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AFM对沥青进行成像

2018.7.31


 

为了确定沥青微观结构的相位和相位图的形貌,对每种沥青都进行了成像,相位图大小为25um×25um。通过对比不同时刻的AFM图,就能够分析沥青变形情况。

 

如前所述,图片的色度并不表示沥青表面形貌,只是材料特性和结构变化引起的。3种沥青都有2种相位。与ABAD沥青不同的是,尽管多次尝试,仍然没有获得沥青BD清楚的微观结构图像。相位12分别表示的是连续相和离散相。相位2的尺寸和形态变化相对较大,不同种类沥青相位尺寸变化范围为1~6um。可以看出,通过图像提取处理,相位2呈现“蜜蜂”状外形。

 

对于每种沥青的2种相位都进行了10次蠕变试验,3种沥青的瞬啦形相差很大,瞬时变形后是与时间有关的蠕变。蠕变试验结果表明,每种沥青两个相的力学性能差别较大。相位2的弹性模量高于相位1,在荷载作用下变形量也较小。ABADBD三种沥青4s时的分散相蠕变量分别是连续相的68%58%53%。未老化的ABAD两种沥青在不同相位的变形相差很大。

 

沥青的微观力学特性用每种相位的蠕变变形作为加权平均值PDM来评价,用每相的面积作为权重。同时按照SHRP相关规范,进行了沥青针入度(PEN)试验。

 

硬度和浙青针人度试验的目的是验证力学试验结果,而对于体变模量和原子力试验,应该注意到以下两点:(1)从严格来说,在力值测量过胃中,探针针尖和样品表面的接触面积是随时间不断变化的,应力并不是一个常数,蠕变变形也只是半定量的;(2)测得的相位分布是沥青样本表面,而不是体积。尽管Pauli等人(2001)提供了许多证据证明了在大量沥青结合料中也存在这种表面特征,但是还需要进一步的研究来证实这一点。

 

研究表明,沥青微观结构试验中测得的蠕变变形与针入度相关,要减小沥青变形,就应该降低沥青针入度。对于三种沥青结合料,最大变形量与针入度值有着一定的关系。因此,从试验中也可以观察到由于浙青老化而引起变形的减少程度。


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