基于AFM测试技术的沥青与集料粘附能力试验研究与评价

发布时间：2020-07-13 02:56

【摘要】：沥青与集料间粘附性能的好坏直接影响着沥青混合料的路用性能,对水稳定性能的影响更为重要。目前评价粘附性的试验有水煮法、拉拔试验、光电比色法、表面能理论等方法,但粘附性的评价仍处于宏观、经验性评价等方面,随着原子力显微镜AFM在微观尺度对材料表面形态、力学方面的优势,在道路领域得以应用。本文将AFM试验参数与传统评价方法进行综合分析,以期从微观尺度评价粘附性能及后期对沥青混合料路用性能的影响提供一种更为可靠的方法。首先按照规范试验方法及试验注意事项,对选用的材料进行常规水煮试验、拉拔试验及接触角试验,初步对选用沥青一集料间的粘附性进行评价,试验结果表明对原样沥青与集料间的粘附性进行评价时结论相一致。其次对AFM试验方案进行比选,确定试验参数,优化沥青制备方法,按照不破坏沥青分子结构,老化程度影响小的原则,对不同方法进行比较分析,提出最佳的制备方法。通过AFM轻敲模式对沥青表面进行微观纹理的观测,对沥青在不同时期形态及微观形貌参数的变化规律进行分析,并结合沥青老化过程中组分变化情况,初步分析沥青微观形貌变化的原因;利用AFM接触模式获取沥青表面与探针的粘附力,基于JKR(S)计算模型,求得沥青不同时期的表面能,并与接触角求得沥青表面能进行对比分析,结果表明基于AFM求得沥青表面能与接触角测试方法获取表面能具有良好的联系。最后基于杨氏方程,通过两种材料的表面能可求得二者间的粘附功,并根据水煮法、拉拔试验结果进行相关性分析,结果表明基于AFM测试技术对粘附性评价拉拔试验结果之间相关系数为0.9366,说明二者在评价粘附性能时有很好的关系,且与水煮法试验结果一致,并综合分析了沥青微观构造与宏观粘附性之间的关系,从微观尺度分析粘附性变化原因,为后期更深入研究混合料宏观性能与微观尺度材料变化之间提供一种可能。
【学位授予单位】：长沙理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U414
【图文】：

图１．邋１技术路线图逡逑

石灰岩

图23片麻岩

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本文编号：2752855