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水环境下沥青组分结构的改变及其对沥青-集料粘结性能的影响
| 论文题名： | 水环境下沥青组分结构的改变及其对沥青-集料粘结性能的影响 |
| 关键词： | 水环境;沥青组分结构;沥青-集料;粘结性能 |
| 摘要： | 沥青-集料之间的粘结性能因其对沥青路面的使用寿命有显著影响而备受研究人员的关注。而水分诱导的粘结性能的劣化则是缩短沥青路面使用寿命的主要原因。本文致力于研究水环境下沥青组分结构的改变及其对沥青-集料粘结性能的影响。首先通过微观性能测试评估了水分对沥青组分结构的影响，分析了水环境下沥青组分结构发生改变的机理。然后通过开发的倾斜剪切试验对水分调节前后沥青-集料的粘结性能进行定量评价。最后基于Pearson系数分析了水环境下沥青组分结构的改变对沥青-集料粘结性能的影响。主要结论如下： （1）集料表面上的结构沥青经水分调节之后的微观性能测试结果显示，沥青的组分结构发生了改变。傅里叶红外光谱（FTIR）结果显示，沥青的芳香指数（AI）降低，脂肪族指数（ALI）升高。凝胶渗透色谱实验（GPC）表明，沥青质、胶质的含量增多，芳香分和饱和分的含量下降。荧光分析（FM）结果显示，改性沥青中的聚合物发生了进一步的溶胀。 （2）分析了水环境下沥青组分结构发生改变的机理。强极性的水分子侵入沥青内部之后，与沥青中的极性组分相互吸引，使得沥青中的轻质组分迁移，部分迁移的轻质组分到达沥青-集料界面在与水分的协同作用下减弱沥青与集料之间的粘结力，或被改性沥青中的聚合物吸收发生进一步的溶胀。 （3）基于新提出的接触角测量方法，发现沥青对石灰岩的润湿性最好。当加热温度相同时，6种沥青（克拉玛依90#沥青，韩国SK公司的70#和90#沥青，SBS改性沥青，橡胶沥青，橡胶/SBS改性沥青，分别记作K90、SK70、SK90、SBSMA、CRMA及CR/SBSMA）对集料的润湿性可排序为K90gt;SK90gt;SK70gt;CRMAgt;SBSMAgt;CR/SBSMA。 （4）水分调节后沥青-集料间的粘结性能显著下降，然后随着调节时间的延长又有一定程度的提高。水分对基质沥青-集料之间粘结性能的影响要高于对改性沥青-集料间粘结性能的影响，60℃水分环境能对沥青-集料之间的粘结性能造成更高程度的损害。 （5）基于Pearson系数分析了水环境下沥青组分结构的改变对沥青-集料粘结性能的影响。水分调节之后沥青AI指数的变化值与粘结力损失量之间的Pearson系数超过0.8，沥青各组分含量的变化值与粘结力变化量之间具有很强的相关性。这表明水环境下沥青组分结构的改变对沥青-集料之间的粘结性能有重要影响。 |
| 作者： | 葛万帅 |
| 专业： | 材料工程;道路建筑材料 |
| 导师： | 丛培良 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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