användbar för att isolera de viskoelastiska effekterna för att kvantifiera läkningen av skada.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-295468 |
| Date | January 2021 |
| Creators | Varma, Remya |
| Publisher | KTH, Bro- och stålbyggnad, Stockholm, Sweden |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Licentiate thesis, comprehensive summary, info:eu-repo/semantics/masterThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-ABE-DLT ; 2122 |
Page generated in 0.0025 seconds