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基于表面能理论的沥青与集料粘附性研究
| 论文题名： | 基于表面能理论的沥青与集料粘附性研究 |
| 关键词： | 沥青混合料;粘附性;水稳定性;表面能;粘附功;沥青路面 |
| 摘要： | 随着交通量逐渐增加，超载超速现象越来越严重，很多沥青路面在使用几年后普遍出现了沥青膜剥落、掉粒、松散、坑槽等水损害，这不仅会降低行车舒适性，还会缩短路面的服务年限，增加养护成本。粘附性是影响混合料结构强度与水稳定性的主要因素。因此，研究沥青与集料之间的粘附性对改善沥青混合料的抗水损害性能具有重要意义。 本文在前人的研究基础上，分析沥青与集料的相互作用机理，根据表面能理论建立沥青—集料体系的粘附模型和剥落模型，测定沥青与集料的表面能参数，定量评价沥青与集料的粘附性，并采用水煮法、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验等方法进行验证。得到以下主要结论: (1)沥青主要由非极性碳氢化合物组成，其色散分量占表面能的主要部分;由于SBS吸收了沥青中的轻油组分，使部分非极性的轻油组分转变为极性较大的胶质和沥青质，SBS改性沥青的极性分量增加，由极性分量产生的粘附功也更大，因此，SBS改性沥青与集料的粘附性能更好。 (2)在无水情况下，沥青—集料体系的粘附功为正，有水情况下的剥落功也为正值，说明体系吉布斯自由能降低，无水时沥青与集料的粘附过程，以及水存在时的剥落过程都可自发进行。 (3)水煮法和粘附功所得结论相同，采用基质沥青时，集料粘附性排序为:石灰岩＞砂岩＞花岗岩;采用SBS改性沥青后，集料的粘附性能都得到改善，石灰岩与砂岩的粘附等级都为5级，并且两者粘附功也基本相同，而花岗岩的粘附等级和粘附功都相对较低。 (4)采用粘附功与剥落功比值的绝对值表征水稳定性，与浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验结论基本一致，即采用基质沥青时，水稳定性排序为:石灰岩＞砂岩＞花岗岩;采用改性沥青后，体系抗水损害性能得到改善，其中石灰岩提高最大。 (5)疲劳试验中，相对于未浸水混合料，浸水石灰岩、砂岩沥青混合料的疲劳寿命降低，且砂岩混合料下降幅度更大;无水状态时，试件疲劳破坏呈劈裂状，浸水时，试件的疲劳破坏表现为劈裂和剪切联合作用破坏。 |
| 作者： | 李明婷 |
| 专业： | 材料科学与工程；材料学 |
| 导师： | 吴国雄 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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