选取原样、短期老化和长期老化的基质沥青与SBS改性沥青为研究对象,利用原子力显微技术的定量纳米力学(QNM)性质功能模块测试了沥青纳观相态的力学性质;利用Nano Scope Analysis软件对沥青相态力学图像进行量化分析,重点分析了相态模量和黏附力这2个指标;采用细观力学领域中的Halpin-Tsai模型研究了沥青多相态力学性质的复合行为,并探究了纳观尺度沥青相态力学特性的老化行为。分析结果表明:基质沥青中蜂形相态和基质相态的纳观模量分别集中在600.0和18.3 MPa,纳观黏附力分别集中在10.3和18.6 nN;SBS改性沥青中蜂形相态和基质相态的纳观模量分别集中在899和35 MPa,纳观黏附力分别集中在30.2和38.4 nN;对于基质沥青,原样、短期老化和长期老化沥青的复合模量分别为111、138和187 MPa,复合黏附力分别为16.7、14.3和4.2 nN;对于SBS改性沥青,原样、短期老化和长期老化沥青的复合模量分别为158、313和547 MPa,复合黏附力分别为32.2、35.0和15.8 nN;沥青纳观相态结构中,蜂形相态属于高模量、低黏附力相态,而基质相态属于低模量、高黏附力相态;SBS改性沥青的相态模量与黏附力显著高于基质沥青;随着老化程度的增加,沥青相态的力学性质发生变化,且不同相态的老化行为存在显著差异;采用QNM技术可有效辨别纳观尺度沥青相态的力学特性,Halpin-Tsai模型可用于量化沥青相态力学性质的复合行为。

国家自然科学基金项目(51778483); 中央高校基本科研业务费专项资金项目(3122018C018);

路面材料; 沥青; 纳观相态; 相态力学性质; 老化行为; Halpin-Tsai模型;

10.19818/j.cnki.1671-1637.2019.06.001

U414

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