水分在沥青膜中的扩散特征

成志强, 张晓燕, 孔繁盛

(1.山西交通科学研究院集团有限公司 黄土地区公路建设与养护技术交通行业重点实验室, 山西 太原 030006; 2.山西省交通科技研发有限公司, 山西 太原 030032)

水损害已经成为公路沥青路面早期损坏的一种主要模式[1],主要包括沥青黏聚性破坏[2]和沥青-集料黏附性破坏[3].完全裹覆沥青膜的集料颗粒,水分必须“穿透”沥青膜并扩散至沥青-集料界面处,进而引发沥青-集料界面黏附破坏[2].相关研究表明,水分可以通过扩散作用浸入沥青内部[4],并引起沥青相关性能发生改变[5].但目前对水分在沥青膜中的扩散模型、水分扩散行为参数与沥青组分间的相关性尚缺乏充分理解.

本文采用重量法测定了沥青膜在不同浸水时间下的吸湿曲线,分别基于Fick、Langmuir扩散模型对实测的吸湿曲线进行拟合,并对水分扩散行为参数进行求解;进一步分析了水分扩散行为参数与沥青组分间的相关性,有利于深入揭示沥青路面水损害的发生过程,为提高沥青混合料抗水损害能力提供理论依据.

1 试验

1.1 原材料

采用4种石油沥青作为原材料,根据JTG E20—2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》,对沥青的基本性质及组分含量(1)文中涉及的含量均为质量分数.进行测试,结果见表1.

表1 沥青基本性质及组分含量

1.2 试验方法

重量法是将沥青膜浸泡于水中,通过测定其质量随时间的变化规律,来分析水分在沥青膜中扩散行为特征的一种试验方法[6].采用重量法测定……