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原文传递沥青胶浆的界面行为与机理分析

论文题名：	沥青胶浆的界面行为与机理分析
关键词：	沥青胶浆;界面行为;相态结构;微观表征;沥青路面
摘要：	现阶段我国沥青路面的早期损坏现象十分严重,损坏类型错综复杂,严重地影响了行车的安全性和舒适性,极大地降低了路面的使用品质,缩短了路面的使用寿命,因此解决沥青路面早期损坏在我国现阶段的道路建设和管理养护中是十分必要的。研究表明材料与结构是影响沥青路面的使用性能的两个重要因素。沥青路面所用材料为沥青混合料,其三级分散系统中尤以沥青胶浆最为重要,它决定沥青混合料的路用性能与寿命。沥青胶浆由沥青、填料和界面相组成,界面相常常由于不易捕捉而被研究人员忽略,但实际经验表明沥青胶浆的损坏常常发生在性质陡变的界面相。　　本文采用动态力学分析(DMA)、热力学分析(DSC)、表面物理化学以及多种微观表征技术对沥青胶浆的相态结构、交互作用、粘结粘附等多种物理化学现象进行了研究,从机理上揭示了沥青胶浆的界面行为。主要的研究工作包括以下几点: 　　首先,由于沥青路面工作温度宽,我国北方地区为-40℃到70℃,沥青胶浆在此范围内会发生多种相态转变,界面结构与性能也随之变化,因此本文首先通过 DMA与 DSC相结合研究了沥青胶浆在全温域的相结构与相行为,进而分析了相界面的变化规律。　　其次,由于沥青胶浆的微观机理现仍停留在Л.A.列宾捷尔交互作用理论阶段,始终未曾有人通过试验直接证实该理论的正确性,因此本文利用 DSC技术估算了沥青胶浆的界面层厚度,通过 DMA分析了沥青与填料的交互作用,确定了评价指标,并通过 Carreau粘度模型对三相体系的改性沥青胶浆复杂界面行为进行了分析。　　再次,由于沥青路面的水损害已然成为一种常见且棘手的损坏形式,且研究人员已证实这种损坏源于沥青胶浆与集料的粘附或粘结失效,但未曾有人研究沥青胶浆内部的粘结与粘附特性。因此本文利用表面物理化学手段测试了沥青与填料的表面自由能及其分量,计算了沥青胶浆的粘聚功与粘附功,分析了粘结与粘附的影响因素,并证实了表面能理论与DMA方法的一致性。　　最后,本文通过多种微观测试技术从机理上对界面行为进行了分析。利用原子力显微镜(AFM)对沥青与矿料的纳观形貌与纳观粘附力进行了测试,分析了影响二者表面粘附特性的影响因素;通过红外光谱分析技术(FTIR)对沥青、填料及沥青胶浆的表面官能团进行了表征,进而分析了沥青与填料的化学键合作用;通过净吸附试验研究了沥青与矿料的吸附、脱附特性,利用吸附等温线区分了沥青与矿料的物理化学作用。
作者：	郭猛
专业：	道路与铁道工程
导师：	谭忆秋
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工业大学
学位年度：	2012
正文语种：	中文