道路瀝青粘附與粘結(jié)性能研究.pdf

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

2、結(jié)構(gòu)分析,和水對(duì)瀝青組分的影響等層面上分析了組分對(duì)瀝青的粘附與粘結(jié)性能貢獻(xiàn)和水對(duì)瀝青的破壞作用,主要進(jìn)行工作如下:
　　 首先建立瀝青化學(xué)組成分離方法-離子交換樹脂法對(duì)瀝青進(jìn)行化學(xué)分離,將瀝青分為中性分、酸性分、堿性分和兩性分,并對(duì)組分的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,考察了老化對(duì)其影響,這樣為更好的研究道路瀝青粘附性與粘結(jié)性能,提供組分結(jié)構(gòu)上的理論依據(jù)。得到了以下結(jié)論:建立了可行的瀝青化學(xué)組成分析方法,老化對(duì)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(duì)瀝青及其組分的影響規(guī)律與老化機(jī)理。
　　 第二通過建立凈吸附方法評(píng)價(jià)瀝青在集料表面的吸附與脫附特性,并用灰色關(guān)聯(lián)理論考察了瀝青組分及其元素分布與粘附性的關(guān)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(jié)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(duì)粘附的影響大于瀝青性質(zhì)對(duì)粘附的影響;采用短期老化瀝青評(píng)價(jià)與集料的粘附性,具有實(shí)際工程意義;瀝青中組分的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)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(jié)合和運(yùn)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(dá)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(tuán)與水作用,是導(dǎo)致瀝青被水剝離的主要原因,并影響瀝青的粘結(jié)性能。
　　 第四應(yīng)用流變學(xué)方法研究瀝青的粘結(jié)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(duì)瀝青粘度、復(fù)合剪切模量、相位角等流變參數(shù)的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明,隨溫度升高,老化對(duì)粘度的影響程度增加,在溫度區(qū)間40-70℃時(shí)有一個(gè)峰值,而后隨著溫度的升高,老化對(duì)瀝