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由于多孔沥青混合料孔隙率高,连通孔隙多,排水沥青路面与普通沥青混合料路面相比更容易受环境中的阳光、空气和水等介质的侵蚀。水的侵蚀会破坏沥青与集料的界面以及降低沥青砂浆的强度,空气的流动,光线的照射会导致沥青的老化。对于多孔沥青混合料而言,其强度由集料间的内摩阻力和沥青-集料间的粘结力组成,水损害和沥青的老化会导致沥青-集料间的粘结力降低,从而出现剥落和松散病害,降低混合料耐久性,缩短路面使用寿命。因此充分认识沥青-集料界面特性对提升多孔沥青混合料的耐久性至关重要。首先,从多角度研究沥青-集料界面粘结性能。主要包括三个方面:(1)从能量角度,基于表面自由能理论,研究了70#基质沥青、SBS改性沥青和高粘沥青三种沥青老化前后与玄武岩的界面粘附性,并结合傅里叶红外光谱试验采用灰关联分析方法研究了化学组分与沥青粘结性能的相关性。结果表明:老化后,沥青表面自由能增加,粘聚功增加;老化会降低沥青-集料界面的水稳定性,高粘沥青的抗老化能力,抗水损害能力最优,其次是SBS改性沥青,基质沥青最差;沥青粘结性能指标与非对称脂肪族官能团、脂肪族官能团、芳香族官能团和支链烷烃关联度较大,相关度在0.7881-0.9748之间,其中非对称脂肪族官能团指数和支链烷烃指数与能量比存在较好的线性关系。(2)从水导致沥青自发剥落角度,利用光电比色法并结合扫描电子显微镜,研究了三种沥青老化前后与玄武岩和石灰岩的剥落度。研究结果表明:老化会降低沥青与集料的粘附性,但相比水损害,老化对沥青粘附性的影响程度较低;随水浴时间增加,计算的剥落度值会偏大,高温水浴会使集料表面改性沥青出现小孔,老化会导致水侵蚀更严重,从而孔隙的数量和体积增加,染液通过小孔进入沥青-集料界面被集料吸附,浓度降低,计算的剥落度增加,从而解释了肉眼观察结果与光电比色法试验结果不同的原因,光电比色法并不适用于评价类似本文中SBS改性沥青和高粘沥青等与集料粘附性优异的沥青与集料的粘附性。(3)从力学强度角度,采用BBS试验研究了老化和水损害对沥青-集料粘结强度的影响。结果表明:温度对拉拔强度以及破坏形式有着显著影响,随着温度升高,破坏形式表现为粘聚破坏,沥青粘聚强度降低;随着老化程度增加,粘聚强度增加,其中对基质沥青的增强幅度最大,SBS改性沥青次之,高粘沥青最小,这与表面自由能所得结论一致;水损害会降低粘附强度,使破坏性形式变为粘附破坏,老化程度越严重,受水损害的影响越大。然后,采用纳米压痕(NI)、BSEM和EDS试验研究了多孔混合料短期老化、长期老化和水损害对沥青胶浆-集料界面过渡区的微观力学性质、形貌特征以及化学性质的影响。研究结果表明:老化会增加界面过渡区(ITZ)的模量,对ITZ宽度无影响,而水损害会降低ITZ的模量,略微增加ITZ宽度,老化对ITZ形貌的影响较小,而水损害会导致ITZ出现微裂纹,EDS得出的ITZ宽度与纳米压痕结果基本一致。最后,利用沥青混合料室内老化试验,制备了短期老化和长期老化的PAC-13混合料,并基于肯塔堡飞散试验,研究了老化和水损害对PAC-13耐久性的影响。结果表明:老化和水损害都会增加PAC-13的飞散损失,降低沥青混合料耐久性。沥青-集料界面的能量比以及粘附强度与飞散损失存在较好的相关性,而剥落度与飞散损失相关性较差。总之,老化会降低沥青-集料界面能量比,从而降低沥青-集料界面水稳定性。高温水的侵蚀使得集料表面沥青产生小孔,导致完整的界面体系出现缺陷,降低界面稳定性。高温水浴和老化会降低沥青与集料的粘附强度,损害沥青-集料界面。以上沥青-集料的界面损伤导致多孔沥青混合料的耐久性降低。界面过渡区模量大小与沥青-集料粘附性以及混合料水稳定性无关。但是高温水的侵蚀会使得界面过渡区松散,产生微孔隙和微裂纹,在荷载作用下,易发生界面开裂,从而降低多孔沥青混合料耐久性。