瀝青材料的粘度與粘附性研究答辯稿

長安大學(xué)碩士學(xué)位論文辯論會(huì)2003年6月1瀝青材料的粘度與粘附性研究

研究生：封晨輝指導(dǎo)教師：延西利

教

授

2目錄第一章緒論第二章瀝青與集料粘附性的評(píng)價(jià)方法第三章試驗(yàn)材料根本分析第四章瀝青的粘度試驗(yàn)分析第五章瀝青的組分試驗(yàn)分析第六章試驗(yàn)結(jié)果分析第七章結(jié)論與建議3第一章緒論

§1-1瀝青材料概述

§1-2瀝青材料的粘性與粘附性

§1-3瀝青粘度與粘附性的研究現(xiàn)狀

§1-4關(guān)于本課題研究

4瀝青材料概述

瀝青作為一種非常重要的土工材料，被廣泛應(yīng)用于道路工程和建筑防水工程中。以1997年我國的公路建設(shè)為例，我國瀝青的年使用量已突破400萬噸[6]。從世界范圍來看，全世界每年瀝青總用量為7500萬噸，其中80％用于道路工程，約6000萬噸。我國公路根底設(shè)施建設(shè)近年來一直呈飛速上升趨勢，然而，由于建設(shè)速度快，技術(shù)水平低，經(jīng)驗(yàn)不成熟，我國的公路出現(xiàn)問題的現(xiàn)象比較普遍，尤其是瀝青路面的早期破壞，日益成為專業(yè)人士關(guān)注的重點(diǎn)。路面的早期水損害就與瀝青的粘附性密切相關(guān)，粘附性的好壞直接影響著瀝青路面的使用質(zhì)量和耐久性。所以，深入研究瀝青與集料的粘附性對(duì)瀝青路面的效勞水平和效勞質(zhì)量有重大的指導(dǎo)意義。5瀝青的粘結(jié)性是指瀝青材料在外力作用下，瀝青粒子產(chǎn)生相互位移時(shí)抵抗變形的性能。它是與瀝青路面力學(xué)行為聯(lián)系最密切的一種性質(zhì)，通常用粘度〔η〕來表示。瀝青的粘附性是指瀝青與集料的粘附能力，是兩種物質(zhì)在界面上不同分子之間的吸引或排斥作用，可以說吸附作用是瀝青與集料粘附的本質(zhì)。瀝青的粘度和粘附性是影響瀝青混合料路用性能的重要因素。目前，有關(guān)瀝青的粘度和粘附性各自的研究成果很多，但它們之間相關(guān)性的研究卻很少。通常認(rèn)為，瀝青的粘度越大，與集料的粘附性越好。本論文即針對(duì)瀝青的這兩大技術(shù)指標(biāo)提出論題。瀝青材料的粘性與粘附性

6對(duì)瀝青粘附性的研究：對(duì)瀝青與集料評(píng)價(jià)方法的研究

對(duì)改善瀝青與集料粘附性方法的研究

對(duì)影響瀝青與集料粘附性因素的研究

對(duì)瀝青粘度的研究：通過粘溫曲線研究瀝青的流變特性研制新的測粘儀器瀝青粘度與粘附性的研究現(xiàn)狀

7測定克拉瑪依90＃、中海70＃、中海90＃、日本90＃和遼河110＃五種重交瀝青的三大技術(shù)指標(biāo)，通過這些宏觀指標(biāo)評(píng)定瀝青的技術(shù)性能。測定上述五種瀝青80℃～100℃的動(dòng)力粘度，研究瀝青的流變性能。用水煮法測定上述五種瀝青與典型花崗巖、石灰?guī)r的粘附等級(jí)，與瀝青的動(dòng)力粘度對(duì)照分析，尋求兩者之間的相關(guān)關(guān)系。用稱重法測定上述五種瀝青與石灰?guī)r的粘附率，定量評(píng)價(jià)不同粘度瀝青的粘附力。測定上述五種瀝青以及其老化后和改性后的的四組分組成，分析瀝青的化學(xué)組分對(duì)粘附力的影響。結(jié)合“八五〞國家科技攻關(guān)成果對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析論證。關(guān)于本課題研究

8第二章瀝青與集料粘附性的評(píng)價(jià)方法

§2-1瀝青與集料粘附性根本理論§2-2影響瀝青與集料粘附性的因素§2-3瀝青與集料粘附性的評(píng)價(jià)方法9力學(xué)理論力學(xué)理論認(rèn)為瀝青與集料之間的粘附性主要是由于其間分子力的作用。偏重于瀝青與集料的物理作用過程，根據(jù)這一理論可以推斷出，外表粗糙、微孔隙較多的集料容易吸附瀝青，形成穩(wěn)定的混合料結(jié)構(gòu)?；瘜W(xué)反響理論化學(xué)反響理論認(rèn)為，瀝青與集料之間的粘附性主要來源于瀝青與集料外表發(fā)生化學(xué)反響。側(cè)重于瀝青與集料界面上發(fā)生的化學(xué)反響。外表能理論外表能理論認(rèn)為，瀝青與集料之間的粘附性是由于能量作用原理即瀝青潤濕集料外表而形成的。從能量的角度描述瀝青－集料的粘附作用過程。它能很好的解釋水使瀝青從集料外表剝離的過程，并使這一過程定量化：通過測定瀝青與集料之間的接觸角來評(píng)定粘附性能的好壞。分子定向理論分子定向理論認(rèn)為，瀝青與集料之間的粘附性是由于瀝青中的外表活性物質(zhì)對(duì)集料外表的定向吸附而形成的。側(cè)重于從瀝青與集料所帶的外表電荷角度解釋問題。瀝青與集料粘附性根本理論10集料的性質(zhì)集料的吸水率、集料的外表化學(xué)性質(zhì)、外表積、孔隙大小等、集料外表的潔凈程度。瀝青的性質(zhì)瀝青酸值、粘度、瀝青的外表張力、水及荷載的作用混合料的類型以及路基路面的結(jié)構(gòu)，尤其是排水設(shè)施等

影響瀝青與集料粘附性的因素

11常用的粘附性評(píng)價(jià)方法水煮法、水浸法、光電比色法、攪動(dòng)水凈吸附法間接的粘附性評(píng)價(jià)方法靜荷載試驗(yàn)如浸水馬歇爾試驗(yàn)、凍融后劈裂強(qiáng)度試驗(yàn)、浸水劈裂強(qiáng)度試驗(yàn)、浸水抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)等；動(dòng)荷載試驗(yàn)如浸水車轍試驗(yàn)及浸水環(huán)道試驗(yàn)。本論文采用的粘附性評(píng)定方法本論文通過比照不同的試驗(yàn)方法，并結(jié)合實(shí)際的試驗(yàn)條件和工程實(shí)際選用?公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程?〔JTJ052－2000〕“瀝青與粗集料的粘附性試驗(yàn)〞〔T0616－1993〕中的水煮法作為評(píng)定方法。瀝青與集料粘附性的評(píng)價(jià)方法

12選擇代表性集料時(shí)要盡量選擇外表均勻的顆粒，外觀表現(xiàn)為外表顏色一致。控制瀝青被加熱的溫度在150℃左右水煮過程在潔凈透明的大玻璃杯中進(jìn)行，墊石棉網(wǎng)，人為控制水的“微沸〞程度相當(dāng)。水煮時(shí)不時(shí)有瀝青從集料外表脫落漂浮在液面上，為防止集料在取出時(shí)“脫落物〞又粘回去，應(yīng)及時(shí)用報(bào)紙將其粘走。水煮3min后關(guān)火，并及時(shí)在水中觀察瀝青膜剝落情況，評(píng)定等級(jí)。對(duì)5個(gè)集料分別評(píng)定等級(jí)，求其平均值，取接近的整數(shù)作為最后結(jié)果。同時(shí)，找有經(jīng)驗(yàn)的同學(xué)一同評(píng)定，將人為誤差降到最低。標(biāo)準(zhǔn)水煮法本卷須知13按標(biāo)準(zhǔn)的水煮法程序準(zhǔn)備集料和瀝青樣品，并將集料的個(gè)數(shù)增加為10個(gè)，選取結(jié)果相近的幾個(gè)求取平均值。用軟鐵絲將集料在中部系牢，用精度為萬分之一的電子天平稱重，質(zhì)量為W1。按標(biāo)準(zhǔn)的水煮法程序使集料外表裹覆瀝青、水煮、觀察瀝青膜的剝落情況。所不同的是：①靜置20min需左右，稱重瀝青與集料的質(zhì)量為W2，精確到0.0001g。②水煮時(shí)間延長到5min。取10個(gè)潔凈的100ml玻璃小燒杯，編號(hào)并稱重，質(zhì)量記為W3。將水煮過的10個(gè)集料顆粒分別置入10個(gè)小燒杯，置于120℃的烘箱中加熱除水3h后，移入枯燥器冷卻1h，稱重，質(zhì)量為W4。那么粘附率P為：水煮稱重法試驗(yàn)步驟14第三章試驗(yàn)材料根本分析§3-1瀝青材料試驗(yàn)分析

§3-2集料性質(zhì)試驗(yàn)分析

§3-3水煮法粘附性試驗(yàn)

15

瀝青材料試驗(yàn)分析

16瀝青材料試驗(yàn)分析17本論文所選用的集料分別為陜西延安的花崗巖，河南焦作的石灰?guī)r。在長安大學(xué)應(yīng)用化學(xué)與分析測試中心測定兩種石料的SiO2含量，陜西延安的花崗巖為72.3％，河南焦作的石灰?guī)r為25.6％，分別為酸性集料和堿性集料。用肉眼觀察可以發(fā)現(xiàn)陜西延安的花崗巖和河南焦作的石灰?guī)r不同的外表特征：石灰石外表致密均勻，顏色一致，較光滑，屬于微晶結(jié)構(gòu)；花崗巖外表粗糙不平，屬巨晶結(jié)構(gòu)，且不均勻含有石英礦物，外表局部點(diǎn)亮晶晶的。集料性質(zhì)試驗(yàn)分析

18水煮法粘附性試驗(yàn)

19第四章瀝青的粘度試驗(yàn)分析

§4-1試驗(yàn)原理

§4-2Brookfield粘度試驗(yàn)設(shè)備與規(guī)程§4-3Brookfield粘度試驗(yàn)結(jié)果

20旋轉(zhuǎn)粘度計(jì):布洛克菲爾德(Brookfield)型旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)、雙筒旋轉(zhuǎn)式粘度計(jì)、動(dòng)態(tài)剪切流變儀等。毛細(xì)管粘度計(jì)：真空減壓毛細(xì)管粘度計(jì)、逆流式毛細(xì)管粘度計(jì)等。

流出型粘度計(jì)：塞波特粘度計(jì)、恩格拉粘度計(jì)、道路瀝青標(biāo)準(zhǔn)粘度計(jì)等?；逭扯扔?jì)：如殼牌石油公司研制的兩塊平行板之間夾一薄層瀝青的兩塊板式滑板粘度計(jì)、哈爾濱建筑大學(xué)的自行研制的三塊板式滑板粘度計(jì)。

落柱式粘度計(jì)：由和于1963年提出，它是利用一個(gè)雙筒圓柱體，間隙中裝入瀝青試樣，在荷載作用下內(nèi)筒徐徐落下，使試樣與外筒間產(chǎn)生剪切變形，通過荷載與變位的測定求解瀝青粘度。

粘度的測定方法

21Brookfield粘度計(jì)簡介

22Brookfield粘度試驗(yàn)本卷須知將標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)放入加熱爐內(nèi)，以標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)的顯示值與溫控器顯示值作比較〔兩個(gè)溫控器都與此比較〕，確定其差值，以此來修正溫控器讀數(shù)，以保證溫度設(shè)定的準(zhǔn)確性和唯一性。粘度計(jì)和熱容器必須用氣泡水準(zhǔn)和調(diào)平螺絲調(diào)到水平測定粘度前應(yīng)先估計(jì)測定溫度下瀝青的粘度，選擇適合的轉(zhuǎn)子型號(hào)，而且試驗(yàn)時(shí)一般將試樣量適當(dāng)增多。選擇標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)的20rpm轉(zhuǎn)速。測定瀝青不同溫度的粘度通常由低到高依次測定。對(duì)于每一測試溫度，均需恒溫半小時(shí)，在粘度讀數(shù)穩(wěn)定的情況下才可讀數(shù)，以一分鐘為間隔記錄3個(gè)粘度值，求取平均值作為最后結(jié)果。23Brookfield粘度試驗(yàn)結(jié)果及回歸函數(shù)指數(shù)回歸形式：冪函數(shù)回歸形式：24Brookfield粘度試驗(yàn)結(jié)果的回歸分析

25Brookfield粘度試驗(yàn)結(jié)果的回歸分析26分析對(duì)照兩種不同形式回歸的參數(shù)表，五種瀝青在高溫條件下的溫敏性從優(yōu)到劣排序?yàn)椋?/p>

按指數(shù)形式回歸：日本90>克拉瑪依90>中海90>遼河110>中海70按冪函數(shù)形式回歸：克拉瑪依90>日本90>中海90>遼河110>中海70作者認(rèn)為，冪函數(shù)形式的回歸與實(shí)際情況更為接近。從兩種回歸形式的相關(guān)系數(shù)看，冪函數(shù)形式普遍大于指數(shù)形式，說明在高溫域，瀝青的粘溫曲線遵從冪函數(shù)形式。針入度指數(shù)PI值也能表示的瀝青的感溫性，由PI值表示的瀝青的感溫性排序?yàn)椋嚎死斠?0>中海70>日本90>中海90>遼河110與冪函數(shù)回歸的溫敏性排序相比有較大的出入，說明瀝青在不同的溫度域表現(xiàn)的流變特征不同。

27瀝青在高溫域的粘溫關(guān)系遵從冪函數(shù)形式，或者是半對(duì)數(shù)坐標(biāo)下的直線關(guān)系。瀝青在不同的溫度域所表現(xiàn)的性能有較大差異，因此在實(shí)際工程中應(yīng)根據(jù)實(shí)際的氣候條件選擇瀝青。小結(jié)28第五章瀝青的組分試驗(yàn)分析

§5-1瀝青的組分分析概述

§5-2瀝青的四組分試驗(yàn)設(shè)備與規(guī)程

§5-3瀝青的化學(xué)組分試驗(yàn)結(jié)果

29瀝青的化學(xué)組成是影響瀝青性質(zhì)的重要因素，長期以來，許多學(xué)者致力于研究石油瀝青的化學(xué)組成，但是，由于瀝青組成與結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和不確定性，至今沒有明確的可指導(dǎo)實(shí)踐的結(jié)論，特別是化學(xué)組成與其性質(zhì)的相關(guān)性更有待于研究。根據(jù)瀝青在不同有機(jī)溶劑中的選擇性溶解或在不同吸附劑上的選擇性吸附，而將瀝青別離為幾個(gè)化學(xué)性質(zhì)比較接近而又與其膠體結(jié)構(gòu)性質(zhì)、流變學(xué)性質(zhì)和路用性質(zhì)有一定聯(lián)系的幾個(gè)組，稱為組分。隨著別離條件的改變，所得組分的性質(zhì)和數(shù)量都會(huì)有所不同，例如，按目前的試驗(yàn)方法及ISO標(biāo)準(zhǔn)的定義，用正庚烷〔C7〕沉淀瀝青質(zhì)，C/H原子比明顯地要比正戊烷〔C5〕C/H原子比大，此外，正庚烷瀝青質(zhì)還含有較多的雜原子如氮、硫、氧等。所以，瀝青中各組分的名稱和定義多數(shù)是條件性的。瀝青組分概述

30三組分法，即溶解－吸附分析法〔RL哈巴爾德、K.E.斯坦菲爾德法〕。該法將瀝青分解成瀝青質(zhì)〔A〕、油分〔O〕和樹脂〔R〕三種組分。這種組分試驗(yàn)方法的特點(diǎn)是各組分界限明確，但分析時(shí)間長。四組分法，即色譜分析法。該法將瀝青分解成瀝青質(zhì)〔As〕、飽和分〔S〕、芳香分〔Ar〕和膠質(zhì)〔R〕四種組分。這種組分試驗(yàn)方法的特點(diǎn)是試驗(yàn)速度快，組分與瀝青結(jié)構(gòu)關(guān)系密切，但試驗(yàn)操作的要求較高。五組分法，即化學(xué)沉淀法，也稱羅斯特勒法。該法將瀝青分解成瀝青質(zhì)〔A〕、氨基〔N〕、第一酸性分〔A1〕、第二酸性分〔A2〕和鏈烷分〔P〕五種組分。瀝青組分分析方法分類

31瀝青質(zhì)是深褐色至黑色的無定形物質(zhì)。它是復(fù)雜的芳香分物質(zhì)，有很強(qiáng)的極性。瀝青質(zhì)的存在對(duì)瀝青的溫敏性有好的影響，它可使瀝青在高溫時(shí)仍有較大的粘度。膠質(zhì)是半固體或液體狀的黃色至褐色的粘稠狀物質(zhì)。它的化學(xué)組成和性質(zhì)介于瀝青質(zhì)和油分之間，但更接近瀝青質(zhì)。膠質(zhì)最大的特點(diǎn)之一就是化學(xué)穩(wěn)定性很差，在吸附劑的影響下，稍稍加熱，甚至在室溫下，在有空氣存在時(shí)〔特別是在陽光的作用下〕很容易氧化縮合，局部地變?yōu)闉r青質(zhì)。膠質(zhì)在瀝青中屬于強(qiáng)極性的組分。芳香分是深棕色的粘稠液體，由瀝青中最低分子量的環(huán)烷芳香化合物組成的，它是膠溶瀝青質(zhì)的分散介質(zhì)。飽和分是由直鏈烴和支鏈烴所組成的，是一種非極性稠狀油類，對(duì)溫度較為敏感。瀝青中四組分的不同特征

32現(xiàn)代膠體理論認(rèn)為，大多數(shù)的瀝青是由相對(duì)分子質(zhì)量相當(dāng)大、芳香性很高的瀝青質(zhì)分散在較低相對(duì)分子質(zhì)量的可溶質(zhì)中組成的膠體溶液。瀝青質(zhì)分子對(duì)極性強(qiáng)大的膠質(zhì)所具有的強(qiáng)吸附力是形成瀝青膠體結(jié)構(gòu)的根底。沒有極性很強(qiáng)的瀝青質(zhì)中心，就不能形成膠團(tuán)核心，同樣假設(shè)沒有極性與之相當(dāng)?shù)哪z質(zhì)被吸附在瀝青質(zhì)的周圍形成中間相，也不會(huì)形成穩(wěn)定的膠體溶液，只有當(dāng)瀝青質(zhì)和可溶質(zhì)的相對(duì)含量及性質(zhì)相匹配時(shí)，瀝青的膠體體系才處于穩(wěn)定狀態(tài)。按其膠體狀態(tài)的不同，可將瀝青分為三類：溶膠型瀝青、凝膠型瀝青、溶凝膠型瀝青。瀝青的膠體結(jié)構(gòu)

33瀝青四組分別離流程圖34瀝青質(zhì)測定器

玻璃吸附柱示意圖

35嚴(yán)格按照試驗(yàn)規(guī)程所說，按氧化鋁凈重參加1％的蒸餾水。必須嚴(yán)格保證試驗(yàn)溫度維持在50℃±1℃。溶劑的用量及各組分間的切換要盡量統(tǒng)一，按標(biāo)準(zhǔn)要求去做，以保證結(jié)果有好的重復(fù)性?；厥杖軇r(shí)溶劑的流出不宜太快，也不宜把溶劑蒸的太干，以免組分受熱分解而損失。殘留的溶劑可待真空枯燥時(shí)除去。所用沖洗溶劑要盡量來自同一廠家以保證化學(xué)試劑成分的一致性，減少試驗(yàn)誤差。瀝青四組分測定本卷須知36瀝青的化學(xué)組分試驗(yàn)結(jié)果

37從表5－1和表5－2瀝青的四組分組成可以看出：不同品種的瀝青其四組分的組成比例差異很大；同一品種不同標(biāo)號(hào)的瀝青四組分組成較相似，一般高標(biāo)號(hào)瀝青比低標(biāo)號(hào)瀝青瀝青質(zhì)含量多，膠質(zhì)含量少。有資料顯示：瀝青的粘度隨瀝青質(zhì)和膠質(zhì)含量的增多而增大，作者將五種瀝青的瀝青質(zhì)＋膠質(zhì)含量和其80℃的旋轉(zhuǎn)粘度繪制成散點(diǎn)圖，如圖5－6所示，數(shù)據(jù)見表5－5。從圖中可以看出，瀝青的粘度隨瀝青質(zhì)和膠質(zhì)含量的增多大體上是增大的。比照表5－1和表5－3可知，瀝青發(fā)生老化時(shí)，瀝青質(zhì)含量明顯增多，膠質(zhì)含量減少。引起瀝青由溶－凝膠結(jié)構(gòu)向凝膠結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化。由此可見，瀝青質(zhì)和膠質(zhì)的含量對(duì)瀝青性能的影響較大。瀝青質(zhì)和膠質(zhì)是瀝青中的重質(zhì)組分，而且，瀝青中最具化學(xué)活性的成分也存在于其中，因此，作者嘗試用膠質(zhì)和瀝青質(zhì)來評(píng)價(jià)瀝青的性能，這一點(diǎn)在第六章中詳細(xì)論述。試驗(yàn)結(jié)果分析

38瀝青的粘度隨瀝青質(zhì)和膠質(zhì)含量的增多而增大。瀝青發(fā)生老化時(shí)，瀝青質(zhì)含量明顯增多，膠質(zhì)含量減少。瀝青由溶－凝膠結(jié)構(gòu)向凝膠結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化。

瀝青質(zhì)和膠質(zhì)的含量對(duì)瀝青性能的影響較大。

結(jié)論

39第六章

試驗(yàn)結(jié)果分析

§6-1瀝青的粘度與粘附性試驗(yàn)結(jié)果分析

§6-2瀝青的化學(xué)組分與粘附性試驗(yàn)結(jié)果分析§6-3對(duì)瀝青粘附性的認(rèn)識(shí)

40瀝青的粘度與粘附性試驗(yàn)結(jié)果分析

41從表中數(shù)據(jù)可以看出：①克拉瑪依90與石灰?guī)r的粘附性最好，但它的粘度是排在倒數(shù)第二位的；中海70、中海90、遼河110三種瀝青與石灰?guī)r的粘附性等級(jí)相同，但中海70的粘度卻是最大，遼河110的粘度最小，而中海90的粘度居中。因此，可以說瀝青粘度的大小和與石料粘附性等級(jí)的上下沒有明顯的相關(guān)性。②中海90、日本90和遼河110的粘附率幾乎相等，作者認(rèn)為稱重水煮法不能將粘附性的差異區(qū)分出來，這種方法思路很好，但具體操作還有待進(jìn)一步深入研究。③不同瀝青與花崗巖的粘附率都是一級(jí)，說明集料的性質(zhì)是決定瀝青與集料之間粘附性的關(guān)鍵因素。④由表6-2可以看出，瀝青經(jīng)室內(nèi)老化試驗(yàn)后，瀝青的粘度隨老化時(shí)間的延長而增大，但與集料的粘附性降低，這與路用實(shí)際是相符的。瀝青的粘度與粘附性試驗(yàn)結(jié)果分析42國家“八五〞科技攻關(guān)專題粘附試驗(yàn)結(jié)果43圖6－160℃粘度與三種石料吸附量的關(guān)系

圖6－260℃粘度與三種石料凈吸附量的關(guān)系

國家“八五〞科技攻關(guān)專題粘附試驗(yàn)結(jié)果分析44國家“八五〞科技攻關(guān)專題粘附試驗(yàn)結(jié)果分析圖6－360℃粘度與三種石料剝落率的關(guān)系

45國家“八五〞科技攻關(guān)專題粘附試驗(yàn)結(jié)果分析從圖6－1、6－2、6－3中可以看出：瀝青的粘度和其粘附性之間沒有明顯的相關(guān)關(guān)系，粘度大的瀝青粘附性好，但粘度小的瀝青粘附性不一定不好。粘附的好壞很大程度取決于集料的性質(zhì)。由圖6－1可得，片麻巖的初始吸附量最大，其次為石灰?guī)r、花崗巖。從圖6－2和6－3可知，粘附性最好的是石灰?guī)r，其次為片麻巖、花崗巖。片麻巖的初始吸附量較大與它多孔的外表特征有關(guān)，而經(jīng)水剝離后的吸附量小于石灰?guī)r，說明化學(xué)吸附在粘附過程中起主要的作用。從圖6－3中數(shù)據(jù)的分散情況可以說明瀝青的性質(zhì)對(duì)粘附性的影響程度：花崗巖>片麻巖>石灰?guī)r。46試驗(yàn)結(jié)果的綜合分析及研究瀝青粘度是影響瀝青－集料粘附性的重要因素，但沒有明顯的相關(guān)性。通常所謂粘附性隨瀝青粘度的增大而提高的論斷是有前提條件的：同種瀝青對(duì)于同種集料，而且集料的界面特性如形狀、粗糙度、酸堿性根本相同時(shí)，粘附性隨瀝青粘度的增大而提高。尤其對(duì)于酸性集料來說，粘度對(duì)粘附性的影響更明顯。瀝青與酸性集料在接觸界面上發(fā)生的化學(xué)反響較與堿性集料的少，因此，粘度對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響相對(duì)較大。由所有試驗(yàn)結(jié)果可得，無論何種瀝青，與堿性集料的粘附性都好于酸性集料，一般高2個(gè)粘附等級(jí)，說明集料的性質(zhì)是粘附性好壞的關(guān)鍵因素。同時(shí)也可以說明：粘附作用的本質(zhì)是吸附作用，而且化學(xué)吸附較物理吸附穩(wěn)定。瀝青發(fā)生老化后，粘度增大，但與同粘度的未老化瀝青相比，路用性能差了很多。因此，“同一品種不同標(biāo)號(hào)瀝青的粘度越大，粘附性越好〞這一論斷還應(yīng)加一限制條件，即原瀝青。對(duì)于老化瀝青這一論斷不成立，其原因?qū)⒃诘谖逭轮姓撌觥?7小結(jié)一般來說，瀝青粘度與瀝青－集料的粘附性沒有明顯的相關(guān)性。同種原瀝青對(duì)于同種集料，低標(biāo)號(hào)的瀝青粘度較大，與集料的粘附性較高標(biāo)號(hào)的要好，但差異不是很大。集料性質(zhì)是影響瀝青－集料粘附性的重要因素。堿性集料比酸性集料與瀝青的粘附性好。瀝青的性質(zhì)對(duì)酸性集料的粘附性影響比堿性集料粘附性影響程度大。48瀝青的化學(xué)組分與粘附性試驗(yàn)結(jié)果49瀝青的化學(xué)組分與粘附性試驗(yàn)結(jié)果50瀝青的化學(xué)組分與粘附性試驗(yàn)結(jié)果分析圖6－4五種瀝青膠質(zhì)/瀝青質(zhì)比照?qǐng)D圖6－5五種瀝青老化前后膠質(zhì)/瀝青質(zhì)比照?qǐng)D51瀝青的化學(xué)組分與粘附性試驗(yàn)結(jié)果分析對(duì)照表6－4、6－5、6－6、6－7中膠質(zhì)＋瀝青質(zhì)和與石灰?guī)r的粘附性等級(jí)可發(fā)現(xiàn)這兩者之間不存在相關(guān)性，由此也可證實(shí)，瀝青的粘度和粘附性之間不存在明顯的相關(guān)性。由表6－4和圖6－4可知，膠質(zhì)/瀝青質(zhì)的值越大，瀝青－集料的粘附性越好。由表6－5可知，對(duì)于同一種瀝青，瀝青標(biāo)號(hào)越低，瀝青質(zhì)＋膠質(zhì)的含量和膠質(zhì)/瀝青質(zhì)的比值也越大，其粘附性越好。從表6－4、6－6和圖6－5可以看出，瀝青發(fā)生老化后，膠質(zhì)/瀝青質(zhì)減小，瀝青的性能下降，粘附性也變差。瀝青發(fā)生老化時(shí)破壞了瀝青的膠體體系，使其性能下降。瀝青再生中的組分調(diào)節(jié)，主要是增加膠質(zhì)含量，改變老化瀝青的組分比例，使再生瀝青的技術(shù)性質(zhì)根本恢復(fù)到原始瀝青的狀態(tài)。由以上分析可推斷，膠質(zhì)對(duì)瀝青粘附性的影響可能更大。表6－7說明：被SBS吸附過的基質(zhì)瀝青的粘附性有一定提高，瀝青質(zhì)含量增加，但增加不多，膠質(zhì)增加，且增加量較大。這與瀝青老化瀝青質(zhì)增加，膠質(zhì)減少，導(dǎo)致粘附性下降完全不同。由此，更說明膠質(zhì)/瀝青質(zhì)衡量粘附性的合理性。52矩形坐標(biāo)系下瀝青的四組分構(gòu)成試驗(yàn)證實(shí)：瀝青的性能優(yōu)劣很大程度上取決于四組分的組成比例，即瀝青的膠體體系的構(gòu)成。為了研究組分構(gòu)成對(duì)瀝青粘附性的影響，作者依照導(dǎo)師的思路并借鑒大慶道路瀝青組成的三角形坐標(biāo)把表6－4中瀝青的四組分試驗(yàn)結(jié)果繪制到一個(gè)矩形坐標(biāo)系中，其中矩形的每一個(gè)邊代表一種組分，表6－4中每一組分都沒有超過50％，所以每個(gè)坐標(biāo)的長度定為50％，以50cm計(jì)。每一種瀝青的四組分都會(huì)在這個(gè)矩形坐標(biāo)系中形成一個(gè)四邊形，比照每一個(gè)四邊形的面積以及四邊形形心相對(duì)于矩形坐標(biāo)系的形心位置來分析瀝青的化學(xué)組成。克拉瑪依90、中海70、中海90、日本90和遼河110在矩形坐標(biāo)系下的組分構(gòu)成以及形心位置比較如圖6－7所示，每一種瀝青的組分四邊形面積、組分四邊形形心與坐標(biāo)系形心的相對(duì)位置見表6－8。53圖6－7矩形坐標(biāo)系下瀝青的四組分組成及形心位置比較54矩形坐標(biāo)系下瀝青的化學(xué)組成要素55矩形坐標(biāo)系下瀝青組分分析由表6－8可以看出，克拉瑪依90的組分四邊形面積最小，粘附性最好；日本90的組分四邊形面積最大，粘附性最差；而中海70、中海90、和遼河110的組分四邊形面積居中，其粘附性也居中。因此，作者認(rèn)為組分四邊形的面積與瀝青的粘附性相關(guān)性較好，面積越大，粘附性越差。由圖6－7中的瀝青形心位置比較可以看出，克拉瑪依瀝青位于矩形坐標(biāo)系形心右下方較近的位置，粘附性優(yōu)；日本90位于矩形坐標(biāo)系形心左下方較遠(yuǎn)的位置，粘附性差；中海70、中海90和遼河110的形心位置相距很近，集中于矩形坐標(biāo)系左下方較近的位置，粘附性良。并且，克拉瑪依90和中海70、中海90、遼河110的形心與矩形坐標(biāo)系形心距離幾乎相等。由此，作者推斷粘附性較好的瀝青的四組分形心會(huì)落在矩形坐標(biāo)系形心下方3cm左右一個(gè)較小的圓弧范圍內(nèi)。然而，形心落入該區(qū)域的四邊形很多，因此，瀝青的四組分構(gòu)成也復(fù)雜多變。粘附性良好的位置在矩形坐標(biāo)系形心的下部，說明膠質(zhì)對(duì)粘附性的奉獻(xiàn)較大。56小結(jié)瀝青組分中，膠質(zhì)對(duì)瀝青粘附性的影響可能更大；膠質(zhì)和瀝青質(zhì)相對(duì)含量的變化是影響瀝青膠體結(jié)構(gòu)的重要因素，同時(shí)也是粘附性降低的關(guān)鍵原因。從瀝青組分的角度來說，用膠質(zhì)/瀝青質(zhì)比值來評(píng)價(jià)瀝青粘附性更合理。隨著膠質(zhì)/瀝青質(zhì)比值的增大，粘附性變好。但這個(gè)比值并非越大越好，它存在一個(gè)上限，但本論文沒有對(duì)這個(gè)上限值進(jìn)行研