硫酸盐冻融循环条件下沥青性能评价

doi:10.3969/j.issn.1674-0696.2022.04.11

重庆交通大学学报（自然科学版） ›› 2022, Vol. 41 ›› Issue (04): 70-75.DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.04.11

硫酸盐冻融循环条件下沥青性能评价

熊锐1,2，冯宝珠1，乔宁1，纪括1，王昊宇1

(1. 长安大学材料科学与工程学院，陕西西安 710061；2. 长安大学交通铺面材料教育部工程研究中心，陕西西安 710061)

收稿日期:2020-06-23 修回日期:2021-05-20 出版日期:2022-04-13 发布日期:2022-04-13
作者简介:熊锐（1982—），男，河南罗山人，副教授，博士，主要从事道路工程材料方面的研究。E-mail：xiongr61@126.com 通信作者：冯宝珠（1997—），女，山东济宁人，硕士研究生，主要从事道路工程材料方面的研究。E-mail：fengbzlk@126.com
基金资助:
国家自然科学基金项目（51608046）；中央高校基本科研业务费专项资金项目（300102319202，300102310501）

Asphalt Performance Evaluation Exposed to the Sulfate Attack and Freeze-Thaw Cycles

XIONG Rui1,2, FENG Baozhu1, QIAO Ning1, JI Kuo1, WANG Haoyu1

(1. School of Materials Science and Engineering, Changan University, Xian 710061, Shaanxi, China; 2. Engineering Research Center of Transportation Pavement Materials of Ministry of Education, Changan University, Xian 710061, Shaanxi, China)

Received:2020-06-23 Revised:2021-05-20 Online:2022-04-13 Published:2022-04-13

摘要/Abstract

摘要： 为探究盐冻融循环作用对沥青性能影响规律，在不同浓度硫酸盐溶液快速冻融循环条件下，采用锥入度试验、弯曲梁流变试验（BBR）与拉拔试验评价沥青的抗剪强度、低温流变特性与沥青-集料黏附性；结合扫描电镜（SEM）和红外光谱（FTIR）测试手段，探究沥青盐蚀损伤机理。研究结果表明：随盐溶液浓度增大，沥青抗剪强度提升、低温流变性能降低、沥青-集料黏附性劣化，盐分对沥青产生一定硬化作用；冻融循环进一步加剧了沥青的盐蚀作用；在试验龄期内，硫酸盐沥青胶浆的主吸收峰无明显变化，硫酸盐-沥青界面以物理作用为主，硫酸盐颗粒在沥青中的溶析及“盐老化”效应，是导致沥青性能劣化的主要原因。

关键词: 道路工程；沥青；硫酸盐侵蚀；冻融循环；性能评价；机理分析

Abstract: In order to investigate the influence of salt freeze-thaw cycles on asphalt performance, under the condition of rapid freezing and thawing test with different concentration of sulfate solution, the cone penetration test, bending beam rheological test (BBR) and pull-off test were used to investigate the variation of the shear strength, low temperature performance and the adhesion between asphalt and aggregate. By means of scanning electron microscope (SEM) and fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) testing method, the mechanism of sulfate deterioration of asphalt mortar was explored. The results show that as the concentration of salt solution increases, the shear strength increases, the low-temperature rheological property decreases, the adhesion of asphalt and aggregate deteriorates and salt has a certain hardening effect on asphalt. Freeze-thaw cycles further aggravates salt erosion. There is no obvious change in the main absorption peak of sulfate asphalt mortar, and the salt-asphalt interface is dominated by physical action during the test age. The dissolution and crystallization process of sulfate particle and its salt aging effect are the main causes of performance deterioration of asphalt mortar.

Key words: highway engineering; asphalt; sulfate attack; freeze-thaw cycles; performance evaluation; mechanism analysis

中图分类号:

U416.217

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硫酸盐冻融循环条件下沥青性能评价

Asphalt Performance Evaluation Exposed to the Sulfate Attack and Freeze-Thaw Cycles

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