水损坏是导致道路使用质量降低，丧失结构承载力的破坏形式之一。通过调查发现，宁夏地区沥青路面均出现了不同程度的水损害。水损害是指沥青路面在外力(水与荷载)的不断作用下，由于集料与沥青之间的粘附性能较差，集料与沥青之间发生相互剥离的过程。因此，集料的粘附性的好坏能够间接的反映相应混合料的抗水损害性能。因此，深入研究集料与沥青之间的粘附性能是很有必要的。通过对宁夏地区砂岩集料粘附性能的研究可以很好的指导砂岩集料在实际工程中的应用，更好地防治水损害，改善和提高道路的使用性能。原材料本文选用了石灰岩、红砂岩和青砂岩等3种集料，结合料选用了90#道路石油沥青及SBS改性沥青。并对原材料的主要技术指标进行检测。通过对集料的主要指标进行检测。矿料的酸碱性通常是按照矿料的SiO2含量来划分的，SiO2含量大于65%的集料为酸性集料，SiO2含量小于52%的集料为碱性集料，SiO2含量在52%～65%的为中性集料。因此，石灰岩为碱性集料，红砂岩和青砂岩为酸性集料。通过对沥青的主要指标进行检测。抗剥落剂参数由厂家提供。试验方法与粘附理论国内外关于沥青与集料粘附性试验方法较多，目前我国交通行业测量集料与沥青粘附性普遍采用水煮法和水浸法。水煮法和水浸法有试验操作简便、时间短的特点，但沥青膜剥落状况需要人为主观的判断，因此有着指标不定量，试验条件难以精确掌握，试验结果等级主观性较大的缺点。除水煮法和水浸法之外，测量集料与沥青粘附性的方法还有光电比色法、溶剂洗脱法、SHＲP净吸附法。这几种方法均为定量化试验方法，试验操作严格，必须严格控制试验温度、试验时间等条件，对试验设备精度要求也较高，试验过程中人为因素影响较小，但试验结果与我国现行规范没有建立联系，难以在实践中推广使用。在我国现行规范《公路工程沥青与沥青混合料试验规程》中采用水煮法和水浸法评价粗集料与沥青胶结料之间的粘附性能，对于粒径大于13.2mm的集料，采用水煮法;粒径小于13.2的集料采用水浸法。按表4评价集料与沥青的粘附性等级。该方法适用于基质、改性沥青及经过热处理添加抗剥落剂的沥青，但是只能定性的评价粘附性，并且具有一定的主观性。水煮法对于集料颗粒粒径为13.2～19mm的按以下步骤进行粘附性试验。首先，分别取石灰岩、红砂岩、青砂岩等3种集料干净、表面规整、接近立方体的颗粒各5个，放入烘箱中将其烘干。待冷却后，用细铁丝将试样颗粒逐个系牢，放入烘箱中加热，并调节温度至105℃。与此同时，将盛水的烧杯放置在有石棉网的电炉上加热至微沸的状态。然后，将沥青加热到150℃致其融化，用铁丝栓好的集料颗粒浸入沥青中45s，使集料表面被沥青完全包裹，取出并悬挂在试验架上，冷却15min。在此过程中，应注意规范操作，防止烫伤。最后，将裹覆沥青的集料置于烧杯中煮3min后，取出观察集料颗粒表面沥青膜的剥落程度。 水浸法对于集料颗粒粒径9.5～13.2mm的按以下步骤进行，首先，按四分法分别称取3种集料各100g置与托盘中，连同托盘一起放入已升温至沥青拌和温度以上5℃的烘箱中持续加热1h。然后，按每100g矿料加入沥青(5.5±0.2)g的比例称取沥青。放人拌和容器中，置入同一烘箱中加热15min。将托盘中的集料倒入拌和容器中后，立即用金属铲均匀拌和1～1.5min，使集料完全被沥青膜裹覆后，将裹有沥青的集料取20个，移至玻璃板上摊开，并置室温下冷却1h。最后，将放有集料的玻璃板浸人温度为(80±2)℃的恒温水槽中保持30min，并将剥离及浮于水面的沥青捞出。小心取出玻璃板，浸入冷水水槽内，观察集料表面裹覆沥青薄膜的剥落情况。粘附理论以目前的研究情况来看，集料与沥青的粘附性解释理论主要包括:力学理论、化学反应理论、表面能理论和分子定向理论。力学理论是一种将粘附问题考虑的较为简单的理论，它认为集料与沥青之间的粘附主要是各界面之间的相互机械力的作用。化学反应理论则认为集料与沥青之间的粘附是由于在接触界面之间发生了化学反应，生成新的化学产物及化学键，由所产生的新的产物及化学键将二者进行结合。表面能理论认为由于集料与沥青表面自由能的作用而宏观表现出了粘附性。分子定向理论认为由于沥青中的极性分子与集料表面的极性分子定向吸附，分子之间形成极性力从而表现出集料与沥青之间的粘附性。试验结果与分析本次试验用水煮法和水浸法来评价3种集料的粘附性，分别选取13.2～19mm石灰岩、红砂岩、青砂岩若干颗，准备洗净的9.5～13.2mm石灰岩、红砂岩、青砂岩各300g，按水煮法、水浸法步骤操作分别观察了3种集料与基质沥青，改性沥青，基质沥青+抗剥落剂的剥落程度，并评价其粘附性。与基质沥青粘附性通过水煮法和水浸法试验。通过集料与基质沥青的粘附性试验可以看出，石灰岩粘附性较好，不管是水煮法还是水浸法，其集料表面剥落的沥青面积较小，粘附等级较高。而2种砂岩的粘附性等级较大，特别是青砂岩表面沥青剥落比较明显，粘附等级低。可以看出，SiO2含量较大的红砂岩和青砂岩其粘附性等级较低。表现出这种状况的原因可以由化学反应理论来进行解释:石油沥青虽然组成成分比较，主要由饱和分、芳香分、胶质和沥青质四种化学组成，而其中酸性物质多于碱性物质，因此石油沥青是呈酸性的。对于容易与沥青中的酸性成分发生化学反应的碱性集料而言，在集料与沥青之间生成的不溶于水的化合物会被吸收在集料表面，从而增强了粘附性，所以碱性岩石与沥青的粘附性好。而对于几乎不与沥青发生化学反应的酸性集料而言，其原因是表面缺乏碱性环境。所以，沥青与酸性集料之间主要依赖机械力的作用，以至于其粘附性差。与改性沥青粘附性通过水煮法和水浸法试验。通过集料与改性沥青的粘附性试验可以看出，当采用水煮法来评价其粘附等级的时候，石灰岩、红砂岩及青砂岩3种集料的粘附等级均为5级，集料表面并没有出现沥青剥落的状况，沥青裹附于集料表面非常好。而才有水浸法评价其粘附等级时，石灰岩依然拥有较好的粘附性，而两种砂岩表面有少量的沥青剥落，粘附性等级要低于石灰岩。集料与改性沥青表现出了较好的粘附性，宏观上，主要原因是由于改性沥青性能相较于基质沥青有了很大的提高，特别是粘度较大。在微观上，当改性剂以一个较为合适的参量添加于沥青中时，它会形成一种具有弹性且比较稳定的网络结构，这种网络结构的形成将会阻碍沥青膜的运动，使得沥青膜在外力的作用下不易被剥离。加抗剥落剂后粘附性2种不同材料能够粘结牢固的前提条件是表面性能相同或相近。而集料与沥青是不满足这样的条件。原因是沥青表现出一种微弱极性、抗水亲油，而各种集料和水分具有天然的亲和力、具强极性表面，因此，两者间是互不亲和的，因此不能相互牢固地粘结起来。因此，如果能有一种既能与沥青牢固地粘结，又能与集料具有很好的亲和力，那么就可以将其作为集料与沥青之间的“桥梁”，让它们能够很好的粘结。抗剥落剂便扮演了这样的角色。因为它是一种以非离子或阳离子型为主的表面活性剂，它的分子中拥有极性端基和非极性端基，极性基团和集料表面有很强的亲和力，非极性基团和沥青具有很强的亲和力。通过水煮法和水浸法试验。可以看出，在添加抗剥落剂后，红砂岩，青砂岩与基质沥青粘附性改善非常明显，试验不管是水煮法和水浸法，粘附性等级均提高到了5级，能够满足规范使用要求。因此，抗剥落剂可以有效的改善集料与沥青之间的粘附性。结合以上试验结果，砂岩集料粘附性较差，在混合料使用过程中，不宜单独使用基质沥青为粘结料，应使用粘度较大的改性沥青为粘结料，或者通过添加抗剥落剂来改善其粘附性能。结论通过对石灰岩、红砂岩、青砂岩3种集料使用水煮法、水浸法试验进行粘附性等级评价，得到结论如下:(1)红砂岩、青砂岩与基质沥青粘附性较差，与改性沥青粘附较好。石灰岩不管是与基质沥青还是改性沥青，粘附性均较好。(2)添加抗剥落剂后，集料与基质沥青的粘附性得到较大的改善，红砂岩、青砂岩在添加抗剥落剂后，其粘附性能能够达到5级，满足规范使用要求。(3)在混合料使用过程中，砂岩集料不宜单独使用基质沥青为粘结料，应使用粘度较大的改性沥青为粘结料，或者通过添加抗剥落剂来改善其粘附性能。欢迎访问公众号官方网站——中国沥青路面网，中国最大、最权威的行业交流网站。网站定位决策者浏览的网站，为相关决策提供前瞻技术与信息支撑。我们愿意通过“中国沥青路面网”分享行业决策经验与相关资讯，共同提升行业水平。域名如下：www.asphaltpavement.cn；中文域名：沥青路面.中国，沥青路面.cn。行业QQ群号：193697702。如感到有帮助，请赞赏以支持！赞赏人赞赏