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1、第25卷第1期88中外公路2005年2月文章编号:1671-2579(2005)01-0088-03集料表面能对热拌沥青混合料性能的影响12冯新军,郝培文编译(1.长沙理工大学,湖南长沙410076;2.长安大学)摘要:新破碎集料的表面能随储存时间而变化,在室外储存120d后,表面能达到最小,这种变化与集料的极性、水的吸附以及表面灰尘有关。该文对不同来源的集料与不同油源的沥青结合料间相互作用进行了研究,结果表明:新破碎集料使得沥青对水和交通共同作用更
2、加敏感,但集料破碎后储存2~3个星期,其表面能会大大降低,从而降低沥青混合料的水敏感性。关键词:集料表面能;热拌沥青;混合料;性能新破碎集料的表面活性是最高的,在室外储存其表面能减至最小并处于热力学稳定状态,故水(极性120d左右表面能达到最低。极性作为集料的表面活流体)能够从集料表面将沥青(共价流体)剥离下来。性,与粘附性有关,不同储存时间的集料对粘附性有很1.2集料与沥青之间的粘附性破坏大的影响,因而也影响着热拌沥青混合料的性能。沥青路面在使用过程中不仅承受交通荷载的作SCHMALZ、ETAL(1997)研究表
3、明:新破碎集料用,还受到气候因素的影响。一般来讲,单纯的动力荷的表面活性达到最高,在长时间露天储存后,表面活性载不足以破坏集料与沥青之间的粘附性,但在有水存降低。随着污物效应的出现,集料表面的自由价达到在的情况下,这些荷载可能很容易引起粘附性破坏。饱和,即集料在刚破碎时自由价出现在它的表面,在露集料与沥青之间的粘附性破坏有两种类型:粘聚天储存期间通过空气中的微粒、雨水中溶解的离子的力破坏和粘附力破坏。粘聚力破坏就是在保证集料与共同作用达到饱和。本研究采用Hamburger车辙仪沥青之间粘附作用的前提下发生的集料颗粒间的相
4、互对储存120d前后的两种不同岩相集料(苏长岩和鱼分离;而粘附力破坏是在集料与沥青的界面处形成局耳石)组成的沥青混合料进行车辙试验,以分析集料表部或整体的断裂面。粘聚力破坏一般出现在纯净、干面活性对沥青混合料变形的影响。燥集料所组成的沥青混合料中,而粘附力破坏是在有水的情况下发生的。雨水是主要的侵蚀性物质,通常1集料表面活性表现为酸性反应,不纯的水可以降低表面张力。根据热力学原理可知,引起粘附力破坏的原因一般是水的1.1集料表面活性和集料与沥青之间的粘附性置换作用、水的渗透和沥青膜剥落等。根据渗透理论,沥青与集料表面
5、接触,自身就会产生定向,使集料集料与沥青发生粘附力破坏而沥青膜完好无损,是因表面能趋于饱和且达到最大值。沥青分子的自身定向为水分到达了集料与沥青的界面。水分以液态或气态是在对集料表面的浸润过程中形成的,即带负电的集的形式存在,向界面的扩散过程是可逆的,即如果在粘料分子与沥青分子的带正电部分中和,所以集料表面附力破坏后将渗入的水分通过烘干等方式扩散出去,的电荷被中和。粘附力可以完全恢复。界面能理论认为:集料与沥青之间的粘附性是与若集料与沥青间的粘附力破坏了,那么水分子就集料的表面能相联系的热力学现象,极性流体对集料会扩散到
6、集料表面并形成电解液。碱金属离子和含碱表面的吸附力比共价流体更强,因为极性流体能够将土的金属离子能被水相滤析出来,引起水的pH值升收稿日期:2004-06-291期集料表面能对热拌沥青混合料性能的影响89高,因此沥青中吸收的酸被离解出来,结果沥青也获得干、筛分;另一半放在木支架上露天储存120d,分别用了负电荷。由于水和沥青的表面都排列着同种电荷,来制备车辙试件。分别在不同的储存时间从贮料堆内所以相互排斥,结果更多的水进入界面。在这个过程部取0~2mm机制砂测试表面活性
7、,每次取样后,将中,沥青膜下的水膜变厚了,所以沥青继续剥落。铲走的集料重新覆盖在贮料堆上。1.3确定表面活性的试验方法(甲基兰吸附法)表2集料岩相试验按照ISSA1989中的试验方法进行。选用过集料最大密度岩相矿物组成-3/g!cm筛的0~2mm(未洗)集料(2000.1)g放入1000苏长岩2.997斜长石,辉石,磁铁矿,磷灰石,云母mL的烧杯中,加入(2000.19)g蒸馏水,用磁性搅鱼耳石2.752方解石,白云石,石英拌器搅拌2min,等待5min,然后用吸管逐渐滴加2mL甲基兰溶液,再搅拌2min。每次滴
8、加甲基兰溶液表3沥青的技术性质并搅拌后,取一滴放在滤纸上,当滤纸上的点呈现光环沥青等级软化点/∀针入度/0.1mm弹性恢复/%效应时,表明所用0~2mm集料表面已经被甲基兰覆B50/705064盖了(过量的甲基兰表现为光环效应),这样就测定了PmB45614277精确到0.5mL的甲基兰溶液的值(即甲基兰值)。2
