基于摩擦学的表面活性剂类温拌沥青作用机理研究

发布时间：2021-12-29 03:56

　　从沥青在沥青混合料中的实际薄膜状态为研究依据,引入润滑特性作为研究沥青的一个新属性,采用摩擦学理论及相应试验方法,研究沥青在沥青混合料中实际状态下的流变特性。采用球-三板和球-板摩擦试验方法,研究90℃～135℃温度区间下沥青和沥青胶浆的摩擦特征。研究结果表明:球-三板摩擦试验和球-板摩擦试验可以通过摩擦系数的差异,区分温拌沥青和基质沥青特征;温拌沥青和基质沥青摩擦曲线均呈现摩擦系数快速上升、达到峰值、缓慢衰减和快速失稳4个阶段,但是,温拌沥青具有显著的平台期;温度对摩擦试验有一定影响,随着温度增加,摩擦系数逐渐增大;沥青胶浆摩擦系数比沥青摩擦系数偏大50%以上,温拌沥青胶浆与基质沥青胶浆摩擦性能差异10%左右,胶浆差异性比纯沥青差异性低。与传统沥青的黏度一个参数评定沥青混合料压实机理不同,表面活性剂类温拌沥青作用机理由高温时裹附性和低温时摩擦性两个参数组成,而温拌剂的润滑效应随着作用时间更为显著。 

【文章来源】：公路. 2020,65(07)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

球-板摩擦试验

混合料中沥青薄膜状态

目前，基于薄膜状态下的沥青润滑特性研究主要有两种研究方法。一种是以薄膜DSR试验方法为代表的研究方法[8,9]，研究人员在沥青研究领域通过对传统DSR的改进，研发了沥青薄膜DSR试验，如图2所示。研究温拌剂的掺加对温拌沥青降温作用性能的关系，通过对旋转剪切速率、黏度、法相应力等参数的关系，分析温拌剂对温拌沥青混合料的降温机理，其中，剪切速率的范围为1～150rad/s，在此区间内，随着剪切速率增加，扭矩随之增大，当达到最大值时，扭矩随剪切速率的增加迅速减小，试验中的扭矩峰值用于评价沥青的工作性能。研究结果表明，沥青润滑试验得到的沥青润滑能力与沥青混合料的工作性能具有相似的规律。另一种研究薄膜状态下的沥青润滑属性的研究方法是基于摩擦学理论。Hanz、Bennert等[10,11]采用ASTM D5183-05(Standard Test Method for Determination of the Coefficient of Friction of Lubricants Using the Four Ball Wear Test Machine）的四球试验方法，研究温拌剂改善沥青混合料施工和易性的原理。试验通过改装动态剪切流变仪，如图3所示。通过试验获得的扭矩和法向力计算得到不同温度条件下的摩擦系数，借此来分析温拌沥青的降温机理。研究结果表明，该试验方法可以有效识别沥青中是否含有温拌剂，通过摩擦系数的分析能有效地区分基质沥青和改性沥青。但是，研究人员只进行了100℃以下的摩擦试验对比，没有对沥青常规下的压实温度和拌和温度进行对比分析。


本文编号：3555353