冷拌沥青混合料界面复合改性剂与沥青交互作用机理的微观研究

Cold asphalt mixtutr has the advantage of low emmision and fuel consumpsion besides its easy handling during construction . However,convensional cold asphalt mixture has the disadvantage of long curing time and lower road performance which resulted its application limitation inhigh class pavement. Such disadvangtage colud be improved by introducing composite surficant modifier which has the effect of reducing surface force and increasing cohesion of bitumen binder. The interaction and re-structure of composite surficant modifier and bitumen is cratical to cold mixture but unclear yet. .This resrach will investigate the interaction mechnisum of composite surficant modifier and bitumen in cold asphalt mixture from micro perspective.The micro correlation formula between composite surficant modifier and bitumen will be developed so that the effect of composite surficant modifier can be quantitively defined . As a consequence, the criteria and principle of development and selection for composite surficant modifier could be identified.

冷拌沥青混合料具有节能减排、施工便捷等突出优点，代表着路面材料的发展方向。而传统的乳化沥青冷拌料养生龄期长、路用性能差，因而无法在高等级道路路面结构中大规模使用。探索研究表明，在冷拌沥青混合料中加入界面复合改性剂，有望降低沥青与矿料之间的表面张力，增加破乳后沥青的粘结力，使其规模性地应用于路面结构成为可能。界面复合改性剂与沥青之间交互作用，引起沥青结合料微观结构重组，决定着冷拌技术的成败。但目前相关研究很少，严重制约了界面复合改性剂的研发与应用。.本项目将从微观角度分析冷拌沥青混合料界面复合改性剂对沥青结合料结构重组的作用机理，建立沥青结合料与界面复合改性剂微观结构之间的关系方程，定量分析界面复合改性剂对沥青结合料结构重组和冷拌性能的影响，从机理上把握其交互作用。据此进一步提出冷拌沥青混合料界面复合改性剂的开发原则和选择判据，为优质冷拌沥青混合料的开发与规模应用奠定基础。

为了研究冷拌沥青混合料界面复合改性剂与沥青交互作用的微观机理，以三种乳化沥青（普通乳化沥青、SBS改性乳化沥青和复合相变改性乳化沥青）作为结合料，分别进行了四组分分析、傅里叶红外光谱、扫描电镜和凝胶色谱试验，对比分析了界面复合改性剂加入前后不同乳化沥青胶结料的组分、官能团、三大指标和粘度等性能变化。在此基础上，制备冷拌沥青混合料，并通过高温车辙、低温小梁弯曲和冻融劈裂试验验证了混合料的高、低温及水稳定性能。主要研究结论如下：通过四组分与三大指标分析，发现界面复合改性剂通过改变沥青质、胶质等成分的含量，从而改变沥青的宏观性能；通过红外光谱对比分析了加入界面复合改性剂前后乳化沥青官能团的变化，揭示了界面复合改性剂与沥青之间反应机理；通过沥青混合料路用性能的验证，发现界面复合改性剂对沥青混合料性能的影响与沥青胶结料性能的影响保持一致，即界面复合改性剂的加入可以明显改善沥青胶结料及沥青混合料的高温性能；对比三种乳化沥青混合料的高、低温和水稳定性能，发现界面复合改性乳化沥青混合料的综合性能最佳，且具备道路铺筑的适用性。