一种沥青与集料黏附性评价方法技术

本发明专利技术涉及一种沥青与集料黏附性评价方法，该评价方法包括采用Wilhelmy吊片法测试沥青的表面接触角，采用躺滴法测试集料的表面接触角，从而计算得出沥青或集料的表面能参数；进而计算得出沥青与集料的黏附功、剥落功、铺展系数和临界表面张力评价指标；根据这些表面能评价指标计算得出沥青与集料的黏附矩阵，从而得出沥青与集料黏附性能的定量综合评价指标；所述的定量综合评价指标综合分析了黏附功、剥落功、铺展系数和临界表面张力指标，指标数值越大说明沥青材料的黏附性能越佳。与现有技术相比，本发明专利技术可以用于从定量分析的角度综合判定不同沥青与集料的黏附状态，评价黏附性能。能。能。

【技术实现步骤摘要】
一种沥青与集料黏附性评价方法


[0001]本专利技术属于道路工程
，涉及一种沥青与集料黏附性评价方法。

技术介绍

[0002]黏附性是沥青材料的主要功能之一，沥青在沥青混合料中以薄膜的形式涂覆在集料颗粒表面，将集料黏结成为一个整体。对于沥青混合料来说，沥青与集料的黏附过程通常发生在拌和过程中，因此可将此过程理解为液相与固相的黏附，即沥青对集料的湿润作用，这一作用决定了沥青与集料在拌和过程中的界面黏附状态，可以通过表面能理论及其相应的参数来对其进行研究。混合料整体黏结性能除与沥青本身的黏结能力有关外，还与沥青和集料之间的黏附作用息息相关。较强的沥青与集料黏附作用使矿质颗粒能够黏结牢固，有利于构成整体强度较高的沥青混合料。目前，规范中制定的对沥青与集料黏附性能的评价体系仅从定性方面入手，对各指标分别进行评价分析，且现有研究分析仅对黏附功和剥落功进行分析，黏附性的评价不够充分。
[0003]综合以上信息，目前缺乏一种沥青与集料黏附性综合评价方法，从定量分析的角度出发，用以综合评价分析沥青与集料的界面特性和黏附性能，进一步掌握集料在沥青混合料中的作用机制。
[0004]专利CN105806747A公开了一种沥青
‑
集料界面黏附性能测定方法，包括，选择三种不溶于沥青且已知表面能的测试液体，测量其在沥青、添加剂或集料表面的接触角，分别计算沥青、添加剂或集料的表面能，基于表面能理论构建黏附模型，计算黏附功，建立能量参数，评价水或添加剂对沥青
‑
集料界面的黏附能力的影响。但该专利仅考虑了沥青
‑
集料的黏附功，未考虑沥青
‑
集料的剥落功、铺展系数等，评价结果缺乏准确性。
[0005]专利CN113155730A公开了一种评价集料与沥青黏附性的方法及确定抗剥落剂掺量的方法，包括以下步骤：采用蒸汽吸附法和插板法获得集料表面能参数和沥青表面能参数，根据所得表面能参数获得沥青与集料在无水状态下的黏附功及在有水状态下的剥落功，并根据所述黏附功和剥落功的比值的绝对值判断集料与沥青黏附性的强弱。但该专利判断黏附性仅选用黏附功与剥落功作为依据，评价指标的综合性不够。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的至少一种缺陷而提供一种沥青与集料黏附性评价方法，本专利技术可以用于从定量分析的角度综合判定不同沥青与集料的黏附状态，评价黏附性能。
[0007]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0008]本专利技术的技术方案之一在于，提供一种沥青与集料黏附性评价方法，该评价方法包括采用Wilhelmy吊片法测试沥青的表面接触角，采用躺滴法测试集料的表面接触角，从而计算得出沥青或集料的表面能、范德华作用力和Lewis酸碱作用力等表面能参数；根据表面能理论推导出沥青与集料的黏附模型和剥落模型(计算公式)；基于表面能参数试验结果
和理论推导模型，进而计算得出沥青与集料的黏附功、剥落功、铺展系数和临界表面张力等评价指标；根据这些表面能评价指标计算得出沥青与集料的黏附矩阵，从而得出沥青与集料黏附性能的定量综合评价指标；
[0009]所述的定量综合评价指标综合分析了黏附功、剥落功、铺展系数和临界表面张力指标，指标数值越大说明沥青材料的黏附性能越佳。
[0010]作为优选的技术方案，所述的集料包括天然集料或炉渣集料。
[0011]作为优选的技术方案，所述的天然集料包括石灰岩或玄武岩。
[0012]作为优选的技术方案，所述的炉渣集料主要组成物质包括玻璃、陶瓷、砖石和熔渣。
[0013]进一步地，所述的Wilhelmy吊片法包括以下步骤：
[0014]首先将沥青加热至呈流动状态，将玻璃片浸润到沥青中，悬挂玻璃片，静置冷却，保温，将玻璃片放置在水平台面上静置冷却，并进行室内养生，以得到光滑的沥青表面，然后将玻璃吊片缓缓浸入已知表面能参数的液体，测定玻璃吊片插入液体达到平衡时受到的拉力，得出沥青与液体的接触角。
[0015]进一步地，所述的加热温度为140
‑
150℃，所述的浸润时间为3
‑
5s，所述的冷却温度为室温，所述的保温温度为115
‑
120℃，时间为1
‑
2h，所述的养生时间为1
‑
3d，所述的浸入时间为20
‑
60s。
[0016]进一步地，所述的躺滴法包括以下步骤：
[0017]使用微量注射器吸取已知表面能参数的液体，从微量注射器中挤出液体形成悬挂液滴，上移样品台使待测固体表面接触到液体，再下移样品台使液体与针尖脱离，在集料表面形成液滴，计算得出集料表面与液体的接触角。
[0018]作为优选的技术方案，所述的液体包括水、乙二醇或甲酰胺。
[0019]进一步地，所述的表面能通过以下步骤计算：
[0020]将液体的表面能参数以及沥青的接触角分别代入公式
[0021][0022]将液体的表面能参数以及集料的接触角分别代入公式
[0023][0024]式中：γ
l
为液体表面能，θ为液体与沥青或集料的接触角，γ
aLW
、γ
lLW
、γ
sLW
分别为沥青、液体、集料的范德华力分量，γ
a+
、γ
l+
、γ
s+
为沥青、液体、集料表面能参数中的酸基，γ
a
‑
、γ
l
‑
、γ
s
‑
为沥青、液体、集料表面能参数中的碱基；
[0025]联立不同液体以及沥青或集料的方程组，计算得出沥青或集料的表面能参数γ
LW
、γ
+
、γ
‑
，并基于几何平均算法，按照各分量酸基参数(电子受体)与碱基参数(电子供体)分别代入公式
[0026][0027]计算得出Lewis酸碱作用力γ
AB
，再由公式
[0028]γ＝γ
LW
+γ
AB
[0029]计算得出沥青或集料的表面能γ。
[0030]进一步地，所述的黏附功通过以下步骤计算：
[0031]将沥青和集料的表面能参数分别代入公式
[0032][0033]计算得出沥青与集料的黏附功W
as
，下标as表示沥青与集料的黏附过程，下标a表示沥青(asphalt)，下标s表示集料(stone)。
[0034]进一步地，所述的剥落功通过以下步骤计算：
[0035]将沥青和集料的表面能参数分别代入公式
[0036][0037][0038][0039][0040][0041][0042][0043][0044][0045]计算得出沥青与集料的剥落功W
asw
，下标asw表示沥青从集料表面剥落的过程，下标w表示水(w本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种沥青与集料黏附性评价方法，其特征在于，该评价方法包括采用Wilhelmy吊片法测试沥青的表面接触角，采用躺滴法测试集料的表面接触角，从而计算得出沥青或集料的表面能参数；进而计算得出沥青与集料的黏附功、剥落功、铺展系数和临界表面张力评价指标；根据这些表面能评价指标计算得出沥青与集料的黏附矩阵，从而得出沥青与集料黏附性能的定量综合评价指标；所述的定量综合评价指标综合分析了黏附功、剥落功、铺展系数和临界表面张力指标，指标数值越大说明沥青材料的黏附性能越佳。2.根据权利要求1所述的一种沥青与集料黏附性评价方法，其特征在于，所述的Wilhelmy吊片法包括以下步骤：首先将沥青加热至呈流动状态，将玻璃片浸润到沥青中，悬挂玻璃片，静置冷却，保温，将玻璃片放置在水平台面上静置冷却，并进行室内养生，然后将玻璃吊片缓缓浸入已知表面能参数的液体，测定玻璃吊片插入液体达到平衡时受到的拉力，得出沥青与液体的接触角。3.根据权利要求2所述的一种沥青与集料黏附性评价方法，其特征在于，所述的加热温度为140
‑
150℃，所述的浸润时间为3
‑
5s，所述的冷却温度为室温，所述的保温温度为115
‑
120℃，时间为1
‑
2h，所述的养生时间为1
‑
3d，所述的浸入时间为20
‑
60s。4.根据权利要求1所述的一种沥青与集料黏附性评价方法，其特征在于，所述的躺滴法包括以下步骤：使用注射器吸取已知表面能参数的液体，从注射器中挤出液体形成悬挂液滴，上移样品台使待测固体表面接触到液体，再下移样品台使液体与针尖脱离，在集料表面形成液滴，计算得出集料表面与液体的接触角。5.根据权利要求1所述的一种沥青与集料黏附性评价方法，其特征在于，所述的表面能通过以下步骤计算：将液体的表面能参数以及沥青的接触角分别代入公式将液体的表面能参数以及集料的接触角分别代入公式式中：γ
l
为液体表面能，θ为液体与沥青或集料的接触角，γ
aLW
、γ
lLW
、γ
sLW
分别为沥青、液体、集料的范德华力分量，γ
a+
、γ
l+
、γ
s+
为沥青、液体、集料表面能参数中的酸基，γ
a
‑
、γ
l
‑
、γ
s
‑
为沥青、液体、集料表面能参数中的碱基；联立...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙瑜，吉罗，廖剑，黄崇伟，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：