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集料特性对沥青-集料界面性能影响研究
| 论文题名： | 集料特性对沥青-集料界面性能影响研究 |
| 关键词： | 集料特性;沥青-集料;界面性能;表面纹理特性 |
| 摘要： | 沥青和集料界面上的相互作用是沥青混合料结构形成的决定性因素,它不仅关系到沥青混合料的强度、温度稳定性、老化速度,而且直接决定了沥青与集料的粘附性的大小。为进一步探索研究沥青/集料界面相互作用机理,分析集料的物理化学特性对沥青/集料界面性能的影响,为改善沥青/集料界面性能提供帮助。本文从试验角度,从集料的主要化学成分、集料表面纹理特性和集料表面自由能特性三方面开展研究。 集料的化学成分特性方面,通过DSR实验从力学角度对沥青和集料单一化学成分进行研究,分别用分析纯的二氧化硅、氧化铁、氧化铝、氧化钙、氧化镁代替来单一研究集料化学成分对沥青和集料界面相互作用的影响,选用K.Ziegel-B作为评价指标。掺加的五种不同粉末的沥青胶浆中,氧化镁和氧化铁粉所起的作用显著,掺加这两种粉末的沥青胶浆具有较大的K.Ziegel-B值,即界面粘结性能最佳;掺加二氧化硅粉的沥青胶浆的K.Ziegel-B值显著低于其他四种沥青胶浆,其沥青胶浆的界面粘结性能最差;掺加氧化钙和氧化铝粉的沥青胶浆的K.Ziegel-B值居中,沥青胶浆的界面粘结性能一般。 集料的表面纹理特性方面,利用分形理论表征集料的表面纹理特性。选用投影覆盖法并编写Matlab程序测算了三种不同集料的分形维数Ds。同种粒径不同矿质集料颗粒的分形维数:粒径9.5mm的矿质集料,辉绿岩>石灰岩>玄武岩;粒径13.2mm的矿质集料,石灰岩>辉绿岩>玄武岩;粒径16mm的矿质集料,石灰岩>辉绿岩>玄武岩。集料表面纹理对沥青/集料界面强度的影响分析表明,随着集料的分形维数增大,界面剪切强度也随之增大,基本呈线性关系,即集料的表面纹理越粗糙,沥青/集料界面强度越大。 集料的表面自由能特性方面,采取了接触角法中的毛细管上升法来测定了三种不同集料(石灰岩、玄武岩和辉绿岩)的表面自由能。辉绿岩的表面能最大,其次是石灰岩,玄武岩的表面能最小。结果表明三种集料的表面能大小不能完全决定沥青/集料界面强度。集料的表面能分量范德华作用力分量和路易斯酸碱作用分量也不能很好地看出沥青/集料界面的相关性。利用表面能理论计算的沥青/集料的粘附功,辉绿岩的粘附功最大,然后是石灰岩和玄武岩。这和本文相同纹理的石灰岩、玄武岩和辉绿岩的沥青/集料界面剪切试验结果相同,具有很好的相关性。 |
| 作者： | 孔维川 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 裴建中 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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