影响沥青与集料粘附性的主要因素有哪些
(1)集料的性质的影响
集料的性质包括矿物组成、表面结构和形状、比表面积、微孔率、含水率等。
集料的化学组成决定了集料的表面电荷,表面电荷不平衡形成表面能,使之与具有相反电荷的物质相互吸引,达到平衡状态。由于水具有很强的极性,能很好地平衡集料表面的电荷,所以它比沥青更容易吸附在集料表面,造成沥青膜剥落、松散。在水存在的情况下,石灰岩带正电,片麻岩和花岗岩带负电。
集料表面的粗糙程度对沥青与集料的粘附性有重要的影响。如果集料表面存在着许多微孔或裂隙,沥青就容易吸附在集料表面和微孔内;集料的比表面积越大,对沥青的吸附能力越强。如果集料表面光滑,吸附在集料表面的沥青膜很薄且不牢固,在载荷和水的作用下,易造成沥青膜与集料剥离。
为了防止沥青路面的水损坏,最好选用与沥青粘附性好的碱性矿料。当碱性矿料运输距离较远而使用酸性矿料时,可以向沥青中加入消石灰等碱性活化剂或抗剥落剂以改善矿料表面的性质,提高沥青与矿料之间的粘附性。
(2)沥青性质的影响
沥青的化学组成对其与集料的粘附性有较大的影响。石油沥青中含有大量的酸性或碱性化合物。其中的表面活性物质的活性从大到小的顺序为:沥青酸﹥沥青酸酐﹥沥青质﹥胶质﹥油分。在这些物质中,沥青酸和酸酐的活性最强,表现为酸性,其酸性越强,与集料的粘附性就越好。
(3)沥青混合料的性质
沥青混合料的性质包括空隙率、渗透性、沥青含量、沥青膜厚、矿料级配等。
沥青混合料水损坏与空隙率有较大的关系。沥青路面的空隙率小于8%时,沥青层中的水以薄膜状态存在,载荷作用下不会产生动水压力,不容易造成水损坏。当空隙率介于8% ~ 15%时,水容易进入混合料的内部,在载荷作用下会产生较大的毛细管压力,成为动力水,最容易造成沥青混合料水损坏。
(4)环境因素
影响沥青与集料粘附性的环境因素有降水量、环境温度、水的pH值、交通量、路基路面排水情况等。环境因素的影响往往不是独立的,如果降水量较大,水从路面逐渐渗入混合料内部,在载荷的反复作用下,会造成沥青与集料剥离;冬天低温的反复作用或因交通量过大引起路面疲劳裂缝,路面的水损坏将更严重。如果水的pH值较小,会对裸露的集料产生酸腐蚀,其腐蚀产物──盐进一步作用于沥青与集料表面,导致沥青与集料剥离。此外,如果路面或路基排水性能较差,沥青混合料浸泡在水中,会引起骨料脱落;如果在水和载荷的同时作用下,在较短的时间内将造成路面严重损坏。