总第316期交通科技SerialNo.3162023第1期TransportationScience&TechnologyNo.1Feb.2023DOI10.3963/j.issn.1671-7570.2023.01.020收稿日期:2022-11-28第一作者:武文杰(1998-),男,硕士。基于表面能理论的钢渣与沥青黏附性能研究武文杰陈长(同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804)摘要为评价钢渣与沥青的黏附性能,文中采用表面能理论进行分析,采用躺滴法测试集料和沥青的表面能参数,计算出黏附功和剥落功。基于体视学原理,运用机器视觉技术提取集料的表观形态特征,计算出不同粒径下的不同集料的比表面积。在此基础上,计算集料-沥青黏附性能评价指标E2。结果表明,相同粒径、不同种类集料与沥青的黏附性由好到坏依次为钢渣、石灰岩、玄武岩,同类型沥青与同种类集料的黏附性随着粒径的增大而减小。运用改进的水煮法对结果进行验证,集料表面的沥青残留率T与E2呈正相关关系,R2达到0.86,评价结果相同。关键词道路工程钢渣黏附性表面能比表面积中图分类号U414随着新建道路的不断增加,对天然石料的消耗也越发严重,大规模的岩石开挖对自然环境造成了不可估量的伤害。所以,寻找一种能部分或完全替代天然石料的优质筑路材料迫在眉睫。钢渣是钢铁在冶炼过程中产生的废渣,由于钢渣的力学性能与碎石相似,强度高,表面粗糙,有代替天然石料作为面层材料的潜能。因此钢渣在沥青面层中的应用在经济效益、环境效益等方面都具有重要意义[1]。集料与沥青黏附性能直接影响沥青路面的服役性能和使用耐久性,当黏附性较差时,沥青易产生剥落、松散、坑槽等路面病害。当前评价沥青与集料黏附性的方法主要为水煮法和水浸法,但不可避免地受主观因素的影响,试验结果偏向于定性结论。在此基础上,许多学者基于表面能理论建立了黏附模型和剥落模型,量化了沥青与集料的黏附性能,获得了较好的效果。Cheng[2]运用蒸汽吸附法和Wilhelmy吊板法测定了沥青和集料的表面自由能,并通过水损害试验证明了其正确性。王倩等[3]运用Wilhelmy吊板法测定了70号沥青、SBS改性沥青、石灰岩、辉绿岩等的表面能参数,建立黏附模型和水损害模型。邓冲等[4]运用蒸汽吸附法和插板法测量了不同掺量抗剥落剂沥青、集料的表面能参数,计算了黏附功和剥落功,并且进行了试验验证,具有良好的相关性。在上述基础上,本文在钢渣与沥青的黏附性能方面展开以下研究。1)运用表面能理论分析钢渣材料与沥青的黏附性能。2)基于体视学原理,运用机器视觉技术,计算不同种类、不同粒径的钢渣颗粒比表面积。3)综合考虑黏附...
