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。     

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。     

阳离子乳化沥青的试验研究

使用阳离子乳化剂乳化沥青,可使乳液中的沥青颗粒周围带有阳离子电荷,当这种沥青乳液与矿料表面接触后,带有阳电荷的沥青颗粒与带有阴电荷的矿料表面产生阴阳离子的吸附作用。而且,即使矿料表面处于     

矿料改性技术在沥青混合料中的应用

使用表面改性剂对沥青混合料中的矿料(包括集料和矿粉)进行表面改性,可改变矿料的表面属性,使矿料表面有机化。经表面改性后的矿料能达到"疏水、亲油"的目的,使矿料与沥青间由粘附变为键桥连接,提高沥青与矿料间的粘附性,增强抗水损害性能,改善混合料的使用品质,减少沥青路面的病害,延长使用寿命,合理使用自然资源,提高工程建设投资的经济和社会效益。     

矿料表面电荷性质的研究与测试

本文以物理化学理论为指导，实验为基础，较详细地介绍了矿料遇水后，表面电荷的起因、表面电荷的性质和ζ电势的测定，从而说明沥青与矿料间的相互作用机理。     

乳化沥青及其与矿料相互作用

依据表面物理化学原理，提出乳化沥青的生成条件，并通过实验，分析了乳化沥青与矿料混合料的强度因素。     

骨架密实型沥青混合料矿料级配的设计与优化

在有关沥青混合料矿料级配设计理论与方法的基础上,提出了在拌制沥青混合料试验之前,先由筛分试验结果和测试的材料密度对骨架密实型沥青混合料进行矿料级配设计的方法,并利用Matlab、Excell等办公软件对矿料组成进行了优化.按该方法设计的矿料级配拌制沥青混合料,进行了动稳定度和冻融劈裂试验.结果表明,在相同原材料条件下,按该方法设计与优化的矿料级配拌制的沥青混合料具有比按规范级配范围中值拌制的沥青混合料具有更好的路用性能,尤其是高温稳定性和表面抗滑性.     

沥青与矿料作用的热动力分析

为定量描述沥青与矿料相互作用状况,依据热力学第一定律,采用微热量热计对选取的沥青与不同矿料的吸附热进行了测定,并对测定结果进行了热动力分析。根据试验结果分析得到矿渣、玄武岩、石灰岩、花岗岩及片麻岩矿料与沥青稀释液在25°C~145°C范围内反应的单位表面活化能及指数常数。结果表明:温度越高,沥青与矿料之间的反应越快,且整个反应是一级反应,所得结论也从沥青混合料性能测试结果中得到验证。     

沥青混合料服役期间油石界面黏附效果衰减规律定量评价与分析

研究沥青混合料在其服役过程中油石界面的黏附效果的衰减规律。对盘锦90号沥青、中海90号沥青及SBS改性沥青进行了为期6年的跟踪收集,采用旋转蒸发器法对不同服役年限的沥青进行回收。采用油石界面黏附功理论对3种不同服役年限的沥青和两种不同矿料(石灰岩和花岗岩)界面参数(沥青表面张力、沥青与矿料的接触角)进行了测试,并对黏附功进行了定量计算。经过进一步分析得出了沥青在不同服役期间的界面黏附功的衰减规律,同时回归出油石界面黏附功衰减方程。研究成果对于优化沥青混合料设计具有显著意义。     

聚合物改性沥青与矿料的粘附性研究

在沥青组分分析、表面能谱分析、吸附和粘结力试验结果的基础上，论述了聚合物改性沥青和矿料的粘附作用机理。     

旧沥青混凝土路面表面处治技术

提出在旧沥青混凝土路面铺设两油一布铺撒碎石矿料进行综合表面处治的方法,以提高旧沥青混凝土路面的防滑、防水、耐磨等性能。室内对综合表面处治所用原材料进行研究,提出了质量控制指标,并根据其结构特点确定出单位面积的沥青最佳用量和矿料最佳用量。利用沥青混凝土路面结构层抗剪试验机对成型路面处治进行抗摩擦性能的测试。通过试验路进一步提出了旧沥青混凝土路面表面处治的施工工艺及质量控制参数。     

温拌沥青及其混合料水稳性能评价分析

为评价温拌技术对沥青及沥青混合料水稳性能产生的影响，选取不同岩性的石料，采用拉拔试验、Vialet试验和冻融劈裂试验分别测试沥青-矿料黏附性能和混合料抗水损害性能，并分析沥青-矿料黏附性能指标与沥青混合料TSR值的相关性。结果表明，温拌技术的应用降低了沥青-矿料黏附性能和沥青混合料抗水损性能，沥青与矿料的黏附性能优劣为：基质沥青>Evotherm温拌沥青>Sasobit温拌沥青>Advera温拌沥青，沥青混合料遭受多次冻融循环后抗水损害性能优劣为：基质沥青混合料>Evotherm温拌沥青混合料>Advera温拌沥青混合料>Sasobit温拌沥青混合料；沥青-矿料黏附性能评价仅能反映沥青混合料初期的抗水损害性能，沥青混合料遭受1次冻融循环后的TSR值与沥青-矿料黏附性能的拟合关系较好，相关系数普遍在0.8以上。研究成果为温拌沥青黏附性能评价、温拌沥青混合料耐久性的认识提供参考。     

高温条件下沥青与集料黏附性能研究

为了实现从细观角度对黏附性的定量评价,基于沥青在集料表面的铺展过程中接触角的变化规律,提出能够定量表征沥青与集料黏附性能的评价指标。基于润湿理论,借助躺滴法,采集不同温度条件下接触角的图像信息。从接触角的拟合方程中提取技术参数,进而实现对黏附性能的定量分析。研究结果表明:在高温条件下,沥青在集料表面铺展时的接触角随时间的变化呈y=Axa的幂函数曲线关系,幂函数常数项A表征沥青初始接触角的大小,接触角的初始状态与沥青在该温度下的黏度状态相关,常数项A与沥青的黏度取对数后满足线性关系;幂函数指数项a表征沥青在集料表面扩散速率的大小,反映了沥青对集料的润湿、黏附性能;试验研究的3种标号基质沥青在辉绿岩表面扩散速率具有较高的温度敏感性,且沥青对辉绿岩的润湿、黏附性能要好于石灰岩。     

沥青混合料临界矿料间隙率试验分析研究

JTG F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》中VMA的大小是根据集料的最大公称粒径和空隙率规定的。理论上讲,规范规定的最小VMA应该是此种混合料的临界VMA。笔者采用动态三轴蠕变试验对表面层AC-13型3种级配沥青混合料进行试验研究,确定AC-13型沥青混合料的临界矿料间隙率值。沥青混合料在相同的沥青用量下,其耐久性与裹覆在集料表面的沥青膜厚度相关,沥青膜厚度越大,其耐久性越强;否则,反之。将确定的临界矿料间隙率值转化为设计空隙率下的矿料间隙率,并通过计算沥青膜厚度验证该矿料间隙率的合理性。     

基于分形与VCADRF法的沥青混合料空隙研究

结合二度域分形级配定向化设计与VCADRF矿料级配检验方法,研究了矿料级配组成与沥青混合料空隙率之间的关联性。研究结果表明:二度域分形级配沥青混合料空隙率计算公式是矿料级配分形特性与沥青混合料空隙率之间的纽带;二度域分形级配沥青混合料设计方法有利于在沥青混合料配合比设计过程中定量分析矿料级配分形特性对沥青混合料空隙率的影响。     

乳化沥青与矿料间相互作用机理探析

本文以物理化学理论为指导，力学试验为基础，对乳化沥青与矿料间的作用进行了分析试验，同时又进一步拓展，总结出不同矿料下，使用各种类型乳化沥青的规律。     

温拌沥青混合料及其结合料短期老化后的水敏感性

为了探究温拌沥青混合料(WMA)及其结合料短期老化后的水稳定性,制备了Evotherm温拌沥青混合料(Evotherm-WMA),并将其放置于烘箱中进行3种时间(2,4,8 h)与温度(112℃、129℃、146℃)组合条件下的短期老化。采用浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验研究了Evotherm-WMA经过不同条件老化后的水稳定性;同时,采用躺滴法检测了经过短期老化后的Evotherm-WMA中提取的沥青结合料与3种测试液体的接触角,得到了老化沥青结合料的表面能。结果表明:EvothermWMA成型初期的水稳定性比热拌沥青混合料(HMA)差;经过一定的老化时间与老化温度后的Evotherm-WMA的水稳定性可以达到或超过HMA;Evotherm温拌沥青结合料的表面能随着老化时间与温度的增加而增加;Evotherm-WMA的浸水马歇尔残留稳定度与其结合料的表面能有较强的线性相关性。     

沥青表面处治的材料性质和用量问题

沥青表面处治是一种造价低廉,施工简易的次高级路面,同时还具有灭尘,防水,减少噪音和表面平坦等优点。沥青表面处治是以沥青为结合料,然后铺撒适量矿料以处治原有碎石或砾石铺砌层而构成的一种磨耗层或保护层。因此它的品质优劣,主要取决于被处治层的强度、平整度和稳定性以及沥青、矿料的性质和用量;同时还取决于施工季节、施工操作和施工条件以及养护和维修等因素。现就其材料性质和用量问题,提出个人看法,供同志们批评指正。一、对于材料性质的要求     

浅析矿料质量对沥青路面质量的影响

本文根据矿料的力学性能指标及筛分试验结果，分析了矿料的质量对 沥青混合料路用性能的影响，提出了要保证沥青路面的质量，必须要提高矿料质量的结论。     

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

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...