一種表征集料與瀝青粘附作用的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于道路工程漸青試驗(yàn)領(lǐng)域，設(shè)及一種表征集料與漸青粘附作用的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 漸青混凝±的抗水損傷能力是影響漸青路面水穩(wěn)定性的根本性因素。水穩(wěn)定性不 足會(huì)導(dǎo)致集料從路面剝離，并逐步形成坑法，嚴(yán)重影響了路面的行駛質(zhì)量和交通安全。路面 研究人員對(duì)于漸青路面水損傷機(jī)理的研究還在不斷深入，一般認(rèn)為漸青與集料之間粘附作 用的損失和漸青粘合劑的內(nèi)聚力弱化是導(dǎo)致水損傷的主要原因。漸青與集料之間的粘附機(jī) 理主要與W下兩個(gè)方面有關(guān)：（1)漸青與集料之間的吸附作用和表面相互作用，主要受漸青 與集料的化學(xué)活性，集料表面的粗糖程度及孔隙的影響；（2)漸青本身的內(nèi)聚力，與漸青的 粘度相關(guān)。
[0003] 因此，考慮漸青與集料之間的粘附性能是十分必要的。然而，現(xiàn)有的各種評(píng)價(jià)和分 析漸青與集料粘附作用的試驗(yàn)方法都存在各種各樣的問(wèn)題，運(yùn)里對(duì)主要的評(píng)價(jià)方法進(jìn)行綜 述。
[0004] (1)水煮法。用高溫度的水a(chǎn)〇〇°C左右)及較短的時(shí)間（3分鐘左右)作為剝離裹附 于集料表面漸青膜的手段，可用于檢驗(yàn)粗集料與漸青粘附作用強(qiáng)弱，試驗(yàn)時(shí)間短，設(shè)備簡(jiǎn) 單，漸青膜的剝落直觀明顯。然而，該方法的指標(biāo)不定量，實(shí)驗(yàn)條件難W精確掌握，并且粘附 等級(jí)的評(píng)定受人為因素影響大，主觀性太強(qiáng)。對(duì)不同改性漸青之間粘附性大小的評(píng)定靈敏 性差。
[0005] (2)靜態(tài)浸水法。用較高溫度的水(80±rC)及較長(zhǎng)的時(shí)間（30分鐘)作為剝離裹附 于集料表面漸青膜的手段來(lái)評(píng)價(jià)粘附性。該試驗(yàn)采用的集料數(shù)量較水煮法多，實(shí)驗(yàn)結(jié)果較 準(zhǔn)確。但是與水煮法一樣需要用肉眼判斷剝落率的大小，人為因素影響較大。
[0006] (3)光電比色法。將一定數(shù)量的裹附漸青的集料浸置于60°C的染料水溶液中，溶液 的濃度已知，2小時(shí)后，因水浸而剝落的集料表面將吸附染料，使水溶液中染料濃度下降。染 料濃度的下降可用分光光度計(jì)測(cè)定，從而計(jì)算出漸青膜的剝落率。該方法的粘附性指標(biāo)完 全量化，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中人為因素影響較小。但是該方法的試驗(yàn)操作要求較高，并且數(shù)據(jù)偏大， 因?yàn)閷?shí)驗(yàn)結(jié)果不僅包括了漸青自礦料表面剝落缺點(diǎn)的百分率，也包括了漸青自礦料表面剝 離但未剝落的百分率。此外，試驗(yàn)結(jié)果不僅與集料的品種、二氧化娃的含量有關(guān)，還受集料 表面組織及結(jié)構(gòu)的影響。
[0007] (4)SHRP凈吸附法。此方法是基于在漸青-水-礦料體系中，礦料表面對(duì)漸青有吸附 作用W及遇水后水對(duì)漸青的置換作用使?jié)u青薄膜剝落運(yùn)一特性，將一定粒級(jí)的礦料放入漸 青-甲苯溶液中一段時(shí)間，則會(huì)有一部分漸青吸附在礦料表面上，之后向漸青-甲苯溶液中 加入一定量的水，那么水就會(huì)對(duì)吸附在礦料表面上的漸青進(jìn)行置換。用分光光度計(jì)測(cè)出濃 度，即可算出礦料對(duì)漸青的吸附量及加水后漸青的剝落量，從而可W計(jì)算出礦料表面上的 漸青的剝落率或吸附率，W表征漸青與礦料的粘附性。相對(duì)于使用染料示蹤，該方法直接用 漸青-甲苯溶液中漸青濃度的改變來(lái)計(jì)算剝落率。誤差小，外界干擾因素小，數(shù)據(jù)客觀、重現(xiàn) 性好。但是試驗(yàn)操作復(fù)雜，要求高，耗時(shí)長(zhǎng)。
[0008] 上述的幾種評(píng)價(jià)漸青與集料粘附作用的試驗(yàn)方法都是從宏觀角度進(jìn)行分析，且主 要是考慮水對(duì)集料和漸青粘附作用的破壞，然而漸青與集料的分離還應(yīng)考慮漸青本身內(nèi)聚 力損失的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 技術(shù)問(wèn)題:本發(fā)明提供一種操作簡(jiǎn)單，材料耗費(fèi)少，測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確直觀的表征集料 與漸青粘附作用的方法。
[0010] 技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明表征集料與漸青粘附作用的方法采用的 技術(shù)方案是：
[001。 步驟1:將漸青放入烘箱中，加熱至液態(tài)；
[0012]步驟2:取漸青滴于標(biāo)準(zhǔn)尺寸的載玻片一面，并放回烘箱中約10分鐘，便于漸青充 分散開(kāi)，形成平整的漸青試樣；
[001引步驟3:將試樣取出冷卻至室溫，用于試驗(yàn)；
[0014] 步驟4:選擇探針并進(jìn)行校準(zhǔn)；
[0015] 步驟5:規(guī)定漸青試樣中間一塊40μπιΧ4〇Μ?的正方形區(qū)域?yàn)閽呙鑵^(qū)域，并選取正方 形區(qū)域內(nèi)的九個(gè)測(cè)試點(diǎn)；
[0016] 步驟6:利用原子力顯微鏡設(shè)備對(duì)測(cè)試點(diǎn)逐一測(cè)量粘附力，分別測(cè)量探針針尖逐步 接近漸青試樣W及探針針尖逐步撤離漸青試樣(2)兩次過(guò)程的力學(xué)響應(yīng)，并計(jì)算粘附功。
[0017] 其中，
[0018] 所述步驟2的漸青試樣鋪滿于載玻片的一面。
[0019] 將漸青放入烘箱中加熱至液態(tài)，其中，基質(zhì)漸青加熱至120°C，改性漸青加熱至160 Γ。
[0020] 所述的探針為ScanAsyst-AIR探針。
[0021 ]所述的探針的針尖選用氮化娃Si3N4針尖。
[0022] 所述步驟5的選取正方形區(qū)域內(nèi)的九個(gè)測(cè)試點(diǎn)，其九個(gè)測(cè)試點(diǎn)測(cè)量位置為正方形 的四條邊和其中屯、;粘附力取九次測(cè)量的平均值。
[0023] 所述步驟6的粘附作用計(jì)算公式如下：
[0024]
[00巧]式中.丫--粘附功，單位dyne/cm，
[0026] Wadh--粘附作用，單位dyne/cm，
[0027] D--微懸臂的垂直變形，單位nm，
[002引 k--微懸臂的剛度，單位nN/nm，
[0029] F--粘附力，單位nN，
[0030] R--針尖半徑，單位皿。
[0031] 有益效果:本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有W下優(yōu)點(diǎn)：
[0032] (1)漸青的樣品少，不需要制備漸青混合料，。
[0033] (2)試驗(yàn)簡(jiǎn)單方便，減少人為操作。
[0034] (3)直接量化粘附性測(cè)試的指標(biāo)，直觀地表征集料與漸青粘附作用的強(qiáng)弱。
[0035] (4)采用的試驗(yàn)設(shè)備和測(cè)量技術(shù)屬于納米級(jí)，操作精細(xì)，數(shù)值精確。
[0036] (5)從微觀角度(納米級(jí))表征集料界面與漸青之間的粘結(jié)強(qiáng)度。
[0037] (6)從微觀角度(納米級(jí))表征集料界面與漸青之間的粘結(jié)-愈合能力。
【附圖說(shuō)明】
[0038] 圖1為漸青試樣外觀示意圖；載玻片1、漸青試樣2。
[0039] 圖2為原子力顯微鏡探針外觀示意圖；探針3、針尖4、微懸臂5。
[0040] 圖3為掃描探針原子力顯微鏡結(jié)構(gòu)示意圖；探針3、微懸臂5,激光二極管6,光電二 極管7。
[0041] 圖4為掃描區(qū)域示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0042] 本發(fā)明