摘 要

沥青与集料的黏附性与沥青混合料的水损坏有着密切的联系，本研究通过对比3种评价沥青黏附性的试验方法后，推荐采用剥离法更有效标准沥青的黏附性。分别测试不同基质沥青及同一基质沥青不同老化时间的沥青四组分含量及剥离强度，试验结果表明，单纯通过调整沥青组分无法有效改善沥青黏附性。

关键词 沥青 | 四组分 | 集料 | 黏附性

近年来，甘肃省很多高速公路及国省干线沥青路面在雨季过后出现大量的水损坏，究其原因，主要是因为沥青与集料的黏附性不足所致沥青网sinoasphalt.com。改善沥青与集料黏附性的方法主要有添加消石灰、抗剥落剂(固体和液体)、调节沥青组分等。添加外加剂在甘肃已得到了成功的推广，但调节沥青组分的方法更多停留在研究阶段，没有定论。故本研究通过测试不同基质沥青及同一基质沥青不同老化时间的沥青四组分含量及抗剥离性能，评价该方法的可行性。

沥青与石料间黏附性的评价方法

评价沥青与石料黏附性的试验方法有很多，本文参照现行《公路沥青及沥青混合料试验规程》及美国、欧盟等国家和地区的试验规范，选择方便可行的三种方法来评价不同基质沥青与石料的黏附性。

水煮法

选取工程上常用的3种基质沥青，即SK90#、盘锦90#和茂名90#，按照规范要求，进行水煮法试验，试验结果如表1所示。

从试验结果来看，3种基质沥青与石料的黏附性排序为:SK90#＞盘锦90#≈茂名90#。由于水煮法是通过肉眼主观判断、定性分析，只能区分出明显有区别的沥青，很难分辨试验结果较为接近的沥青，如综合来看，较难准确评判盘锦90#和茂名90#基质沥青哪个与石料的裹附面积更多。

接触角法

按照标准试验方法制备试样，测试不同基质与标准样的接触角，通过观察沥青与标准样的接触角大小来评价沥青与石料的黏附性。

接触角越小，表明沥青与标准试件的黏附功越大，说明沥青与石料之间的结合越紧，即认为该沥青与石料之间的黏附性越好。因此由试验结果可知，SK90#基质沥青的接触角最小，而茂名90#基质沥青的接触角最大，即3种基质沥青与石料的黏附性排序为:SK90#＞盘锦90#＞茂名90#。

剥离法

按照标准试验方法制备试样，测试不同基质沥青与玄武岩试样的剥离力、计算强度，通过剥离力的大小来评价沥青与玄武岩试样的黏附性，测试结果如表2所示。

由上表所示，茂名90#基质沥青与玄武岩试样发生剥离时所需的剥离力及剥离强度最小，而SK90#基质沥青的剥离力及剥离强度最大，说明3种基质沥青与玄武岩试样的黏附性排序为:SK90#＞盘锦90#＞茂名90#。

剥离法还可以评价浸水对沥青黏附性的影响，浸水后上述3种基质沥青与玄武岩试样的剥离力、剥离强度测试结果如表3所示。

对比表2和表3可知，浸水后，基质沥青与石料的剥离力、剥离强度明显下降。浸水前后3种基质沥青黏附性的排序一致，黏附性强的SK90#基质沥青，浸水后其剥离力与剥离强度分别下降为78.6%和78.5%，而黏附性最差的茂名90#基质沥青，其剥离力与剥离强度分别下降为60.1%和53.6%，可见其黏附性能基本只有浸水前的一半。

通过对比上述3种评价沥青与石料黏附性的评价试验可知，虽然3种方法试验结论相同，但剥离法能定量给出不同基质沥青间黏附性的差异，因此后续研究采用剥离法。此外，由于剥离力、剥离强度所表征的指标一致，故后续研究仅采用剥离强度指标来进行评价。

沥青组分对石料黏附性的影响

不同基质沥青的对比

不同油源的沥青组分差别较大，为探索不同沥青组分对石料黏附性的影响，本研究选取了6种基质沥青，测试其各组分的含量，结果如表4所示。

从上表测试结果可知，随着胶质和沥青质含量的增加，沥青与石料的剥离强度呈增长的趋势，尤其是胶质含量与沥青黏附性的相关性更高，说明增加沥青中胶质和沥青质含量，可有效改善沥青与集料的黏附性;同时芳香分含量与沥青与石料的剥离强度呈负相关性，说明沥青中芳香分用量的增加一定程度上会降低沥青与集料黏附性。

虽然从试验结果推导出胶质与沥青质含量增加，使得沥青与石料黏附性增强的结论，但众所周知，当沥青发生老化，其组分中的胶质与沥青质含量也会随之增加，是否可以得出沥青老化后，其与石料的黏附性增强的结论呢?

相同基质沥青不同老化程度的对比

借鉴薄膜烘箱老化试验的方法，对SK90#、盘锦90#两种基质沥青进行了0、1.5h、3h、4.5h和6h，5个不同时间的老化试验。每间隔1.5h，测试老化后沥青的4组分和其剥离强度，其试验结果见表5、表6。

从表5和表6可以看出，老化的SK90#和盘锦90#基质沥青，其芳香分均向胶质转化，使得芳香分含量随着老化时间的延长逐渐减少;胶质向沥青质的转化，使得沥青质含量逐渐增大;而当胶质的生成量大于其向沥青质的转化量时，宏观上表现为胶质含量增大，反之亦然。而不同老化时间的基质沥青与剥离强度之间的关系是，短期老化(1.5h)对应剥离强度增加，而继续老化剥离强度则迅速降低。

对比表4和表5、6，可知得出的结论相互矛盾，说明单纯提高胶质和沥青质的含量，增加沥青的极性，并不能说明一定可以增强沥青与石料的黏附性，而轻质组分(如饱和分和芳香分)的极性较弱，主要起到浸润石料及渗透进石料的空隙的作用。因此，通过调节组分，改变沥青极性，从而提高黏附性的思路是错误的。

结论

(1)通过横向对比水煮法、接触角法和剥离法3种评价沥青及石料黏附性的方法，虽然3种方法试验结论相同，但剥离法能定量给出不同基质沥青间黏附性的差异。

(2)对比不同原样基质沥青的组分及剥离强度，得出胶质和沥青质的含量与沥青剥离强度呈正相关性的结论。但与基质沥青老化后，其剥离强度变化趋势相矛盾。

(3)尚不能通过试验表明，调节沥青组分，改变沥青极性，对沥青黏附性的影响存在较好的对应关系。