一种表征集料与沥青粘附作用的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于道路工程渐青试验领域，设及一种表征集料与渐青粘附作用的方法。
【背景技术】
[0002] 渐青混凝±的抗水损伤能力是影响渐青路面水稳定性的根本性因素。水稳定性不 足会导致集料从路面剥离，并逐步形成坑法，严重影响了路面的行驶质量和交通安全。路面 研究人员对于渐青路面水损伤机理的研究还在不断深入，一般认为渐青与集料之间粘附作 用的损失和渐青粘合剂的内聚力弱化是导致水损伤的主要原因。渐青与集料之间的粘附机 理主要与W下两个方面有关：（1)渐青与集料之间的吸附作用和表面相互作用，主要受渐青 与集料的化学活性，集料表面的粗糖程度及孔隙的影响；（2)渐青本身的内聚力，与渐青的 粘度相关。
[0003] 因此，考虑渐青与集料之间的粘附性能是十分必要的。然而，现有的各种评价和分 析渐青与集料粘附作用的试验方法都存在各种各样的问题，运里对主要的评价方法进行综 述。
[0004] (1)水煮法。用高溫度的水a〇〇°C左右)及较短的时间（3分钟左右)作为剥离裹附 于集料表面渐青膜的手段，可用于检验粗集料与渐青粘附作用强弱，试验时间短，设备简 单，渐青膜的剥落直观明显。然而，该方法的指标不定量，实验条件难W精确掌握，并且粘附 等级的评定受人为因素影响大，主观性太强。对不同改性渐青之间粘附性大小的评定灵敏 性差。
[0005] (2)静态浸水法。用较高溫度的水(80±rC)及较长的时间（30分钟)作为剥离裹附 于集料表面渐青膜的手段来评价粘附性。该试验采用的集料数量较水煮法多，实验结果较 准确。但是与水煮法一样需要用肉眼判断剥落率的大小，人为因素影响较大。
[0006] (3)光电比色法。将一定数量的裹附渐青的集料浸置于60°C的染料水溶液中，溶液 的浓度已知，2小时后，因水浸而剥落的集料表面将吸附染料，使水溶液中染料浓度下降。染 料浓度的下降可用分光光度计测定，从而计算出渐青膜的剥落率。该方法的粘附性指标完 全量化，实验过程中人为因素影响较小。但是该方法的试验操作要求较高，并且数据偏大， 因为实验结果不仅包括了渐青自矿料表面剥落缺点的百分率，也包括了渐青自矿料表面剥 离但未剥落的百分率。此外，试验结果不仅与集料的品种、二氧化娃的含量有关，还受集料 表面组织及结构的影响。
[0007] (4)SHRP净吸附法。此方法是基于在渐青-水-矿料体系中，矿料表面对渐青有吸附 作用W及遇水后水对渐青的置换作用使渐青薄膜剥落运一特性，将一定粒级的矿料放入渐 青-甲苯溶液中一段时间，则会有一部分渐青吸附在矿料表面上，之后向渐青-甲苯溶液中 加入一定量的水，那么水就会对吸附在矿料表面上的渐青进行置换。用分光光度计测出浓 度，即可算出矿料对渐青的吸附量及加水后渐青的剥落量，从而可W计算出矿料表面上的 渐青的剥落率或吸附率，W表征渐青与矿料的粘附性。相对于使用染料示踪，该方法直接用 渐青-甲苯溶液中渐青浓度的改变来计算剥落率。误差小，外界干扰因素小，数据客观、重现 性好。但是试验操作复杂，要求高，耗时长。
[0008] 上述的几种评价渐青与集料粘附作用的试验方法都是从宏观角度进行分析，且主 要是考虑水对集料和渐青粘附作用的破坏，然而渐青与集料的分离还应考虑渐青本身内聚 力损失的影响。
【发明内容】
[0009] 技术问题:本发明提供一种操作简单，材料耗费少，测试结果准确直观的表征集料 与渐青粘附作用的方法。
[0010] 技术方案:为解决上述技术问题，本发明表征集料与渐青粘附作用的方法采用的 技术方案是：
[001。 步骤1:将渐青放入烘箱中，加热至液态；
[0012]步骤2:取渐青滴于标准尺寸的载玻片一面，并放回烘箱中约10分钟，便于渐青充 分散开，形成平整的渐青试样；
[001引步骤3:将试样取出冷却至室溫，用于试验；
[0014] 步骤4:选择探针并进行校准；
[0015] 步骤5:规定渐青试样中间一块40μπιΧ4〇Μ?的正方形区域为扫描区域，并选取正方 形区域内的九个测试点；
[0016] 步骤6:利用原子力显微镜设备对测试点逐一测量粘附力，分别测量探针针尖逐步 接近渐青试样W及探针针尖逐步撤离渐青试样(2)两次过程的力学响应，并计算粘附功。
[0017] 其中，
[0018] 所述步骤2的渐青试样铺满于载玻片的一面。
[0019] 将渐青放入烘箱中加热至液态，其中，基质渐青加热至120°C，改性渐青加热至160 Γ。
[0020] 所述的探针为ScanAsyst-AIR探针。
[0021 ]所述的探针的针尖选用氮化娃Si3N4针尖。
[0022] 所述步骤5的选取正方形区域内的九个测试点，其九个测试点测量位置为正方形 的四条边和其中屯、;粘附力取九次测量的平均值。
[0023] 所述步骤6的粘附作用计算公式如下：
[0024]
[00巧]式中.丫--粘附功，单位dyne/cm，
[0026] Wadh--粘附作用，单位dyne/cm，
[0027] D--微悬臂的垂直变形，单位nm，
[002引 k--微悬臂的刚度，单位nN/nm，
[0029] F--粘附力，单位nN，
[0030] R--针尖半径，单位皿。
[0031] 有益效果:本发明与现有技术相比，具有W下优点：
[0032] (1)渐青的样品少，不需要制备渐青混合料，。
[0033] (2)试验简单方便，减少人为操作。
[0034] (3)直接量化粘附性测试的指标，直观地表征集料与渐青粘附作用的强弱。
[0035] (4)采用的试验设备和测量技术属于纳米级，操作精细，数值精确。
[0036] (5)从微观角度(纳米级)表征集料界面与渐青之间的粘结强度。
[0037] (6)从微观角度(纳米级)表征集料界面与渐青之间的粘结-愈合能力。
【附图说明】
[0038] 图1为渐青试样外观示意图；载玻片1、渐青试样2。
[0039] 图2为原子力显微镜探针外观示意图；探针3、针尖4、微悬臂5。
[0040] 图3为扫描探针原子力显微镜结构示意图；探针3、微悬臂5,激光二极管6,光电二 极管7。
[0041] 图4为扫描区域示意图。
【具体实施方式】
[0042] 本发明