基于表面能评价沥青—石料界面粘结性能的研究

该文根据表面能理论建立了沥青-石料界面的粘附模型,通过粘附性模型计算了3种沥青与3种石料的粘附功,并以此为指标评价了沥青-石料的界面粘结性能;然后通过室内抗剪强度试验验证了表面能理论分析的正确性;最后利用灰关联理论分析了粘附功、粘度、酸值、碱值等因素与抗剪强度的关联程度.结果表明:抗剪强度试验与表面能理论分析结果相一致,即影响沥青-石料间粘结性能的主要因素是沥青的种类,而石料对沥青-石料间界面粘结性能的影响则相对较小;在众多影响因素中表面能理论指标与抗剪强度试验结果的关联程度最好;也进一步说明了表面能理论作为一种定量评价沥青-石料界面粘结性能的方法和标准是可行的.     

沥青与集料的粘附性及其评价方法

水损害是沥青路面早期损坏的主要原因。在沥青混合料中加入一定剂量的抗剥落剂，能明显提高沥青混凝土的抗水损害能力。通过水煮法、浸水马歇尔试验及其劈裂试验来评价四种抗剥落剂对沥青与集料的粘附性能的改善效果。提出沥青与集料的粘附性的评价方法及其使用抗剥落剂的必要性。     

基于表面能评价沥青-石料界面黏结性能的研究

沥青-石料的界面黏结性能直接决定了沥青混合料的强度、耐久性、稳定性等路用性能.根据表面能理论建立沥青-集料界面的黏附模型,通过黏附性模型计算了3种沥青与3种石料的黏附功,并以此为指标评价沥青-石料的界面黏结性能;然后通过室内石板材抗剪强度试验验证了表面能理论分析的正确性;最后利用灰关联理论分析黏附功、黏度、酸值、碱值等因素与抗剪强度的关联程度.结果表明:抗剪强度试验与表面能理论分析结果相一致;在众多影响因素中表面能理论指标黏附功与抗剪强度的关联性最好;进一步说明了表面能理论作为一种定量评价沥青-集料界面黏结性能的方法和标准是可行的.     

基于表面能的沥青黏附机理与评价

湿热环境作用下沥青-集料界面的黏附性破坏,是路面结构损害的重要成因;而沥青和集料的表面能与界面黏附性能密切相关。用载玻片替代集料进行试验,根据表面能理论,利用接触角测量仪测定两种沥青和两种集料的接触角,通过接触角计算出各个集料的表面能,最后算出沥青-集料的黏附功,用黏附功来表征沥青-集料的黏附性;接着模拟湿热环境对沥青-集料的影响,用偏光显微镜对剥落部分进行拍照,用Image-Pro Plus(IPP)软件计算得出剥落率来评价沥青-集料的黏附性。结果表明:表面能理论分析和用IPP软件计算出来的结论一致,更能说明表面能理论中的黏附功可以用来评价沥青-集料界面黏附性能。     

水煮法定量研究初探

目前国内外对于沥青混合料的抗水损害有多种评价方法,其中评价沥青与粗集料粘附性的水煮法因操作直观简便而多被采用,但也存在试验条件难以控制、评价结果因人而异的缺陷。本研究通过连续测量沥青和粗集料在水中重量的变化对粘附性进行定量评价以改进目前水煮法主观性大的缺点。文中对4种不同类型石料在基质沥青和添加SEAM改性剂后的情况下的粘附性进行了定量分析和评价。结果表明,采用剥落面积百分率和剥落质量百分率能对沥青与粗集料粘附性进行细化区分,剥落质量百分率指标能更有效、全面、细致地评价沥青与粗集料的粘附性。     

基于表面能理论的沥青与集料粘附及剥落机理分析

运用表面能理论对集料-沥青粘附和剥落过程进行了理论计算分析,推导了集料与沥青粘附和剥落过程的体系自由能变化计算式,并据此计算得出了四种典型集料与沥青组合体系的自由能变化值.计算结果表明:干燥环境下,集料与沥青粘附良好;在水环境条件下,沥青具有从集料表面剥落的自发趋势;集料与沥青之间的粘附行为存在最佳配伍关系.     

抗剥落剂和纤维对热(温)再生沥青混合料水稳定性及抗裂性能的影响

为了改善高RAP掺量热再生和温再生沥青混合料的水稳定性、低温抗裂性及抗疲劳耐久性,基于沥青表面能测试和黏附功计算,研究了老化沥青、温拌剂、纤维、抗剥落剂对沥青-集料黏结强度的影响,进而采用车辙试验、低温弯曲试验、冻融循环试验和四分点加载疲劳试验研究了纤维和抗剥落剂对热再生混合料路用性能和抗疲劳耐久性的影响,并揭示了纤维和抗剥落剂对热再生混合料水稳定性和低温抗裂性能的影响机理。研究结果表明,导致热再生和温拌再生水稳定性较低的原因是沥青老化后表面能的降低,掺加温拌剂降低了沥青的表面能,降低了沥青-集料界面的黏结强度;掺加抗剥落剂、纤维剂纤维与抗剥落剂复合改性剂可显著改善沥青表面能、增大沥青与集料之间的粘附功,提高沥青与集料之间的粘附性;将抗剥落剂与纤维复配可显著改善热(温)再生沥青混合料的低温性能,纤维与抗剥落剂不仅显著提高了热(温)再生混合料的劈裂强度和水稳定性,也延缓了冻融循环作用下热(温)再生混合料劈裂强度的衰变历程;掺加抗剥落剂、纤维剂纤维与抗剥落剂复合改性剂均可显著改善热(温)再生混合料的弯曲劲度模量和抗疲劳寿命,,纤维与抗剥落剂复合改性热再生混合料的各项路用性能均满足规范要求,建议优先采用玄武岩与抗剥落剂复配方案来改善高RAP掺量热(温)再生混合料的耐候性。     

剥落率法评定沥青抗剥离剂的性能

在水煮法测定沥青与石料粘附性的基础上，引入秤重手段，以剥落率形式评定沥青抗剥离剂的性能。为沥青抗剥离剂的评选提供一种定量、可靠的方法。     

运用表面自由能理论分析沥青混合料水稳定性

根据表面自由能理论,采用Wilhelmy吊片法和吸附法,可以测得沥青与集料的表面自由能,从而可以计算得到沥青的粘结作用及沥青-集料间的粘附作用。计算结果表明：集料与沥青有一定的配伍性,通过这种方法可以确定沥青与集料的最佳组合;相对于沥青而言,集料具有亲水性;在水的作用下,沥青容易从集料上剥落;老化作用对沥青与集料粘附性影响较大。这些结论与沥青粘附性理论相一致,表明运用表面自由能理论来分析沥青混合料水稳定性是可行的。     

应用拉拔试验评价集料温度对沥青与集料粘附性的影响

集料和沥青之间的粘附性能的好坏是评价沥青混合料抗水损害能力的重要指标,也是沥青混合料形成强度的基础。通过改进的拉拔试验方法,以拉拔力损失率和剥落率两个指标进行粘附性评价,并与沥青混合料残余稳定度建立联系。结果表明改进的拉拔试验能够有效的评价沥青和石料之间的粘附性,同时石灰岩较花岗岩与沥青之间有更好的粘结性能和水稳定性,并随着石料温度的增加,集料吸附沥青效果更好,这对提高沥青和石料粘附性、增强抗水损害能力具有一定的指导意义。     

采用表界面张力理论解析油石粘附效果影响因素

基于材料固-液粘附表界面张力基本理论，采用沥青与矿料界面上的粘附功表征二者粘附效果，分析影响油石粘附效果的影响因素，对盘锦#90沥青，SBS，SEBS，SEAM改性沥青，在不同条件下的表面张力及沥青与花岗岩、玄武岩、石灰岩矿料在不同条件下的接触角进行测试，并对粘附功进行计算。结果表明:混合料制备温度升高，沥青的表面张力降低，油石粘附效果降低；矿料含水或者矿料表面存在浮尘污染后，沥青与矿料的接触角增大，油石粘附效果显著降低；SEBS改性沥青的表面张力最大，沥青与石灰岩矿料的接触角最小；SEBS改性沥青与石灰岩矿料在160℃条件下粘附功最大，油石粘附效果最优。     

煤直接液化残渣对沥青-集料黏附性的影响

为评价煤直接液化残渣（Direct Coal Liquefaction Residue,DCLR）对沥青与集料黏附性的影响,基于表面自由能理论,以SK-90沥青为基质沥青,以石灰岩为集料,利用躺滴法分别测试不同DCLR掺量下（0%、2%、4%、6%、8%、10%,掺量表示DCLR与SK-90质量比,下文同）改性沥青在不同老化阶段（原样、短期老化以及长期老化）的表面自由能,计算不同老化阶段不同DCLR掺量下沥青的黏聚功,以及无水和有水条件下不同DCLR掺量的改性沥青在不同老化阶段与石灰岩之间的黏附功和剥落功,并采用黏附功、黏聚功之和与剥落功的比值作为水稳定性能评价参数来评价沥青-集料间的水稳定性能。试验结果表明：DCLR加入后,随着掺量的增加会提高沥青自身的重均分子量和极性基团含量,从而提高DCLR改性沥青表面自由能中的极性分量、非极性分量以及黏聚功;DCLR改性沥青-石灰岩之间的黏附功、水稳定性能等均随着DCLR掺量的增加而逐渐增加,说明加入DCLR并增加其掺量会显著提高沥青与石灰岩之间的黏附性和水稳定性能,但沥青的老化对DCLR改性沥青-石灰岩之间的黏附性及水稳定性能影响不大。     

长期高温多雨环境下沥青与集料黏附性衰减规律研究

选用2种沥青及3种集料，对单个集料进行不同时长的改进水煮法试验，对松散沥青混合料进行不同时长的改进ASTM D3625水煮法试验。通过扫描电镜试验、能谱分析试验分析集料表面构造和化学成分；通过高温接触角试验，获取拌和温度下集料与沥青的接触特性。结合质量法和图像法，分析沥青-集料的剥落率，探究在长时间高温水煮条件下的沥青-集料黏附性的衰减规律。结果表明：石灰岩与沥青的黏附性最好，砂岩最差；采用SBS改性沥青可有效增加与集料的黏附性，降低沥青-集料黏附性的衰减；水煮时间增长，使用Si元素含量越高、接触角越大的集料，沥青-集料黏附性越差；仅通过水煮样品3分钟来评价样品的黏附性不准确，延长水煮时间并结合质量分析方法可更真实地表征黏附性变化；对长期高温多雨地区，推荐使用石灰岩和SBS改性沥青来提高沥青混合料的抗水损害能力。     

沥青—集料表面能参数及其对水损害影响

沥青混合料水损坏是沥青路面主要破坏形式之一。运用表面自由能理论来分析沥青混合料的水损害问题。表面自由能是指处于液体或固体表面的分子与它们处于内部时相比所具有的自由能过剩值。基于表界面理论,推导出沥青在矿料表面的黏附模型和水损坏模型;通过测得矿料和沥青的表面能参数指标带入模型分析得出,沥青在矿料表面的黏附趋势以及发生水损坏的趋势;讨论了沥青和矿料的表面能参数对黏附及水损坏的过程的影响,为沥青和矿料的匹配选择提供了更加科学的手段,具有重要的理论意义和工程应用价值。     

抗剥落剂对沥青及花岗岩集料沥青混合料性能的影响

为研究酸性集料花岗岩作为沥青混合料用集料的应用潜力,制备添加抗剥落剂的沥青胶浆和基于花岗岩集料的沥青混合料。基于表面能理论和红外光谱试验（FTIR）,分析沥青与酸性集料的黏附机理,探究沥青与抗剥落剂的化学组成。采用车辙因子、疲劳因子、残留稳定度、劈裂强度比等评价指标,研究抗剥落剂对沥青及混合料路用性能的影响。结果表明：抗剥落剂能改善沥青的高温稳定性和中温抗疲劳性,提高沥青混合料的水稳定性,且抗剥落剂与沥青是物理共存反应;接触角试验的结果定量反映不同集料与沥青的黏附性差异;细集料类型对沥青混合料的水稳定性影响极大,选择石灰岩作为细集料有利于提高花岗岩沥青混合料的水稳定性。     

集料含泥量对沥青混合料路用性能影响的试验分析

集料含泥量对沥青混合料的路用性能有很大影响。含泥量过大影响沥青混合料的高温稳定性和水稳定性,影响集料与沥青的粘结强度。通过试验,研究集料含泥量对集料与沥青粘附性的影响、含泥量对混合料高温稳定性和水稳定性的影响,分析含泥量对混合料路用性能影响的机理,提出控制集料含泥量的技术措施。     

基于数字图像技术的粗集料形状特征分析

集料颗粒形状对沥青混合料稳定性、体积特性、施工中的工作性的影响已在得到工程技术人员公认,如何科学地评价和量化集料颗粒的形状特征也是提高路面沥青混合料质量的关键。数字图像技术的进步与相关软件的发展,为基于单个集料的直接检测与集料形态的自动化分析与计算机描述提供了手段。采用多种图像指标与方法对集料的形状特征进行了评价和量化...     

聚酯纤维沥青混合料级配设计的理论方法

应用分形理论,推导出聚酯纤维沥青混合料粗、细集料级配设计的数学模型。根据颗粒填充特性,计算出粗、细集料各级筛孔的理论通过率。将粗、细集料分别看作一个整体对其级配进行设计,在保持集料总比表面积基本不变的情况下,建立在实际设计中粗集料级配调整设计的数学模型。根据数学公式,得出3种不同的设计级配。结果表明,粗集料占74%,细集料占15.2%,填料占10.8%;对于掺量为0.2%的聚酯纤维沥青混合料而言,级配1和级配2的体积参数不满足规范要求,级配3的体积参数均满足规范要求,是最优级配组成。     

基于粗集料表面纹理特性的沥青混合料性能研究

目前缺乏对集料表面纹理的直接定量测量和评定方法，基于光纤传感法设计了激光轮廓仪，直接测量了7种不同粗集料的表面纹理，应用算术平均偏差Ra对集料表面纹理进行了定量评定，并对集料表面纹理的粗糙度进行了简单的分类，最后通过沥青混合料力学性能试验对测量和评定结果进行了验证。结果表明，采用激光轮廓仪能够直接、准确地测量集料表面纹理；算术平均偏差对集料表面纹理的评定是合理有效的；其他条件相同的情况下，粗集料表面纹理的R值越大，沥青混合料的高温稳定性、水稳定性和低潭抗裂性能越好.     

混凝土桥面铺装防水粘结体系试验研究

针对江西省九景高速公路鄱阳湖大桥的气候特点及使用条件,通过试验研究比较了几种不同的防水粘结材料的剪切性能及粘结性能,并最终确定了新型桥面防水粘结材料AMP-100上铺乳化沥青撒碎石的防水粘结体系．对混凝土桥面铺装防水粘结体系的发展提供一定参考。