基于AFM的老化瀝青表面微觀特征及影響因素分析.pdf

1、近年來(lái)，瀝青路面在我國(guó)使用越來(lái)越廣泛，但是由于瀝青材料的老化，致使瀝青路面的耐久性降低，使用壽命縮短。同時(shí)，瀝青材料的再生過(guò)程與其老化過(guò)程密切相關(guān)，要想深入的研究再生技術(shù)、提高再生效率，必須充分認(rèn)識(shí)瀝青老化階段產(chǎn)生的各種變化。物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的變化影響其宏觀性能的變化。因此，深入研究老化瀝青的微觀層面的變化規(guī)律可以更好的從宏觀上解釋其老化現(xiàn)象。近前，原子力顯微鏡（AFM）技術(shù)在研究材料微觀性能方面很有優(yōu)勢(shì)，基于此，本文基于AFM手段，從微觀

2、上分析老化瀝青的表面特征變化規(guī)律和老化影響因素。
　　首先，為了更好的模擬瀝青老化環(huán)境，自主開發(fā)設(shè)計(jì)瀝青老化環(huán)境控制箱，設(shè)置光照、溫控、噴淋等系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)瀝青材料在室內(nèi)條件的光、熱、水等多因素耦合老化試驗(yàn)，使室內(nèi)環(huán)境進(jìn)一步貼近瀝青室外老化條件。并針對(duì)不同油源和標(biāo)號(hào)的瀝青，合理的設(shè)計(jì)老化試驗(yàn)。
　　其次，基于AFM手段，分析老化瀝青的表面微觀特征變化。利用NanoScope Analysis和MATLAB等軟件，選取合適的模

3、型和計(jì)算方法。分析得出，隨著瀝青老化，材料表面納米硬度和彈性模量逐漸增大，但是表面自由能和粘附力趨于減小，對(duì)于不同種類的瀝青變化幅度不同，50＃瀝青的表面微觀粗糙度逐漸變小，“蜂型”結(jié)構(gòu)總量趨于減少，70＃和90＃瀝青表面微觀粗糙度變化不大，且不具有“蜂型”結(jié)構(gòu)。
　　然后，開展了不同老化因素作用下的瀝青老化試驗(yàn)。根據(jù)AFM工具，得出室內(nèi)老化試驗(yàn)中，熱老化后瀝青表面的粗糙度和粘附狀況變化最大，而水熱老化后，瀝青表面硬度和彈性模量變