沥青表面自由能的滴定方法研究

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1、设计、实验与研究沥青表面自由能的滴定方法研究Studyonthetitrationmethodofasphaltsurfacefreeenergy12,32,3123高峰张青张国宏王金凤李晓民王晖(1中海油气开发利用公司，北京100000；2甘肃省交通规划勘察设计院有限责任公司，甘肃兰州730030；3甘肃畅陇公路养护技术研究院有限公司，甘肃兰州730203)摘要：目前主要应用表面自由能理论对沥青-石料体系的粘附性进行研究。本文利用躺滴法，通过确定沥青与3种不同极性液体之间的接触角，重点对比分析了两种滴定方法(重力滴落法、移液滴落法)对测试结果的影响。结果表明：移液滴落法所得的数

2、据重现性更好，不易受外界环境干扰。最后以Owens-Wendt理论为基础，确定了沥青的表面自由能。关键词：表面自由能；水损害；躺滴法；沥青Abstract：Atpresent,theadhesionofasphalt-stonesystemismainlystudiedbyusingsurfacefreeenergytheory.Thoughsessiledropmethod,thispaperhasdetectedthecontactangleofasphaltbetween3differentpolarliquid,andanalyzedtheeffectontestresu

3、ltsfromtwokindsoftitrationmethod,gravitydripmethodandmovingliquiddrippingmethod.Theresultsshowthattheliquiddrippingmethodhasbetterreproducibilitythangravitydripmethod,andislesssusceptibletoexternalinterference.Finally,basedontheOwens-Wendttheory,thesurfacefreeenergyofasphaltwasdetermined.Keyw

4、ords：surfacefreeenergy；moisturedamage；sessiledropmethod；asphalt中图分类号：U414文献标识码：B文章编号：1003-8965(2016)02-0052-03近些年，随着公路交通量日益增长，沥青路面水损害现象时有发生。早在七十年代初，人们就认识到路面水损1.1材料[1-4]害与沥青-石料间粘附破坏有密切关系，因此正确地基质沥青分别选用三种常用沥青A、B、C，沥青特性、表征沥青-石料间的粘附性就显得尤为重要。表面自由能元素相对含量及红外光谱对比图等数据如表1、表2、图是用来确定沥青材料自身的黏聚功及沥青与石料之间黏附2所

5、示：功的重要参数，同时也可以评价沥青混合料(包括沥青、[5-7]石料和空气)的水敏感性，是目前公认较为科学的用表1不同品牌沥青特性于评价沥青与石料粘附性的方法。沥青品牌针入度软化点延度[8]目前主要有两种方法确定沥青表面自由能，包括直A8346＞100接法和间接法。间接方法中，躺滴法通过测定一系列己知B8147＞100[9]表面张力的液体在沥青表面的接触角，进而计算得到沥C8746＞100青的表面自由能，用该方法可评估固体表面某一局部区域的润湿性。实验时，可直接测量介于液滴基线和液/固/表2不同品牌沥青元素相对含量气三相接触点处的液/固界面切线间的角度，即接触角，沥青元素相对含量

6、(%)工作原理如图1所示。该方法其基本假设有：(1)液滴中品牌COSAlSiMgCa间垂直对称，表明从何种角度观察该液滴都是相同的；(2)A95.93.10.60.80.1液滴的形状仅与界面张力和液滴的重力有关。滴定液体时B74.523.410.60.20.10.1常用的滴定方法主要包括：重力滴落法和移液滴落法。C89.19.30.41.2本文采用躺滴法测量不同液体在沥青表面的静态接触角，然后分别研究了不同滴定方法对接触角的影响，最后使用Owens-Wendt方法计算沥青的表面自由能。图1测量接触角的工作原理图2不同品牌沥青红外表征1实验部分52设计、实验与研究1.2试件仪器1.

7、4.1重力滴落法美国科诺SL200KB接触角仪，具有恒温加热装置和首先将沥青样品放入恒定室温下保持5min，用20号高温加热装置。针头注射器吸取小于80ul的滴定液，固定在注射装置上，1.3滴定方法然后调节接触角仪，使注射器针头悬在沥青样品上方，最1.3.1样品制备后旋转注射旋钮，让液滴在重力作用下自由滴落。由于液躺滴法要求样品表面水平、均一、无污染。在制备沥体在特定温度下，具有固定的表面张力，所以在自身重力青样品时，选用化学标准载玻片作为底板，具体步骤如下：下，所滴落的液滴大小