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煅烧铝职员土集料与沥青掺入性评价
煅烧铝职员土集料与沥青掺入性评价
为了节约成本，通常在长大纵坡路段以及路面弯曲段，消除抗滑磨耗层用于恢复或增强表面的抗滑性。但水损害会大大降低路面抗滑磨耗层的抗滑耐久性。 将其用于特殊路段，能够有效提升该路段长期抗滑性能。国外主要将其与环氧树脂结合利用高摩擦表面处治，因此很少有研究涉及沥青和煅烧铝土集料之间的性能。 因此，本文主要评价了不同沥青与煅烧铝职员土集料之间的干涉性以及探讨了它们之间的干涉机理。
中间体沥青为SK-90沥青（产地为韩国），并用SBS改性剂（渗透量为4％）和橡胶粉（工业品，渗透量为20％）进行改性，其物理性质见表1 ; 90＃煅烧铝职员土集料，产地为阳泉，化学成分见表2;氧化铝粉末（纯度为99％（质量）），分析纯。
动态剪切流变仪；BrukerTensorⅡ傅里叶变换红外光谱仪；SL200C型自动光学动静态接触角仪。 将热沥青涂于载玻片上，再加入烘箱中自然流淌度平坦平整均匀的沥青膜片，具体方法参考文献。 石料样本的制备遵循AASHTO TP 91—15标准。 测试温度为22℃，初始量为5μL。采用全自动光学动静态接触角仪测定沥青表面张力，图1为放置滴法示意图。
沥青与集料的表面能参数通过公式（1）计算得到。
式中θ-沥青或石料与液体之间的接触角；
γ d/s-被测物质的色散分量，mJ / m 2； γ p/s-被测物质的极性分量，mJ / m 2。 根据Fowkes和Owen-Wendt的理论，功功可用式（2）计算。
通过式（2），可以计算得到插入功。之上为正，则说明两种物质有重叠在一起的可能性。并发生位移，并出现性越好。 沥青胶浆的流变性能与沥青和矿料间的相互作用作用能力直接相关。参数K.Ziegel-B能直接表征沥青和集料的相互作用作用。 使用动态剪切流变仪（DSR）评价集料矿物粉末对沥青胶浆样品的流变性能的影响。90＃煅烧铝职工土粉末掺量为40％。测试过程依据AASHTO T315—12（2016）进行，采用温度扫描模式，温度为40〜80℃，扫描间隔为5℃，应变为0.4％，频率为10 rad / s。 参数B是Ziegel等提出的。关于由基体和填充剂组成的两相填充体。K.Ziege A.Romanov等提出可用下式取代其阻尼。 黄褐色δ Ç =黄褐色δ米/（1+ Φ ˚F B）（3）
B值，表明沥青和石粉相互作用作用能力越强，沥青和石粉之间的替代越好，而沥青胶浆的流动变形能力越差。 因为90＃煅烧铝职员土质接近90％是氧化铝，所以为避免集料中杂质对分析结果产生影响，用氧化铝代替矿粉，与橡胶粉改性沥青制成胶浆。采用傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）测定上述沥青胶浆与橡胶粉改性中各个主要结合团吸收峰的变化，扫描范围为4000〜400 cm -1波数之间。 表4指定了沥青和集料的接触角最小以及变异系数（COV）。如果COV值较小，则说明数据离散程度小，数据可靠。集料与水的接触角越小说明集料亲水性越好，由表4可知，90＃煅烧铝职员土集料与水的接触角<90°说明集料是亲水的。沥青亲水性大小顺序为：橡胶粉改性沥青> SBS改性沥青> SK-90沥青。
根据公式计算得到沥青与集料的表面自由能以及色散分量和极性分量，结果见表5。
由表5可知，沥青的色散分量远大于沥青端点分量，占地位移位置。改性后的沥青表面能要大于沥青沥青，通过改性后的沥青极性和色散分量并造成所增加。料的表面能值明显高于沥青的表面能值。这是由于岩石具有偏移的吸附能力，所以表面能较高。 根据公式（2）代入沥青与集料的表面能参数，可以计算出沥青与集料之间的残留功，结果见表6。
由表6可知，90＃煅烧铝铝合金土集料与不同沥青沥青功大小顺序为：橡胶粉改性沥青> SBS改性沥青> SK-90沥青。 这是因为当温度增加时，沥青中分散介质的溶解能力增强，沥青质胶团逐渐解缔，沥青从粘弹态过渡到粘流态，相位角增加。而在相同温度下相位角大小依次为：SK-90沥青> SBS改性沥青>橡胶粉改性沥青。这是由于改性剂的加入提高了黏度与高温性能。 图3为不同温度下沥青胶浆相位角关系图。填料与基体之间产生物理化学反应（相互作用作用），沥青与矿物质相互作用作用后，在矿物质表面形成“结构沥青”，其余未和矿物质沥青与矿物质的相互作用作用能力越强，生成的“结构沥青”比例体积，沥青胶浆的流变能力越差，相位差越小。
由图3可知，根据DSR测试结果通过等式（2）计算相互作用作用系数K.Ziegel-B，计算结果得分4。
由图4可知，当温度<60℃时，橡胶粉改性沥青> SBS改性沥青> SK-90沥青。由于改性剂的加入吸附了沥青中的油蜡，而蜡的存在减低沥青与填料当温度> 60℃时，SK-90沥青与填料相互作用，其相互作用作用力，因此改性剂的加入提高了沥青极性组分，沥青与集料的极性吸附增强，与填料的相互作用作用能力增强。作用急剧增加，橡胶粉改性沥青与填料相互作用作用的速度降低缓和，可能与改性沥青胶团解缔温度上升有关。同时，在高温条件下加速了沥青与填料之间的物理化学反应，相互作用作用系数K.Ziegel-B通过温度的升高而增加。温度升高，B值升高。 由图5可知，橡胶粉改性沥青和氧化铝沥青胶浆都存在10个明显的共有谱带，对应的波数分别在2 920 cm -1为亚甲基中C—H的非对称收缩， 2 850 cm -1为亚甲基中C—H的对称收缩，1 597 cm -1为非对称取代苯环的呼吸振动，1 454 cm -1为亚甲基的（-CH 2 —）的剪式振动，1 375 cm -1为甲基的（-CH 3）的伞式振动，1 033 cm -1为亚碳酸基（S==Ø ）(S=Ο)伸缩振动，864,810 cm -1为苯环的伸缩振动，750 cm -1为芳香族支链的弯曲振动，716 cm -1为亚甲基链段的（CH 2）的协同振动。 添加磷酸盐之后，沥青胶浆的吸收峰基本未发生变化，说明氧化铝与沥青并没有发生明显的化学反应产生新的官能团，与Al-Mansob等结果一致。因此，90＃煅烧铝职员土与沥青的吸附方式主要是物理吸附。
但红外光谱分析结果证明90＃煅烧铝职员土集料主要发生的是物理吸附。当沥青与集料发生时但是这些小分子主要是非极性物质，主要以范德华力和矿物质表面，但由于吸附时，由于饱和分，芳香分的分子体积小，迁移速度较快，所以比较容易到达矿料表面和表面微孔中。而沥青中有带极性或有表面活性的胶质，尽管迁移速率较慢和吸附速度较慢，但其与矿料发生了吸附，故吸附作用力较弱，容易被吸附但也容易脱附。表面发生的极性吸附或化学吸附，相互作用作用越强形成的结构沥青层越厚，入射性越好，发生6。根据表面实验认识，橡胶粉改性沥青在3种沥青中极性最强，常温下与填料的相互作用作用最强，所以橡胶粉改性沥青与90＃煅烧铝职员土集料的掺入性最好。
（1）改性剂的加入能够提高沥青的表面能，使其对准性提高，3种沥青与90＃煅烧铝职工土集料的性大小顺序为：橡胶粉改性沥青> SBS改性沥青> SK-90沥青。与沥青表面能结果一致，说明表面能达到的沥青与集料的添加剂性越好。
（2）矿粉的加入能与沥青产生的相互作用作用明显降低沥青胶浆的相角，通过温度升高矿粉与沥青的相互作用作用能力提高。在常温下橡胶粉沥青与90＃煅烧铝钡土矿物质相互作用作用最强，当温度较高时，SK-90沥青与90＃煅烧铝职员土集料相互作用作用最强。 （3）煅烧铝职员土集料的作用主要是物理吸附包括机械嵌锁作用以及极性吸附，基本不产生化学吸附。
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