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试验探讨了偶联剂作为油石界面改性剂对沥青混凝土性能改善的可能性。试验发现,偶联剂无论对酸性花岗岩石料还是中性玄武岩石料的沥青混凝土性能都具有明显的改善作用。添加偶联剂的沥青,对石料的黏附等级达到5级,而改性前的沥青与花岗岩和玄武岩的黏附等级仅为2级和3级;马歇尔稳定度比基质沥青混凝土提高10%~20%,马歇尔模数提高约6%,残留马歇尔稳定度提高18%~28%,3次冻融循环后的劈裂强度比相对于基质沥青混凝土提高25%~33%。红外光谱分析证实,偶联剂在花岗岩和玄武岩石料表面均形成一层偶联层。消耗石料表面残留
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第34卷第4期
2004 年 7 月
东南大学学报
(自然科学版)
JO U R N A L O F S O U T H E A S T U N IV E R S IT Y ( N a tu ra l S c ie n c e E d itio n )
Vol 34 N o 4
July 2004
偶联剂改善沥青混凝土性能及油石界面试验研究
肖庆一 钱春香 解建光
(东南大学材料科学与工程系, 南京 210096)
摘要: 试验探讨了偶联剂作为油石界面改性剂对沥青混凝土性能改善的可能性.试验发现,偶联
剂无论对酸性花岗岩石料还是中性玄武岩石料的沥青混凝土性能都具有明显的改善作用.添加
偶联剂的沥青,对石料的黏附等级达到 5 级,而改性前的沥青与花岗岩和玄武岩的黏附等级仅为
2 级和 3 级;马歇尔稳定度比基质沥青混凝土提高 10% ~20% ,马歇尔模数提高约 6% ,残留马
歇尔稳定度提高 18% ~28% ,3 次冻融循环后的劈裂强度比相对于基质沥青混凝土提高 25% ~
33% .红外光谱分析证实,偶联剂在花岗岩和玄武岩石料表面均形成一层偶联层.消耗石料表面
残留水分、形成偶联化层和提高沥青在石料表面的润湿速度是硅烷偶联剂改善油石界面的根本
原因.
关键词: 偶联剂; 油石界面; 沥青混凝土;花岗岩;玄武岩
中图分类号:U414 文献标识码:A 文章编号: 1001 - 0505(2004)04 0485 05
Xiao Qingyi Qian Chunxiang Xie Jianguang
(Department of M aterials Science and Eng ineering , So utheas t University , Nanjing 210096, China)
gent applied as a modifier for asphalt aggregate interface is investigated in this paper. Experiments
rove that the coupling agent can effectively improve the performances of asphalt concrete, no matter
whether the aggregate is acidic granite or neutral basalt. The cohesiveness between asphalt and
ranite or basalt can achieve grade 5. In contrast, it is only grade 2 and 3 if the asphalt is not
odified by the coupling agent. Marshall stability, Marshall modules and residual Marshall stability
f asphalt concrete is increased by 10% - 20% , about 6% and 18% - 28% respectively. The
etained tensile streng th ratio after three freezing and thawing cy cles can be increased by 25% -
3% . Infrared spectrograph analysis shows that the coupling agent reacts with the surface of
gg regates. The improv ement of the modified asphalt aggregate interface is mainly due to the
epletion of retained water in pores of aggregate, formation of coupling layer and speeding up of
sphalt soakage by the coupling agent.
收稿日期:2003 12 22.
基金项目: 江苏省建 设厅 科技计划资助项目(JS200334)、江苏省无
机及其复合新 材料重点试 验室开 放基 金资助 项目.
作者简介: 肖庆一(1979—),男,硕士生;钱春香(联系人),女,博
士,教授,博士生导师,cxqian@ seu.edu.cn.
油石界面是沥青混凝土结构组成的决定性因
素,它直接影响到沥青混凝土高温稳定性、水稳定
性和结构强度等一系列重要性能.由于石料的表面
官能团和结构缺陷,使得石料表面更容易与空气中
的氧、水分子作用,而沥青属于复杂的有机高分子
混合物,极性低且具有憎水性,故二者的相容性差,
难以形成良好的界面黏结.沥青路面的病害多与油
石界面黏结不佳有着密切的关系.
现阶段油石界面改善措施主要有 3 种方法:石
灰膏处理集料、
消石灰粉部分替代矿粉以及在沥青
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