周志剛， 李浩嘉， 劉 鑫， 賀文莉

(長沙理工大學(xué) 道路結(jié)構(gòu)與材料交通行業(yè)重點(diǎn)試驗(yàn)室， 湖南 長沙 410114)

多孔瀝青混凝土是透水瀝青路面的重要組成部分.粗集料的接觸區(qū)是多孔瀝青混凝土的薄弱環(huán)節(jié)，由于缺少細(xì)集料的約束，粗集料之間基本是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接觸并具有較高的應(yīng)力水平[1-2].水流的長期沖刷會(huì)減少該區(qū)域?yàn)r青膠漿的數(shù)量，尤其是在飽水狀態(tài)下，行車荷載會(huì)使空隙內(nèi)的水流產(chǎn)生動(dòng)水壓力，造成局部瀝青膠漿破裂，促使水分侵入瀝青-集料界面，降低界面黏結(jié)強(qiáng)度[3]，從而形成集料松散之類的病害.因此，需要選擇高黏瀝青來提高多孔瀝青混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和抗水損害的能力.Mo等[4]提出了多孔瀝青混凝土集料接觸區(qū)的理想化模型，該模型包含4個(gè)基本組分：集料、瀝青-集料界面、富瀝青夾層(界面瀝青膜)和瀝青膠漿.受邊緣效應(yīng)的影響，界面瀝青膜的礦粉數(shù)量很少，瀝青-集料界面與界面瀝青膜構(gòu)成了瀝青-集料界面體系(黏附區(qū)).

在有水條件下，瀝青-集料界面體系強(qiáng)度降低的速率比瀝青膠漿更快.因此，集料接觸區(qū)容易發(fā)生界面強(qiáng)度失效.瀝青和集料表面極性組分之間的相互作用，是決定瀝青-集料界面黏結(jié)強(qiáng)度和耐久性的關(guān)鍵因素.Wang等[5]采用經(jīng)典分子動(dòng)力學(xué)方法，研究了水對(duì)瀝青-集料界面的損傷效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)在水分子的作用下瀝青-集料界面黏結(jié)強(qiáng)度會(huì)出現(xiàn)明顯的下降，并且下降速率隨著含水量和溫度的上升而增大.Zhang等[6]的試驗(yàn)表明，瀝青-集料界面強(qiáng)度的下降速率不僅與瀝青的種類有關(guān)，而且與集料的吸水率密切相關(guān)，瀝青與花崗巖界面的水穩(wěn)定性比石灰?guī)r差.豆瑩瑩等[7]的研究表明，老化會(huì)增加水在瀝青中的擴(kuò)散速率，降低瀝青-集料界面的黏結(jié)強(qiáng)度，使瀝青膜更容易剝落.

宏觀的瀝青混凝土性能試驗(yàn)很難揭示集料接觸區(qū)的強(qiáng)度失效機(jī)理，因此需要開展相應(yīng)的細(xì)-微觀研究.目前，細(xì)微觀研究的主要方法可以分為2類：一類是基于熱力學(xué)理論評(píng)價(jià)瀝青混凝土的水穩(wěn)定性，應(yīng)用最多的是表面自由能理論[8-10]；另一類是通過細(xì)觀力學(xué)試驗(yàn)，分析環(huán)境因素對(duì)瀝青膠漿或者瀝青-集料界面的損傷效應(yīng)[11-15].細(xì)觀力學(xué)試驗(yàn)包括了直接拉伸試驗(yàn)、搭接剪切試驗(yàn)以及疲勞試驗(yàn)等.在研究瀝青-集料界面強(qiáng)度時(shí)，常溫下一般選擇直接拉伸試驗(yàn).

綜上所述，本文將重點(diǎn)開展海鹽-濕-熱耦合作用對(duì)瀝青-集料界面體系的損傷效應(yīng)研究.通過不同鹽溶液浸泡和瀝青材料自愈模擬試驗(yàn)，根據(jù)直接拉伸試驗(yàn)得到的瀝青-集料界面體系的抗拉強(qiáng)度和瀝青膜剝落率，對(duì)比研究鹽溶液類型、濃度、浸泡時(shí)間對(duì)瀝青-集料界面體系強(qiáng)度特性、自愈能力以及水穩(wěn)定性的影響，并結(jié)合表面自由能理論分析瀝青-集料界面體系的損傷機(jī)理，為透水性瀝青路面在沿海地區(qū)的推廣應(yīng)用提供依據(jù)和指導(dǎo).

1 原材料及“三明治”夾心試樣制備

1.1 高黏瀝青

選用交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究院研制的HVA高黏劑，對(duì)SBS摻量為4.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，文中涉及的摻量、含量等均為質(zhì)量分?jǐn)?shù))的成品SBS改性瀝青(I-D)進(jìn)行復(fù)合改性.將成品SBS改性瀝青與HVA按照92∶8的質(zhì)量比，用高速剪切儀制備高黏瀝青(H-SBS modified asphalt)，剪切速率為5000 r/min，持續(xù)剪切45min，整個(gè)過程溫度控制在180～190℃，剪切完成后將改性瀝青放入180℃烘箱中發(fā)育30min.復(fù)合改性前后SBS改性瀝青的技術(shù)指標(biāo)如表1所示.

1.2 鹽溶液

表1 改性前后SBS改性瀝青的技術(shù)指標(biāo)

1.3 集料芯樣

玄武巖是一種常用于瀝青路面表層的硬質(zhì)巖石，此處選用玄武巖制備圓柱體集料芯樣.為了盡可能真實(shí)地模擬集料與瀝青界面體系細(xì)觀結(jié)構(gòu)尺寸，同時(shí)保證試驗(yàn)的可操作性，參照文獻(xiàn)[4]的做法，確定集料芯樣直徑為20mm.如圖1所示，首先將大體積石料切成邊長為80mm的立方體，然后將立方體石料切片，保證厚度均勻(10mm)，隨后在鉆芯機(jī)上鉆取直徑為20mm的圓柱體芯樣，并用砂紙打磨集料芯樣表面，最后用100℃沸水清洗集料芯樣并烘干.

圖1 集料芯樣制備過程Fig.1 Fabrication process of aggregate core samples

1.4 “三明治”夾心試樣

集料表面的純?yōu)r青膜厚度小于20μm，所以首先研究瀝青膜厚度在20μm范圍內(nèi)變化對(duì)瀝青-集料試樣抗拉強(qiáng)度的影響，以確定后續(xù)溶液侵蝕試驗(yàn)中瀝青-集料界面瀝青膜的厚度.

自主研發(fā)了1套“三明治”試樣成型設(shè)備，試樣的瀝青膜厚度由數(shù)顯千分尺控制，下部圓柱體集料位置固定不變，上部圓柱體集料隨著數(shù)顯千分尺的伸縮可以上下移動(dòng)，數(shù)顯千分尺的精確度為微米級(jí).在試樣成型過程中，通過數(shù)顯千分尺的微調(diào)旋鈕來調(diào)控上下集料的間距以保證試樣的瀝青膜厚度達(dá)到設(shè)定值.首先將集料芯樣加熱到190℃，該溫度符合JTG F40—2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》；然后將瀝青均勻涂抹至上下2個(gè)集料芯樣的表面，最后調(diào)整集料芯樣的間距，成型試樣.試樣的瀝青膜厚度(集料間距)分別為0、2、4、6、12、20μm.由于經(jīng)砂紙打磨之后，集料芯樣表面仍存在一定的凸起.當(dāng)集料芯樣間距為0時(shí)，上下集料表面的凸起部分相互接觸，但在凸起的間隙處仍存在一定數(shù)量的瀝青，可以將上下集料表面黏結(jié)起來.成型后的瀝青-集料試樣如圖2所示.

圖2 成型后的瀝青-集料試樣Fig.2 Fabricated asphalt-aggregate specimen

2 試驗(yàn)方法

2.1 直接拉伸試驗(yàn)

直接拉伸試驗(yàn)采用美國公路及運(yùn)輸協(xié)會(huì)(AASHTO)的Binder Bond Strength(BBS)Test和美國試驗(yàn)與材料協(xié)會(huì)(ASTM)推薦的Quantum Gold型氣動(dòng)黏結(jié)力拉伸測試儀(P.A.T.T.I)，本文設(shè)計(jì)了1套與P.A.T.T.I加載活塞匹配的“三明治”試樣拉伸夾具，用于直接拉伸試驗(yàn)(見圖3).拉伸試驗(yàn)在20℃下進(jìn)行，加載速率控制在35kPa/s，每個(gè)瀝青膜厚度制作4個(gè)平行試件.

圖3 P.A.T.T.I 加載活塞Fig.3 Loading piston of P.A.T.T.I

2.2 溶液侵蝕模擬試驗(yàn)

模擬5%NaCl溶液、10%NaCl溶液、5% Na2SO4溶液以及5%的復(fù)合鹽溶液等4種鹽溶液和水，在高溫條件下對(duì)瀝青-集料界面體系和集料表面的侵蝕作用.將瀝青-集料“三明治”夾心試樣分別在5種溶液中浸泡8h、1、2、4、6d，對(duì)比鹽種類及溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)、浸泡時(shí)間對(duì)瀝青-集料界面的侵蝕效應(yīng).在浸泡前期，瀝青-集料試樣的抗拉強(qiáng)度可能下降較快，所以適當(dāng)?shù)乜s短了試驗(yàn)前期數(shù)據(jù)采集的周期，每組試驗(yàn)制備4個(gè)平行試件.

所有試樣的浸泡溫度均設(shè)定為60℃，這主要是為了模擬沿海地區(qū)在夏季高溫條件下路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部的實(shí)際溫度.高溫會(huì)加劇分子的熱運(yùn)動(dòng)，因此會(huì)促進(jìn)水和海鹽溶液的侵蝕效果.

在到達(dá)測試時(shí)間后，從恒溫水箱中取出裝有浸泡試樣的小玻璃瓶，放入20℃烘箱中保溫1h.待其溫度穩(wěn)定在20℃后，將瀝青-集料試樣從小玻璃瓶中取出，并與拉伸夾具連接，然后用P.A.T.T.I測試抗拉強(qiáng)度.完成直接拉伸試驗(yàn)之后，將破壞后的試樣放在室溫下自然晾干，待其表干后用數(shù)碼照相機(jī)以超微距模式采集破壞面的圖像，再運(yùn)用Image-pro plus軟件進(jìn)行圖像處理，計(jì)算破壞面瀝青膜的剝落率.

2.3 瀝青-集料界面自愈試驗(yàn)

目前，關(guān)于瀝青與集料界面的自愈現(xiàn)象鮮有學(xué)者研究.本文將研究鹽溶液侵蝕對(duì)瀝青-集料界面自愈能力的影響，試驗(yàn)方案如表2所示.

表2 瀝青-集料界面自愈試驗(yàn)方案

表2中，方案①與前述的溶液浸泡試驗(yàn)對(duì)比，可用于研究瀝青-集料試樣在60℃的界面自愈能力.在高溫浸泡階段與前述的溶液浸泡試驗(yàn)的處理方式相同，浸泡6d后將試樣從玻璃瓶中取出，放入60℃ 烘箱中加熱3h，然后在20℃靜置2h，待其恢復(fù)常溫后，用P.A.T.T.I測試抗拉強(qiáng)度.方案②與方案①相互對(duì)比，可以分析自愈后瀝青-集料試樣的高溫水穩(wěn)定性.其操作流程與方案①一致，將60℃自愈后的瀝青-集料試樣，在常溫靜置2h后放入裝滿水的小玻璃瓶，隨后在60℃恒溫水箱內(nèi)浸泡8h(可用于與2.2節(jié)溶液浸泡8h的試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，反映自愈后試樣的高溫水穩(wěn)定性)，然后從水箱中拿出，待其恢復(fù)到20℃后，用P.A.T.T.I測試抗拉強(qiáng)度，并分析破壞面的瀝青膜剝落率.

3 瀝青膜厚度對(duì)瀝青-集料試樣抗拉強(qiáng)度的影響

瀝青-集料試樣在20℃的抗拉強(qiáng)度如表3所示.從表3可以看出：(1)在6～20μm的范圍內(nèi)，隨著瀝青膜厚度的減小，瀝青-集料試樣的抗拉強(qiáng)度逐漸增大，這與Huang等[26]的試驗(yàn)結(jié)果一致.這是因?yàn)闉r青膜的厚度越薄，內(nèi)部的缺陷越少，拉伸過程中會(huì)表現(xiàn)出較高的抗拉強(qiáng)度.(2)在0～6μm的范圍內(nèi)，瀝青-集料試樣的抗拉強(qiáng)度隨著瀝青膜厚度的減小逐漸下降，所有試樣的破壞面均呈瀝青膜內(nèi)聚力失效.

瀝青膜厚度會(huì)存在一定的不均勻性，如圖4所示.經(jīng)打磨的集料芯樣表面凹凸不平，圖中Rmax為集料表面的最大突出高度，試驗(yàn)中控制的集料間距實(shí)際上是集料之間的最小間隙hmin，而其最大間隙為hmax=2Rmax+hmin.研究表明：打磨之后集料表面的最大凸出高度Rmax在3～5μm之間，而未打磨的集料表面凸起高達(dá)100μm[4].隨著集料之間瀝青膜厚度的減小，hmin/hmax越來越小，說明瀝青膜厚度的最大值和最小值差異越來越大，瀝青膜厚度更加不均勻.厚度不均勻的瀝青膜在拉伸過程中更易造成局部應(yīng)力集中，使得瀝青膜更早地出現(xiàn)破壞.因此，當(dāng)瀝青膜的厚度小于6μm時(shí)，瀝青-集料試樣的抗拉強(qiáng)度隨著瀝青膜厚度的減小反而下降.

表3 不同瀝青膜厚度的“三明治”試樣抗拉強(qiáng)度

圖4 集料表面微觀特征示意圖Fig.4 Schematic diagram of aggregate surface microscopic feature

綜上所述，6μm的瀝青膜厚度能夠保證集料表面與瀝青膜具有良好的黏附性，同時(shí)表現(xiàn)出較高的抗拉強(qiáng)度，這有利于測試海鹽侵蝕損傷后的瀝青-集料界面強(qiáng)度.因此，本文將瀝青膜厚度為6μm的瀝青-集料試樣作為研究各種溶液對(duì)瀝青-集料界面體系損傷效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)試樣.

<1)，且各件產(chǎn)品是否為不合格品相互獨(dú)立．

4 瀝青-集料界面體系損傷效應(yīng)分析

在不同溶液中浸泡不同時(shí)間后的瀝青-集料試樣抗拉強(qiáng)度如表4所示，表中括號(hào)內(nèi)數(shù)據(jù)為偏差.從表4可以看出：隨著浸泡時(shí)間的延長，瀝青-集料試樣的抗拉強(qiáng)度逐漸下降，前期的下降速率較快，隨后趨于平穩(wěn)；每種鹽溶液對(duì)試樣抗拉強(qiáng)度影響的程度不同，其中浸泡在5%Na2SO4溶液中的試樣抗拉強(qiáng)度下降最多，然后依次是5%復(fù)合鹽溶液、5%NaCl溶液、水和10%NaCl溶液，由此可見低濃度鹽溶液對(duì)瀝青-集料試樣的損傷效應(yīng)要大于水.

表4 浸泡后瀝青-集料試樣的抗拉強(qiáng)度

瀝青-集料試樣破壞面的圖像如表5所示.從表5可以看出：隨著浸泡時(shí)間的增加，瀝青-集料試樣破壞面殘留瀝青膜的數(shù)量減少；集料表面的瀝青膜并沒有表現(xiàn)出大面積的整體剝落，而是小范圍的間隔剝落.運(yùn)用Image-pro plus軟件對(duì)采集的破壞面圖像進(jìn)行圖像處理分析，瀝青膜與集料表面的邊界識(shí)別如圖5所示.

將瀝青-集料試樣破壞面的總剝落面積除以破壞面的橫截面積就能計(jì)算出相應(yīng)的瀝青膜剝落率，結(jié)果如表6所示.從表6可以看出：瀝青-集料試樣破壞面瀝青膜的剝落面積隨著浸泡時(shí)間的延長逐漸增大，前2d的漲幅最大，所有試樣的剝落率在浸泡2d后均超過了75%；5%Na2SO4溶液的剝落速率增加最快，浸泡2d后就達(dá)到了95%，在隨后的4d里雖然變化不大，但是其強(qiáng)度仍然有一定程度下降.這說明溶液的侵蝕作用，使得瀝青-集料試樣的破壞形式由侵蝕前的瀝青膜失效逐漸地轉(zhuǎn)化為界面失效.

5 海鹽侵蝕的損傷機(jī)理分析

在有水溶液條件下，溶液會(huì)自發(fā)地促使瀝青-集料的界面分離，形成瀝青-溶液和集料-溶液2個(gè)新的界面，該過程中發(fā)生的能量變化即剝落功.

表5 浸泡后瀝青-集料試樣破壞面圖像

圖5 殘留瀝青膜與集料表面的邊界識(shí)別Fig.5 Boundary identification of residual asphalt film and aggregate surface

表6 浸泡后瀝青-集料試樣破壞面瀝青膜剝落率

海鹽溶液對(duì)瀝青-集料界面造成損傷需要經(jīng)過浸潤和分離2個(gè)階段，鋪展功能夠反映溶液浸潤固體表面的難易程度，鋪展功越小，溶液越容易浸潤.海鹽溶液到達(dá)“三明治”試樣瀝青-集料界面有2種途徑：一種是通過浸潤瀝青膜到達(dá)界面，另一種是通過浸潤集料到達(dá)界面.所以，瀝青和集料與海鹽溶液的鋪展功之和能夠反映海鹽溶液侵入瀝青-集料界面的速率.

在測試計(jì)算剝落功和鋪展功時(shí)，集料經(jīng)鹽溶液侵蝕后其表面自由能會(huì)發(fā)生變化，所以應(yīng)代入侵蝕后集料的表面自由能參數(shù)，以反映海鹽溶液腐蝕作用對(duì)瀝青-集料界面強(qiáng)度下降過程的影響.

將式(1)所示的瀝青和集料的鋪展功Wspread(spreading work)與考慮鹽溶液侵蝕集料后的剝落功Wer-strip(erosive stripping work)之和定義為綜合剝落功Wco-strip(comprehensive stripping work)，如式(2)所示.

(1)

Wco-strip=Wer-strip+Wspread

(2)

針對(duì)浸泡6d情形，根據(jù)鹽溶液、瀝青和集料表面自由能的測試結(jié)果[27]，計(jì)算得到各種溶液與瀝青-集料界面的綜合剝落功，如表7所示.

表7 不同溶液對(duì)瀝青-集料界面的評(píng)價(jià)指標(biāo)

圖6 瀝青膜剝落率、抗拉強(qiáng)度與綜合剝落功的關(guān)系曲線Fig.6 Relation curve between asphalt film stripping ratio, tensile strength and comprehensive stripping work

侵蝕6d后溶液對(duì)瀝青-集料界面的損傷程度較大，浸泡在5%NaCl溶液、5%Na2SO4溶液和5%復(fù)合鹽溶液中的試樣，破壞面瀝青膜剝落率接近100%.此時(shí)，用瀝青膜剝落率很難區(qū)分不同溶液對(duì)瀝青-集料界面的損傷效應(yīng).因此，瀝青膜剝落率與綜合剝落功未表現(xiàn)出線性相關(guān)性.試樣抗拉強(qiáng)度與綜合剝落功之間呈現(xiàn)出良好的線性關(guān)系，這是因?yàn)榫C合剝落功的方程中含有瀝青膜的鋪展功，該指標(biāo)反映了溶液侵入界面瀝青膜的能力.而界面瀝青膜內(nèi)的水分含量越多，乳化作用越明顯，其拉伸強(qiáng)度下降得越大.所以，該指標(biāo)不但考慮了溶液透過瀝青膜到達(dá)瀝青-集料界面的能力，也在一定程度上反映了溶液對(duì)瀝青膜的乳化作用，因此海鹽溶液的綜合剝落功可以用于評(píng)價(jià)海鹽溶液對(duì)瀝青-集料界面體系的損傷效應(yīng).

6 海鹽侵蝕對(duì)瀝青-集料界面自愈能力的影響

在溶液中浸泡6d并自愈后的瀝青-集料試樣抗拉強(qiáng)度如表8所示.從表8可以看出，自愈后的瀝青-集料試樣在拉伸過程中均未表現(xiàn)出界面破壞.這說明經(jīng)60℃的高溫烘干3h后，瀝青膜與集料表面重新恢復(fù)了強(qiáng)度，并且其大小超過了瀝青膜的內(nèi)聚力.自愈后瀝青-集料試樣的抗拉強(qiáng)度恢復(fù)到了未侵蝕原樣試樣抗拉強(qiáng)度1680.16kPa的80%左右，并且浸泡在鹽溶液中的試樣自愈之后的抗拉強(qiáng)度高于水中浸泡的試樣；在自愈試驗(yàn)之前經(jīng)10% NaCl溶液處理的試樣，其殘余抗拉強(qiáng)度大于經(jīng)5% Na2SO4溶液處理的試樣，但在自愈試驗(yàn)之后正好相反.這是由于自愈后試樣的破壞形式由界面黏結(jié)力失效轉(zhuǎn)變?yōu)闉r青膜內(nèi)聚力失效，而鹽溶液對(duì)瀝青膜的老化作用會(huì)增加瀝青膜的勁度[28]，Na2SO4溶液的腐蝕性較強(qiáng)，因此瀝青膜的老化程度較深，從而表現(xiàn)出更高的抗拉強(qiáng)度.

表8 侵蝕并自愈后瀝青-集料試樣的抗拉強(qiáng)度

為了檢驗(yàn)自愈之后試樣的水穩(wěn)定性，對(duì)自愈之后的試樣又進(jìn)行了60℃水浴浸泡并測試其抗拉強(qiáng)度.前文試驗(yàn)已表明，試樣在60℃水浴中浸泡8h后強(qiáng)度就會(huì)出現(xiàn)下降，并發(fā)生一定程度的瀝青-集料界面失效，所以這里將水穩(wěn)定性試驗(yàn)的浸泡時(shí)間定為8h，自愈試樣浸水之后的抗拉強(qiáng)度和瀝青膜剝落率，如表9所示.

表9 自愈試樣浸水8h后的抗拉強(qiáng)度及瀝青膜剝落率

圖7為自愈試樣浸水前后抗拉強(qiáng)度對(duì)比.從圖7可以看出：試樣自愈之后的抗拉強(qiáng)度相差不大，并且明顯高于浸泡6d試樣的抗拉強(qiáng)度，但自愈試樣經(jīng)過8h的高溫浸水之后，抗拉強(qiáng)度的差異明顯.如表8所示，浸泡在5%Na2SO4溶液中的試樣浸水前后的抗拉強(qiáng)度比最小，說明其水穩(wěn)定性最差；然后依次是10%NaCl溶液、5%NaCl溶液、5%復(fù)合鹽溶液和水.此外，自愈試樣在浸水8h后，試樣的抗拉強(qiáng)度均小于原樣試件在60℃水中浸泡8h的強(qiáng)度1467.60kPa，瀝青膜剝落率均大于原樣試件在60℃ 水中的瀝青膜剝落率55.1%.

將浸泡6d的集料表面自由能參數(shù)和水的表面自由能參數(shù)代入式(2)，計(jì)算結(jié)果如表10所示.

表10與表7中受鹽溶液侵蝕試樣的綜合剝落功不同，這是由于自愈后試樣的界面強(qiáng)度得到恢復(fù)，在拉伸試驗(yàn)中未出現(xiàn)瀝青膜剝落的現(xiàn)象.但是，在浸水8h后自愈試樣的破壞面表現(xiàn)出不同程度的界面失效，因此水是引起自愈后浸水8h試樣剝落的原因.在計(jì)算綜合剝落功時(shí)，應(yīng)統(tǒng)一代入水的表面自由能參數(shù)，以評(píng)價(jià)自愈試樣的水穩(wěn)定性.表6中的試樣需要代入相應(yīng)鹽溶液的表面自由能參數(shù)，以反映溶液對(duì)瀝青-集料界面的侵蝕作用.

圖8為自愈浸水試樣瀝青膜剝落率、抗拉強(qiáng)度和剝落功的擬合曲線.從圖8可以看出：自愈浸水試樣的綜合剝落功與破壞面瀝青膜剝落率和抗拉強(qiáng)度存在較好的線性關(guān)系，這一方面說明海鹽溶液對(duì)集料表面的腐蝕作用降低了自愈后瀝青-集料界面的水穩(wěn)定性；另一方面也說明用表面自由能評(píng)價(jià)溶液對(duì)瀝青-集料界面剝落機(jī)理時(shí)需要考慮溶液的浸潤特性.5% Na2SO4溶液的腐蝕性最強(qiáng)，所以瀝青-集料界面在自愈之后水穩(wěn)定性最差；10% NaCl溶液雖然浸潤到瀝青-集料界面的溶液質(zhì)量比5% NaCl溶液少，瀝青膜剝落區(qū)的面積相對(duì)較小，但是它的Cl-濃度大，所以瀝青膜剝落區(qū)的腐蝕程度較高，浸泡6d的試樣經(jīng)自愈試驗(yàn)后雖然界面強(qiáng)度均得到了有效地恢復(fù)，但是受之前浸泡過程的影響，瀝青膜剝落區(qū)的腐蝕程度越高，試樣自愈之后的水穩(wěn)定性越差；5%復(fù)合鹽溶液對(duì)集料表面的影響較小，因此試樣在自愈之后仍能保持較好的水穩(wěn)定性.

圖8 自愈試樣浸水8h后瀝青膜剝落率、抗拉強(qiáng)度與綜合剝落功的擬合曲線Fig.8 Fitting curve between asphalt film stripping ratio，tensile strength and comprehensive stripping work for self-healing specimens after 8h water immersion

7 結(jié)論

(1)在20μm的瀝青膜厚度范圍內(nèi)，瀝青-集料試樣的抗拉強(qiáng)度隨著瀝青膜厚度的減小，呈先增大后減小的變化規(guī)律，并且均未表現(xiàn)出界面失效.

(2)綜合剝落功越大，長期浸泡或自愈后浸水的瀝青-集料界面抗拉強(qiáng)度越高，瀝青膜剝落率越低，表明海鹽溶液的腐蝕特性和表面張力特性均會(huì)影響其對(duì)瀝青-集料界面的損傷效應(yīng).

(3)隨著浸泡時(shí)間的延長，瀝青-集料試樣的抗拉強(qiáng)度減小，破壞面瀝青膜剝落率增大.在同濃度下，Na2SO4溶液的損傷效應(yīng)大于NaCl溶液.

(4)60℃高溫烘干能夠有效地恢復(fù)瀝青-集料的界面強(qiáng)度，但是海鹽溶液的腐蝕性越強(qiáng)，瀝青-集料試樣自愈之后的水穩(wěn)定性越差.溶液對(duì)瀝青-集料試樣侵蝕自愈后水穩(wěn)定性的影響程度由大至小排序?yàn)椋?%Na2SO4溶液>10%NaCl溶液>5%NaCl溶液>5%復(fù)合鹽溶液>水.