道路瀝青粘附與粘結性能研究.pdf

1、瀝青路面的水損害是導致路面早期破壞最普遍和最嚴重的路面病害之一。水損害主要是粘附失敗與粘結失敗。以前的水損害機理與瀝青和集料之間的粘附與粘結理論,僅從某一方面予以解釋,瀝青路面發(fā)生粘附與粘結失敗的影響因素繁多,實踐證明試圖用任何一種機理與理論單獨完全解釋水損害和瀝青與集料的粘附性質(zhì)與粘結性質(zhì)是不可行的。這表明了瀝青與集料粘附與粘結機理的復雜性,也反映了在此領域進行深入研究的必要性。論文從瀝青與集料的物理化學性質(zhì)出發(fā),分別從瀝青的化學組成

2、結構分析,和水對瀝青組分的影響等層面上分析了組分對瀝青的粘附與粘結性能貢獻和水對瀝青的破壞作用,主要進行工作如下:
　　 首先建立瀝青化學組成分離方法-離子交換樹脂法對瀝青進行化學分離,將瀝青分為中性分、酸性分、堿性分和兩性分,并對組分的結構進行分析,考察了老化對其影響,這樣為更好的研究道路瀝青粘附性與粘結性能,提供組分結構上的理論依據(jù)。得到了以下結論:建立了可行的瀝青化學組成分析方法,老化對組分的影響規(guī)律是瀝青的中性分和堿性分

3、含量均減少,酸性分和兩性分含量增加,中性分向酸性分轉(zhuǎn)化,酸性分和堿性分向兩性分轉(zhuǎn)化。通過利用紅外光譜、元素分析和核磁共振,說明了老化對瀝青及其組分的影響規(guī)律與老化機理。
　　 第二通過建立凈吸附方法評價瀝青在集料表面的吸附與脫附特性,并用灰色關聯(lián)理論考察了瀝青組分及其元素分布與粘附性的關聯(lián)度,為如何提高瀝青與集料的粘附提供組分上的理論依據(jù)。得到的結論是不同瀝青組分在集料表面上的吸附和脫附特性差別很大;碳氮原子數(shù)比、氫碳原子數(shù)比、

4、中性分、酸性分與兩性分粘附性的影響大。從組分的氫分布可以看出γ位上甲基氫(CH3)和α位上CH、CH2、CH3組分粘附性的影響大;集料性質(zhì)對粘附的影響大于瀝青性質(zhì)對粘附的影響;采用短期老化瀝青評價與集料的粘附性,具有實際工程意義;瀝青中組分的結構特點說明了其粘附性大小的原因。
　　 第三通過建立瀝青中水溶性組分和水敏性組分富集方法研究瀝青中水相互作用組分,并確定了組分組成。這樣就說明了瀝青有結合和運輸水的能力,瀝青中某些組分與水

5、作用溶于水中、某些組分與水乳化,水容易穿透瀝青膜到達集料界面使瀝青膜從集料表面剝離,瀝青中的的活性官能團與水作用,是導致瀝青被水剝離的主要原因,并影響瀝青的粘結性能。
　　 第四應用流變學方法研究瀝青的粘結性能。研究了瀝青的組分及其元素分布特性,溫度和老化等因素對瀝青粘度、復合剪切模量、相位角等流變參數(shù)的影響規(guī)律。研究結果表明,隨溫度升高,老化對粘度的影響程度增加,在溫度區(qū)間40-70℃時有一個峰值,而后隨著溫度的升高,老化對瀝