[发明专利]基于润湿理论的沥青与矿料粘附性评价方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在高温条件下基于润湿理论来定量评价沥青与矿料粘附性的方法，即通 过测定在高温同一设定温度下沥青的表面张力和沥青在矿料表面的接触角，进而得到沥青与 矿料的粘附功来定量评价沥青与矿料的粘附性能，以反映出沥青在高温呈液态时对矿料的润 湿能力及对沥青混合料的稳定性的影响。

背景技术

近年来沥青路面的水损害问题引起人们越来越多的关注，水损害大大降低了路面的使用 性能及使用寿命。沥青混合料成型过程中涉及多个阶段的粘附过程，而在沥青混合料拌和过 程中沥青与集料的粘附过程即是沥青在矿料表面润湿、铺展的过程，受沥青性质、矿料性质 及温度的影响，且润湿、铺展的状态好坏直接影响沥青混合料的使用性能。根据润湿理论， 通过测得在高温条件下沥青与矿料的粘附功可以定量评价沥青的粘附性能，反映沥青在高温 条件下对矿料的润湿状态。

综合国内外运用润湿理论在涂料、防水等方面的研究可以看出，通过粘附功可以有效地 评价材料的粘附性，而用于评价沥青和矿料的粘附性的研究并不多。考虑到沥青材料的特殊 性，即沥青具有极强的温度敏感性，在常温条件下呈固态或半固态，而在其软化点以上的高 温条件下呈流动的液态，运用润湿理论研究沥青对矿料的润湿、铺展状态需要在高温条件下 进行，温度的准确控制尤为重要。

受到试验条件的限制，运用润湿理论评价在高温状态下沥青与矿料的粘附性没有形成统 一的标准：试验方法比较混乱，不同的研究者采取了不同的方法和不同的测试标准，虽然也 得出了一些研究成果，但不同的试验方法得出的实验结论难以统一；高温下沥青与矿料的接 触角测定受温度影响较大，而实验者对温度控制比较随意，不能保证实验过程中测试温度的 稳定；矿料表面粗糙度同样会影响沥青在矿料表面的铺展，而在目前的研究中没有对矿料的 表面粗糙度提出同一的标准。

因此，本发明针对现阶段国内外已有的研究成果和存在的主要问题，以润湿理论为指导， 提出了在高温条件下运用粘附功来定量评价沥青与矿料的粘附性的方法。

发明内容

本发明的目的是以润湿理论为指导，提出在高温条件下运用粘附功来定量评价沥青与矿 料的粘附性的方法。

基于润湿理论的沥青与矿料粘附性评价方法，包括如下步骤：

1)、选用待测沥青和矿料；

2)、按照下列方法测定高温条件下沥青与矿料的粘附功；

(A)沥青表面张力测定，基于悬滴法理论，测定温度为沥青拌合温度±10℃下的沥青表 面张力；

(B)在温度为沥青拌合温度±10℃下，采用躺滴法测定沥青与矿料接触角；

(C)根据润湿理论中粘附功计算公式1，结合沥青表面张力和接触角试验数据计算沥青 与矿料粘附功；

W_sl＝γ_l(1+cosθ)(公式1)

式中：

γ_l-液体表面张力，mJ/m²；

W_s—液固粘附功，mJ/m²；

θ—沥青与矿料接触角。

所述步骤(B)沥青滴定控温装置及矿料恒温室设定在沥青拌合温度±10℃进行恒温，将 温沥青于恒温下滴于矿料表面，测定液滴稳定1s时的接触角数值。

所述步骤(B)中矿料被切割成2-3mm厚的薄片。

所述步骤(A)使用DSA4(DropShapeAnalyzer4)接触角测量仪通过计算机自动图像 采集及处理可直接得出沥青的表面张力。

所述沥青拌合温度通过测定不同温度下的沥青粘度，作出粘-温曲线，以沥青粘度 0.17±0.02P_a·s时对应的温度作为拌和温度。

本发明方法测定的粘附功的大小及可定量评价沥青与矿料的粘附性能，反映高温条件下 沥青对矿料的润湿、铺张状态。本发明是根据润湿理论分别测得沥青的表面张力、沥青与矿 料的接触角，进而得到高温下沥青与矿料的粘附功，以粘附功来定量评价沥青与矿料的粘附 性能的方法。

附图说明

图1：表面张力测量示意图，

图2：沥青与矿料接触角测量示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明。

根据本发明的内容，具体实施步骤如下：