为了深入探究集料理化特性对沥青-集料界面黏附性能的影响,以石灰岩、玄武岩、砂岩和花岗岩4种集料为研究对象,基于表面能理论,采用躺滴法测定集料和沥青的表面能参数,建立无水和有水条件下集料与沥青的界面破坏模型,进而提出黏附性(ER)指标以定量评价沥青-集料界面破坏机理.基于分子动力学(MD)模拟,建立集料氧化物与沥青及水的界面模型,提出集料氧化物相对分子质量比(OR)表征氧化物与沥青的黏附性能,并验证其与ER的相关性.以4种集料成型沥青混合料试件,进行浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验和浸水车辙试验,验证ER和OR与水稳定性评价指标的判定关系.结果表明:集料的表面能大小与沥青-集料的黏结强度相反.沥青-集料的黏附功与沥青的黏聚功之差为润湿功,沥青在有水条件下,因静电引力使得其抵抗自身变形的能力更强,进而因润湿功降低影响了其与集料的黏附性能;沥青与集料的黏附功因水的存在转变为负的剥落功,剥落功的绝对值越小,沥青与集料的黏结性能越好.提出的ER与润湿功成正比,与沥青-集料界面的剥落功成反比,可以从表面能理论角度更全面的评价沥青与集料的黏附性能.MD模拟进一步验证了沥青-集料黏结性能的规律,ER与OR呈正相关,且二者与沥青混合料水稳定性评价指标的判定系数均达到了 0.8以上,能有效表征不同集料与沥青的黏附性,并判断其对沥青混合料抗水损害性能的影响.
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