溫拌SBS改性瀝青粘附特性的微觀機理研究.pdf

1、SBS改性瀝青作為我國道路工程領域使用的主要改性瀝青類型，由于其優(yōu)良的性能，在高等級路面建設中得到廣泛應用。然而，在SBS改性瀝青混合料的施工過程中，較高的施工溫度會帶來能源消耗巨大、粉塵和廢氣導致環(huán)境污染等一系列問題。溫拌瀝青（WMA）的使用能有效降低熱拌瀝青混合料的施工溫度，是一種節(jié)能減排的綠色筑路材料，但其降低施工溫度的技術特點使其水穩(wěn)定性能受到了很大的挑戰(zhàn)，而有關溫拌瀝青與集料體系粘附性的微觀機理尚未明確，成為制約該項技術推廣應

2、用的主要瓶頸。
　　本文首先針對不同原材料類型及摻量下SBS改性瀝青的粘附性展開研究。分別考慮基質瀝青類型、SBS改性劑類型、SBS摻量、相容劑摻量和穩(wěn)定劑摻量等五個因素，基于表面自由能方法，求得不同原材料參數(shù)下瀝青的粘聚功。同時，根據(jù)AFM試驗結果，比較分析不同原材料參數(shù)對SBS改性瀝青納觀粘附特性和微觀形貌的影響，并對粘聚功和納觀粘附力數(shù)據(jù)進行相關性分析。在此基礎上，研究不同原材料影響因素對SBS改性瀝青粘附特性影響的微觀機理

3、。
　　其次，以SBS改性瀝青為原樣瀝青，制備Sasobit和Evotherm兩種不同的溫拌SBS改性瀝青。通過表面自由能理論和AFM技術，獲得干濕條件下瀝青的粘聚功、粘附功、剝落功、配伍率和納觀粘附力等粘附性能指標，并結合AFM圖像掃描試驗結果，探尋溫拌劑對SBS改性瀝青粘附性能的影響機制。
　　最后，對老化前后的原樣瀝青和溫拌SBS改性瀝青，分別以表面自由能和納觀粘附力為指標評價瀝青的粘附特性，并比較老化前后瀝青形貌圖和

4、相位圖的變化。同時，根據(jù)紅外光譜圖中吸收峰和官能團指數(shù)的變化，定量表征老化對溫拌SBS改性瀝青化學結構的影響。在此基礎上，對不同粘附特性指標以及瀝青官能團指數(shù)與納觀粘附力之間進行相關性分析，從而建立老化條件下瀝青微觀形貌和化學結構與粘附性能的內在關系。
　　研究結果表明：
　?。?）不同基質瀝青下SBS改性瀝青的粘聚功和納觀粘附力存在較大差異，SBS改性劑與基質瀝青之間在粘附特性上存在配伍性的問題。適當增加SBS摻量，對提高

5、SBS改性瀝青的粘聚性及其與集料的粘附性兩方面均有利，從而使得瀝青-集料體系的抗水損害能力逐漸加強。隨著抽出油摻量的增大，SBS改性瀝青的粘聚功先增大后減小，當抽出油摻量超過3.5％時，SBS改性瀝青的粘聚功出現(xiàn)下降趨勢。隨著穩(wěn)定劑摻量的增大，SBS改性瀝青的粘聚功和納觀粘附力均有不同程度的提高，且粘附性指標之間的表現(xiàn)出良好的相關性。
　　（2）粘聚和粘附兩方面的試驗結果均表明，Evotherm溫拌劑添加后瀝青混合料的水穩(wěn)定性得到

6、增強，而 Sasobit溫拌劑的添加降低了瀝青混合料的抗水損害能力。瀝青試樣浸水后的納觀粘附力均比浸水前要小，表明浸水處理降低了瀝青混合料的水穩(wěn)定性。粘聚功、粘附功和配伍率與納觀粘附力指標之間具有一定的正相關關系，且粘聚功與納觀粘附力指標之間的相關性最好。相比不浸水條件時，浸水后表面瀝青的膠體結構有從“溶-凝膠型”變?yōu)椤叭苣z型”的趨勢。
　?。?）原樣瀝青和溫拌瀝青老化后表面自由能和納觀粘附力均有所減小，但原樣瀝青納觀粘附力的減小