基于表面能理論的溫拌瀝青混合料水穩(wěn)定性研究.pdf

1、溫拌技術(shù)作為一種節(jié)能環(huán)保型的新型綠色路面鋪筑技術(shù)已在國內(nèi)外得到了廣泛的研究和應(yīng)用。在研究和應(yīng)用過程中,部分學(xué)者提出水穩(wěn)定性可能是溫拌瀝青混合料大面積應(yīng)用的一個(gè)技術(shù)瓶頸,因此溫拌瀝青混合料水穩(wěn)定性已成為眾多道路研究者所關(guān)注的熱點(diǎn),為此,本文應(yīng)用目前在瀝青混合料水穩(wěn)定性研究方面應(yīng)用廣泛并得到了眾多學(xué)者認(rèn)可的表面能理論對(duì)溫拌瀝青混合料水穩(wěn)定性展開了系統(tǒng)深入的研究。
　　 表面能理論認(rèn)為瀝青混合料體系內(nèi)粘附功是影響瀝青混合料水穩(wěn)定性的一

2、個(gè)重要因素。首先,選取了研究用原材料并進(jìn)行了其基本性質(zhì)檢測(cè),同時(shí)在現(xiàn)有的瀝青、水與礦料三相體系的粘附模型的基礎(chǔ)上,從Gibbs自由能概念出發(fā),對(duì)該模型進(jìn)行了驗(yàn)證與解釋,以此為基礎(chǔ)建立了瀝青、溫拌劑、水與礦料四相體系的粘附模型。接著選取了合適的瀝青、溫拌劑和礦料表面能測(cè)試及計(jì)算方法,確定了各種原材料表面能參數(shù),同時(shí)進(jìn)行了溫拌劑對(duì)瀝青表面能的影響分析,確定出不同粉膠比下的瀝青膠漿表面能,分析了粉膠比變化對(duì)瀝青膠漿表面能的影響。最后結(jié)合粘附模

3、型及確定的各種原材料表面能參數(shù)進(jìn)行了溫拌瀝青混合料體系內(nèi)粘附功計(jì)算分析,從表面能理論出發(fā)探討了溫拌瀝青混合料水穩(wěn)定性。通過以上的研究與分析,取得了如下研究成果:
　　 從Gibbs自由能概念出發(fā)對(duì)推導(dǎo)出瀝青、水與礦料的粘附模型,該粘附模型表達(dá)式與現(xiàn)有文獻(xiàn)中給出的粘附模型表達(dá)方式完全相同,說明從Gibbs自由能概念出發(fā)建立瀝青、水與礦料的粘附模型的思路是合理的。在此基礎(chǔ)上,建立了瀝青、溫拌劑、水與礦料四相體系的粘附模型。
　

4、　 瀝青表面能中非極性部分即范德華力占據(jù)主要作用,極性部分即lewis酸堿力相對(duì)而言對(duì)瀝青表面能作用較小;改性瀝青具有比基質(zhì)瀝青更大的內(nèi)聚力。溫拌劑表面能參數(shù)中,非極性分量占據(jù)主要部分,極性部分只占其總量的22％左右;溫拌劑的添加既可以造成瀝青表面能增加又可以降低瀝青表面能。不同瀝青制備的瀝青膠漿隨著粉膠比的變化其表面能沒有呈現(xiàn)出規(guī)律性的變化。對(duì)于礦料而言,由于礦料來源不同、測(cè)試環(huán)境下空氣中雜質(zhì)含量以及試驗(yàn)操作誤差等眾多原因會(huì)導(dǎo)致表面

5、能結(jié)果相差較大。
　　 無水條件下,膠結(jié)料為基質(zhì)瀝青時(shí)的溫拌瀝青混合料體系內(nèi)粘附功要小于改性瀝青,溫拌瀝青混合料體系內(nèi)粘附功要大于熱拌瀝青混合料體系內(nèi)粘附功;有水存在時(shí)溫拌瀝青混合料體系內(nèi)粘附功急劇下降,下降幅度要大于熱拌瀝青混合料。
　　 膠結(jié)料選取不同,溫拌瀝青混合料體系內(nèi)部粘附功計(jì)算結(jié)果不同,當(dāng)?shù)V料選為石灰?guī)r制各溫拌瀝青混合料時(shí),不論采用何種瀝青,溫拌瀝青混合料水穩(wěn)定性相比于熱拌瀝青混合料水穩(wěn)定性不會(huì)降低。但對(duì)于花