基于表面能法的瀝青/集料粘附機理研究
發(fā)布時間：2022-01-22 15:24
水損害是制約瀝青路面使用壽命的長期的棘手問題,而瀝青與集料的粘附性是其中的關(guān)鍵所在。該文通過表面能法,結(jié)合接觸角測試試驗,獲得瀝青、集料的表面能參數(shù),通過計算瀝青與集料的粘附功、剝落功以及配伍率來評價粘附效果。與此同時,深入分析了瀝青溫度變化對粘附性的影響。該文所得可為進一步研究瀝青/集料的粘附機理、提高瀝青與集料的粘附性提供理論借鑒。
【文章來源】：合成材料老化與應(yīng)用. 2016,45(04)
【文章頁數(shù)】：5 頁
【部分圖文】：
瀝青薄膜試件Fig.1Testsampleofasphaltthinfilm
凈。②將待測瀝青加熱至100℃，握住玻璃板的一端將其浸入瀝青杯中，浸潤深度大約9cm，之后迅速將上述玻璃板豎直吊起，沒有浸潤瀝青的一端在上，瀝青在重力的作用下自由伸展，確保試件四周不被灰塵污染、瀝青薄膜水平光滑。③冷卻至室溫，置于干燥器中12h后以備后續(xù)測試。④上述每種瀝青薄膜試件各備3個，用于后續(xù)對比試驗，其成品如圖1所示。圖1瀝青薄膜試件Fig.1Testsampleofasphaltthinfilm⑤每個瀝青薄膜試件上分別滴定三種標準液體(水、甲酰胺、丙三醇)，使用接觸角測定儀分別獲得其與各個試件的接觸角。圖2為接觸角測試圖，得到表1標準液體在材料表面的接觸角測試結(jié)果。圖2接觸角測試圖Fig.2Contactangletest表1標準液體在材料表面的接觸角測試結(jié)果Table1Testresultsofcontactangleofstandardliquidonthesurfaceofmaterial材料水甲酰胺丙三醇石灰?guī)r64.044.755.2玄武巖61.236.552.5花崗巖53.126.242.5基質(zhì)瀝青102.687.898.5改性瀝青104.288.596.9經(jīng)過計算可得表2，即瀝青、集料的表面能參數(shù)。表2集料、瀝青的表面能參數(shù)(單位:mJ/m2)Table2Surfaceenergyparametersofaggregateandasphalt(mJ/m2)材料γLWγ+γ－γABγ石灰?guī)r21.621.11.82.8124.43玄武巖21.430.51.41.6723.10花崗巖18.391.11.42.4820.87基質(zhì)瀝青9.793.471.835.0414.83改性瀝青11.273.181.854.8516.122.2粘附性的評價(1)粘附功、剝落功根據(jù)表2和式(2)，可得瀝青與集料的粘附功，如表3所示。由表3可知，三種集料與基質(zhì)瀝青的76
?涔?mJ/m2)Table4Spallingworkofasphaltandaggregate(mJ/m2)集料基質(zhì)瀝青改性瀝青石灰?guī)r53.5553.27玄武巖57.4056.87花崗巖55.7755.39剝落功是指促使水損害的熱力學勢能，根據(jù)前述，剝落功越大，促使瀝青/集料界面分離的能量越大。由表4可知，石灰?guī)r、玄武巖、花崗巖與兩種瀝青的剝落功都呈現(xiàn)遞增趨勢;石灰?guī)r和改性瀝青的剝落功最小，因此，該組合抵抗水損害的能力最強。(2)配伍率Wab/Wabw為更好地評判瀝青與集料的粘附效果，使用粘附功和剝落功的比值，定義為配伍率來表征粘附性。分析結(jié)果如圖3所示。相比單獨分析粘附功、剝落功，比值法可以更加全面地分析粘附系統(tǒng)的抗水損性能，包含集料、瀝青和水，3個組件的共同作用。根據(jù)配伍率的概念可知，配伍率越高，表明該組合瀝青與集料的粘附效果更佳，反之較差。通過圖3可知，在6組組合中，改性瀝青和石灰?guī)r組合的配伍率最高，因而，其粘附效果最好，抵抗剝落的能力越強;花崗巖與基質(zhì)瀝青組合的配伍率最差，意味著該組合抵抗剝落的性能較差。石灰?guī)r、玄武巖、花崗巖與2種瀝青的配伍性都呈現(xiàn)遞減趨勢。圖3瀝青與集料的配伍性Fig.3Compatibilityofasphaltandaggregate3結(jié)論(1)石灰?guī)r、玄武巖、花崗巖分別與基質(zhì)瀝青、改性瀝青的粘附功大小呈遞減趨勢。(2)配伍率可以全面地分析粘附系統(tǒng)的抗水損性能，在6組組合中，改性瀝青和石灰?guī)r組合的配伍率最高，其粘附效果最好;花崗巖與基質(zhì)瀝青組合的配伍率最差。參考文獻［1］沙慶林.高速公路瀝青路面早期破壞現(xiàn)象及預(yù)防［M］.北京:人民交通出版社，2001:140－171.［2］王勇.基于表面能理論的瀝青與集料粘附性研究［D］.長沙:湖南大學土木工程學院，2010.［3］肖慶一，郝培文，徐歐明，等.瀝青與礦料粘
【參考文獻】：
期刊論文
[1]材料特性對瀝青-集料界面粘附性的影響[J]. 韓森,劉亞敏,徐鷗明,李波. 長安大學學報(自然科學版). 2010(03)
[2]基于接觸角法計算固體表面張力的研究進展[J]. 羅曉斌,朱定一,石麗敏. 科學技術(shù)與工程. 2007(19)
[3]瀝青與礦料粘附性的測定方法[J]. 肖慶一,郝培文,徐鷗明,汪海年,馮新軍. 長安大學學報(自然科學版). 2007(01)
碩士論文
[1]基于表面能理論的瀝青與集料粘附性研究[D]. 王勇.湖南大學 2010
本文編號：3602441
【文章來源】：合成材料老化與應(yīng)用. 2016,45(04)
【文章頁數(shù)】：5 頁
【部分圖文】：
瀝青薄膜試件Fig.1Testsampleofasphaltthinfilm
凈。②將待測瀝青加熱至100℃，握住玻璃板的一端將其浸入瀝青杯中，浸潤深度大約9cm，之后迅速將上述玻璃板豎直吊起，沒有浸潤瀝青的一端在上，瀝青在重力的作用下自由伸展，確保試件四周不被灰塵污染、瀝青薄膜水平光滑。③冷卻至室溫，置于干燥器中12h后以備后續(xù)測試。④上述每種瀝青薄膜試件各備3個，用于后續(xù)對比試驗，其成品如圖1所示。圖1瀝青薄膜試件Fig.1Testsampleofasphaltthinfilm⑤每個瀝青薄膜試件上分別滴定三種標準液體(水、甲酰胺、丙三醇)，使用接觸角測定儀分別獲得其與各個試件的接觸角。圖2為接觸角測試圖，得到表1標準液體在材料表面的接觸角測試結(jié)果。圖2接觸角測試圖Fig.2Contactangletest表1標準液體在材料表面的接觸角測試結(jié)果Table1Testresultsofcontactangleofstandardliquidonthesurfaceofmaterial材料水甲酰胺丙三醇石灰?guī)r64.044.755.2玄武巖61.236.552.5花崗巖53.126.242.5基質(zhì)瀝青102.687.898.5改性瀝青104.288.596.9經(jīng)過計算可得表2，即瀝青、集料的表面能參數(shù)。表2集料、瀝青的表面能參數(shù)(單位:mJ/m2)Table2Surfaceenergyparametersofaggregateandasphalt(mJ/m2)材料γLWγ+γ－γABγ石灰?guī)r21.621.11.82.8124.43玄武巖21.430.51.41.6723.10花崗巖18.391.11.42.4820.87基質(zhì)瀝青9.793.471.835.0414.83改性瀝青11.273.181.854.8516.122.2粘附性的評價(1)粘附功、剝落功根據(jù)表2和式(2)，可得瀝青與集料的粘附功，如表3所示。由表3可知，三種集料與基質(zhì)瀝青的76
?涔?mJ/m2)Table4Spallingworkofasphaltandaggregate(mJ/m2)集料基質(zhì)瀝青改性瀝青石灰?guī)r53.5553.27玄武巖57.4056.87花崗巖55.7755.39剝落功是指促使水損害的熱力學勢能，根據(jù)前述，剝落功越大，促使瀝青/集料界面分離的能量越大。由表4可知，石灰?guī)r、玄武巖、花崗巖與兩種瀝青的剝落功都呈現(xiàn)遞增趨勢;石灰?guī)r和改性瀝青的剝落功最小，因此，該組合抵抗水損害的能力最強。(2)配伍率Wab/Wabw為更好地評判瀝青與集料的粘附效果，使用粘附功和剝落功的比值，定義為配伍率來表征粘附性。分析結(jié)果如圖3所示。相比單獨分析粘附功、剝落功，比值法可以更加全面地分析粘附系統(tǒng)的抗水損性能，包含集料、瀝青和水，3個組件的共同作用。根據(jù)配伍率的概念可知，配伍率越高，表明該組合瀝青與集料的粘附效果更佳，反之較差。通過圖3可知，在6組組合中，改性瀝青和石灰?guī)r組合的配伍率最高，因而，其粘附效果最好，抵抗剝落的能力越強;花崗巖與基質(zhì)瀝青組合的配伍率最差，意味著該組合抵抗剝落的性能較差。石灰?guī)r、玄武巖、花崗巖與2種瀝青的配伍性都呈現(xiàn)遞減趨勢。圖3瀝青與集料的配伍性Fig.3Compatibilityofasphaltandaggregate3結(jié)論(1)石灰?guī)r、玄武巖、花崗巖分別與基質(zhì)瀝青、改性瀝青的粘附功大小呈遞減趨勢。(2)配伍率可以全面地分析粘附系統(tǒng)的抗水損性能，在6組組合中，改性瀝青和石灰?guī)r組合的配伍率最高，其粘附效果最好;花崗巖與基質(zhì)瀝青組合的配伍率最差。參考文獻［1］沙慶林.高速公路瀝青路面早期破壞現(xiàn)象及預(yù)防［M］.北京:人民交通出版社，2001:140－171.［2］王勇.基于表面能理論的瀝青與集料粘附性研究［D］.長沙:湖南大學土木工程學院，2010.［3］肖慶一，郝培文，徐歐明，等.瀝青與礦料粘
【參考文獻】：
期刊論文
[1]材料特性對瀝青-集料界面粘附性的影響[J]. 韓森,劉亞敏,徐鷗明,李波. 長安大學學報(自然科學版). 2010(03)
[2]基于接觸角法計算固體表面張力的研究進展[J]. 羅曉斌,朱定一,石麗敏. 科學技術(shù)與工程. 2007(19)
[3]瀝青與礦料粘附性的測定方法[J]. 肖慶一,郝培文,徐鷗明,汪海年,馮新軍. 長安大學學報(自然科學版). 2007(01)
碩士論文
[1]基于表面能理論的瀝青與集料粘附性研究[D]. 王勇.湖南大學 2010
本文編號：3602441
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