沥青黏附性试验的图像分析方法初探

沥青与集料的粘附性分析沥青与集料粘附性试验沥青混合料的抗水损坏能力是决定路面水稳定性的根本性因素，它主要取决于矿料的性质、沥青与矿料之间相互作用的性质，以及沥青混合料的空隙率、沥青膜的厚度等。

沥青混合料水稳定性的评价方法，通常分两个阶段进行：①第一阶段是评价沥青与矿料的粘附性。

②第二阶段是评价沥青混合料的水稳定性。

文章主要就沥青与矿料的粘附性进行了研究，论述了沥青与集料的几种粘附性理论，分析了粘附性的影响因素，并比较了目前常用的几种粘附性试验方法的优劣。

1沥青与集料粘附性基本理论 1.1力学理论沥青与集料之间的粘附性主要是由于其间分子力的作用［1］。

从微观角度看，集料的表面是粗糙和高低不平的，这种粗糙增加了集料的表面积，使沥青和集料的粘合(界)面积增大，提高了两者之间总的粘结力。

此外，集料的表面存在着各种形状、各种取向、各种大小的孔隙和微裂缝，由于吸附与毛细作用，沥青渗入上述孔隙与裂缝，增加了两者结合的总内表面积，从而提高了总的粘结力。

再者，沥青在高温时以液相渗入骨料孔隙与微裂隙中，当温度降低后，沥青则在孔隙中发生胶凝硬化，这种锲入与锚固作用，增强了沥青与集料之间的机械结合力［2］。

1.2化学反应理论沥青与集料之间的粘附性是由于沥青中的表面活性物质对集料表面的定向吸附而形成的。

如果一个分子中的正电荷与负电荷排列不对称，就会引起电性不对称，因而分子的一部分有较显著的阳性，另一部分有较显著的阴性，这些分子能互相吸引而成较大的分子。

表面活性物质的分子是由极性基和非极性基组成的不对称结构，偶极矩较大，故能表现出力场。

沥青可视为表面活性物质在非极性化合物中的溶液，根据所含表面活性物质数量的不同而具有不同活性。

沥青粘附在集料表面后，沥青在石料表面首先发生极性分子定向排列而形成吸附层，与此同时，在极性力场中的非极性分子，由于得到极性的感应而获得额外的定向能力，从而构成致密的表面吸附层。

因此认为，沥青的极性是黏附的本质，是导致集料吸附沥青的根本原因。

专利名称：一种沥青与粗集料黏附性的试验方法专利类型：发明专利
发明人：李强,孙光旭,马翔,李国芬,许涛
申请号：CN201811387845.5
申请日：20181115
公开号：CN109490192A
公开日：
20190319
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种沥青与粗集料黏附性的试验方法。

包括以下步骤：准备试验用沥青胶结料及符合要求的5颗粗集料样品，利用分析天平称取粗集料质量M～M，并利用3D面积测定仪对粗集料进行扫描得到其表面积A～A，然后将集料加热烘干后浸入预先加热至流淌状态的沥青胶结料中，使沥青胶结料充分裹覆粗集料后拿出；待集料表面的沥青膜固化后，逐个用线提起样品，等待样品完全凝固后再放入自制仪器进行冲刷水煮试验。

试验后再次称量样品质量M′～M′，并通过公式计算粗集料样品表面仍能裹覆的剩余结构沥青膜厚度。

本发明克服了水煮法人为因素影响较大和评价指标不定量的缺陷，也避免了质量损失法中将未参与集料裹覆的自由沥青也计算成水煮质量损失而引起的不可预估的试验误差。

申请人：南京林业大学
地址：210037 江苏省南京市玄武区龙蟠路159号
国籍：CN
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1. 引用标准：1.1《沥青路面施工及验收规范》GB50092-96 1.2《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40-20041.3《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTG E20-20112. 抽样方法及样本大小：2.1见《沥青针入度测定试验作业指导书》。

5.检测系统框图：6. 检测前、后对被测样品、检测仪器、环境要求、设备安装的检查：6.1 检测前：6.1.1 检查被测样品的数量、外观、规格等情况。

6.1.2 检查仪具准用期限，检查仪具是否处于正常工作状态，记录仪具使用情况。

6.1.3检查天平调零，烘箱105±5℃，恒温水槽水温80±1℃，标准筛孔是否锈堵等情况。

6.1.4 记录检测室温度、湿度等。

6.2 检测后：6.2.1 保留余样备用，做好设备记录。

6.2.2 检查使用后仪具是否处于正常工作状态，及时申报维修问题。

6.2.3 搞好检测室卫生，做好仪具清洁保养工作。

6.2.4记录仪具使用后情况。

7. 检测步骤：7.1 大于13.2mm粗集料、水煮法试验。

7.1.1 准备工作：7.1.1.1 用13.2mm、19mm筛筛余取13.2-19mm集料粒径，接近立方体颗粒5个。

7.1.1.2 用洁净水洗净5个颗粒，放入105±5℃烘箱中烘干，置入干燥器备用。

7.1.1.3 用1000ml烧杯，内盛水，置于电炉，煮沸。

7.1.2 测试步骤：7.1.2.1 用细线系牢颗粒中部（逐个系），置入105±5℃烘箱1h。

7.1.2.2 按《沥青针入度试验》实施细则, 制备沥青试样。

7.1.2.3 将加热矿料颗粒，用细线提起浸入预先达温沥青内（石油沥青130-150℃）（煤沥青100-110℃）45s后取出，使之完全被沥青膜包裹。

7.1.2.4 将裹沥青颗粒悬于试验架，下垫废纸，使多余沥青流掉，室温下冷却15min。

7.1.2.5 将冷却颗粒，逐个提起，浸入保持微沸状态水中3min（不允有沸开泡沫）。

目录第一章绪论 (1)§1-1 沥青材料概述 (1)§1-2 沥青材料的粘性与粘附性 (3)§1-3 沥青粘度与粘附性的研究现状 (6)§1-4 关于本课题研究 (9)第二章沥青与集料粘附性的评价方法 (10)§2-1 沥青与集料粘附性基本理论 (10)§2-2 影响沥青与集料粘附性的因素 (13)§2-3 沥青与集料粘附性的评价方法 (15)第三章试验材料基本分析 (21)§3-1 沥青材料试验分析 (22)§3-2 集料性质试验分析 (24)§3-3 水煮法粘附性试验 (25)第四章沥青的粘度试验分析 (28)§4-1 试验原理 (28)§4-2 Brookfield粘度试验设备与规程 (32)§4-3 Brookfield粘度试验结果 (34)第五章沥青的组分试验分析 (39)§5-1 沥青的组分分析概述 (39)§5-2 沥青的四组分试验设备与规程 (44)§5-3 沥青的化学组分试验结果 (47)第六章试验结果分析 (51)§6-1 沥青的粘度与粘附性试验结果分析 (51)§6-2 沥青的化学组分与粘附性试验结果分析 (56)§6-3 对沥青粘附性的认识 (62)第七章结论与建议 (65)参考文献 (67)致谢 (69)第一章绪论§1－1 沥青材料概述沥青作为一种非常重要的土工材料，被广泛应用于道路工程和建筑防水工程中。

据历史记载，最早的沥青路面建成于公元前600年前的巴比伦王国，但这种技术不久便失传了。

一直到19世纪，人们才又开始用沥青来筑路。

1833年，在英国开始进行煤沥青碎石路面铺装；1854年，在巴黎首次用碾压法进行沥青路面铺装；1870年前后在伦敦、华盛顿、纽约等地采用沥青作路面铺装。

沥青与集料的粘附性研究发表时间：2019-09-19T16:44:53.990Z 来源：《工程管理前沿》2019年第15期作者：王冰峰[导读] 沥青与集料的粘附性影响到沥青路面的路用性能，对粘附性进行研究，有助于提高沥青与集料的界面作用力，提高沥青混合料的抗病害能力。

（陕西顺通勘察设计有限公司，陕西省西安市 710000）摘要：沥青与集料的粘附性影响到沥青路面的路用性能，对粘附性进行研究，有助于提高沥青与集料的界面作用力，提高沥青混合料的抗病害能力。

本文通过分析沥青—集料的相互作用，对影响粘附性的因素进行了分析，并对粘附性评价方法进行了阐述，最后提出了提高沥青与集料粘附性的措施建议，期望可为相关研究人员提供借鉴。

关键词：沥青；集料；粘附性；界面作用力Study on Adhesion of Asphalt and AggregateWang Bingfeng(Shaanxi Shuntong Survey and Design Co., Ltd., Shaanxi xi’an 710000)Abstract：The adhesion of asphalt to aggregate affects the road performance of asphalt pavement. Research on adhesion can improve the interfacial force of asphalt and aggregate and improve the disease resistance of asphalt mixture. In this paper, by analyzing the interaction of asphalt-aggregate, the factors affecting the adhesion are analyzed, and the evaluation method of adhesion is expounded. Finally, the suggestions for improving the adhesion of asphalt and aggregate are put forward. Provide reference for relevant researchers. Keywords：asphalt; aggregate; adhesion; interface force0 引言近些年来，随着交通量的不断增长及轴载的增加，前期修建的沥青路面在服务多年后普遍出现了多种病害，水损坏就是最主要的一种，水损坏的出现也会加速沥青路面剥落、坑槽、推移、车辙、卿泥等病害形式的出现。

橡胶沥青碎石封层粘附性试验研究橡胶沥青碎石封层是一种利用橡胶沥青作为黏结剂，将碎石固定在路面表层的材料。

其优点在于具有较好的抗老化性能、耐磨性能和弹性恢复性能，能够有效延长路面的使用寿命。

本文将对橡胶沥青碎石封层的粘附性进行试验研究，以探讨其在不同条件下的性能特点。

一、试验目的本试验的目的是分析不同因素对橡胶沥青碎石封层粘附性能的影响，为优化其使用提供依据。

二、试验内容1.采集不同橡胶沥青黏结剂样品，并对其进行物理性质测试，如粘度、软化点等。

2.准备不同配比的橡胶沥青碎石封层样品，并制备试样。

3.采用剪切粘结强度试验仪，对不同试样进行粘结强度测试。

4.改变不同因素(如温度、湿度、碎石颗粒大小等)，对试样进行粘结强度测试，并记录结果。

三、试验结果与讨论1.橡胶沥青黏结剂的物理性质测试结果表明，不同黏结剂样品具有不同的粘度和软化点。

粘度较高的黏结剂在封层过程中具有较好的渗透性能，能够更好地与碎石粒子结合。

软化点较低的黏结剂在高温环境下会更容易熔化，从而提高粘附性能。

2.橡胶沥青碎石封层样品的粘结强度测试结果表明，不同配比的封层具有不同的粘结强度。

在一定范围内，黏结剂用量的增加会导致封层的粘结强度增加，但超过一定用量后，粘结强度反而下降。

这是由于黏结剂用量过高会使封层过度饱和，导致黏结剂与碎石的结合力减弱。

3.温度、湿度和碎石颗粒大小对橡胶沥青碎石封层粘附性能的影响是显著的。

较高温度和较低湿度下，黏结剂更容易熔化并与碎石结合，从而提高粘结强度。

此外，较小颗粒的碎石更容易与黏结剂形成紧密的结合。

四、结论1.橡胶沥青黏结剂的粘度和软化点等物理性质对封层的粘附性能有一定的影响。

粘度较高的黏结剂在封层过程中具有较好的渗透性能，软化点较低的黏结剂在高温环境下更容易熔化，从而提高粘附性能。

2.橡胶沥青碎石封层的粘结强度受到黏结剂用量的影响。

适当的黏结剂用量能够提高封层的粘结强度，但过高的用量会导致粘结强度下降。

3.温度、湿度和碎石颗粒大小对橡胶沥青碎石封层粘附性能有显著影响。

收稿日期:2005-11-02基金项目:国家自然科学基金项目(50578016)作者简介:肖庆一(1979-),男,天津市人,博士研究生,E -mail:chaphd@s 。

第27卷 第1期2007年1月长安大学学报(自然科学版)Journal of Chang p an University(Natural Science Edition)Vol.27 No.1Jan.2007文章编号:1671-8879(2007)01-0019-04沥青与矿料粘附性的测定方法肖庆一,郝培文,徐鸥明,汪海年,冯新军(长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室,陕西西安710064)摘 要:探讨采用粘附功试验表征沥青与矿料粘附性的可行性,以润湿吸附理论为基础,讨论了沥青与矿料的粘附性与粘附力的内在关系;分析了沥青矿料表面润湿性能对界面粘结强度的影响,提出了以粘附功作为沥青与矿料粘附性的表征指标,设计了以沥青表面张力C 以及沥青在矿料表面接触面H 为基本参数的试验方法;最后对微观分析和水煮试验结果进行了比较。

结果表明,粘附功试验表征沥青与矿料粘附性是可行的,试验数据精确,可达到0.01@10-3N/m 。

关键词:道路工程;沥青混合料;粘附性;润湿;粘附功;接触角;表面张力中图分类号:U 414.75 文献标志码:ANew method for evaluating adhesion between asphalt and aggregateXIAO Qing -yi,H AO Pe-i w en,XU Ou -m ing ,WAN G H a-i nian,FENG Xin -jun(K ey L abo rato ry for Special Ar ea Highw ay Engineering of M inistry of Educatio n,Chang p an U niv ersity ,X i p an 710064,Shaanx i,China)Abstract:The co ncept of adhesive w ork is put fo rw ar d to study the adhesion betw een asphalt and ag greg ate.Based on the w etting theo ry,the r elationship betw een the adhesive perform ance andthe adhesive bo nd of them is discussed,the influence of wetting on the adhesiv e bond is analyzed.The adhesive w or k is taken as the index to present the adhesion betw een asphalt and ag gregate,the test w ith tw o par am eters,the co ntact angle H and asphalt sur face tensio n C ,is carried out,the results are compar ed w ith the ones o f boiling test and SEM test.T he results show that this method has a go od pr ecision to 0.01@10-3N/m.2tabs,7fig s,10refs.Key words:road engineering;asphalt m ixture;adhesion;w etting ;adhesive wo rk;co ntact ang le;surface tension0 引 言随着中国交通运输的发展,公路里程获得了前所未有的增长,但是公路路面的早期破坏特别是沥青路面的早期水损害,成为降低路面服务性能和路面结构稳定性的重要破坏因素之一,已引起普遍重视[13]。