瀝青膠漿的界面行為與機理分析.pdf

1、現(xiàn)階段我國瀝青路面的早期損壞現(xiàn)象十分嚴重,損壞類型錯綜復(fù)雜,嚴重地影響了行車的安全性和舒適性,極大地降低了路面的使用品質(zhì),縮短了路面的使用壽命,因此解決瀝青路面早期損壞在我國現(xiàn)階段的道路建設(shè)和管理養(yǎng)護中是十分必要的。研究表明材料與結(jié)構(gòu)是影響瀝青路面的使用性能的兩個重要因素。瀝青路面所用材料為瀝青混合料,其三級分散系統(tǒng)中尤以瀝青膠漿最為重要,它決定瀝青混合料的路用性能與壽命。瀝青膠漿由瀝青、填料和界面相組成,界面相常常由于不易捕捉而被研究

2、人員忽略,但實際經(jīng)驗表明瀝青膠漿的損壞常常發(fā)生在性質(zhì)陡變的界面相。
　　本文采用動態(tài)力學(xué)分析(DMA)、熱力學(xué)分析(DSC)、表面物理化學(xué)以及多種微觀表征技術(shù)對瀝青膠漿的相態(tài)結(jié)構(gòu)、交互作用、粘結(jié)粘附等多種物理化學(xué)現(xiàn)象進行了研究,從機理上揭示了瀝青膠漿的界面行為。主要的研究工作包括以下幾點:
　　首先,由于瀝青路面工作溫度寬,我國北方地區(qū)為-40℃到70℃,瀝青膠漿在此范圍內(nèi)會發(fā)生多種相態(tài)轉(zhuǎn)變,界面結(jié)構(gòu)與性能也隨之變化,因此本

3、文首先通過 DMA與 DSC相結(jié)合研究了瀝青膠漿在全溫域的相結(jié)構(gòu)與相行為,進而分析了相界面的變化規(guī)律。
　　其次,由于瀝青膠漿的微觀機理現(xiàn)仍停留在Л.A.列賓捷爾交互作用理論階段,始終未曾有人通過試驗直接證實該理論的正確性,因此本文利用 DSC技術(shù)估算了瀝青膠漿的界面層厚度,通過 DMA分析了瀝青與填料的交互作用,確定了評價指標,并通過 Carreau粘度模型對三相體系的改性瀝青膠漿復(fù)雜界面行為進行了分析。
　　再次,由于瀝

4、青路面的水損害已然成為一種常見且棘手的損壞形式,且研究人員已證實這種損壞源于瀝青膠漿與集料的粘附或粘結(jié)失效,但未曾有人研究瀝青膠漿內(nèi)部的粘結(jié)與粘附特性。因此本文利用表面物理化學(xué)手段測試了瀝青與填料的表面自由能及其分量,計算了瀝青膠漿的粘聚功與粘附功,分析了粘結(jié)與粘附的影響因素,并證實了表面能理論與DMA方法的一致性。
　　最后,本文通過多種微觀測試技術(shù)從機理上對界面行為進行了分析。利用原子力顯微鏡(AFM)對瀝青與礦料的納觀形貌與