在最近发表在《材料》杂志上的一项研究中，来自中国的研究人员研究了不同沥青混合物的酸雨侵蚀耐久性。

世界经济的快速增长导致煤炭和石油等化石燃料的大量消耗。在燃烧过程中，这些化石燃料会产生大量的氮和硫氧化物，增加大气的酸度，从而导致严重的酸雨。

高等级公路是使用沥青路面建造的，因为这种材料比其他材料有几个优点。由于酸雨腐蚀，沥青路面经常出现早期损坏。世界各地的研究人员进行了各种研究，以寻找提高沥青路面长期耐久性并减少其酸雨腐蚀的方法。

在本研究中，研究人员系统地研究了环氧沥青混合料抗酸雨腐蚀的耐久性。环氧沥青是由环氧树脂和沥青加固化剂制成的热固性高分子材料。环氧沥青的特性是热稳定性高、抗变形、抗疲劳、粘结能力强。

研究人员选择了 tafpack-super (TPS)、环氧沥青、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯 (SBS) 和基质沥青来粘合沥青。选择木质素纤维、芦苇纤维、废胶粉和改性竹纤维作为填料，用于开发最终的环氧沥青混合料。

沥青混合料的制备分四个步骤完成。

第一步，将废旧橡胶粉和沥青与SBS改性沥青、环氧沥青、基质沥青混合，开发改性沥青。

第二步，预混过程完成，在此过程中，骨料和改性竹纤维被预热。

第三步，通过将废旧橡胶粉、改性沥青、环氧树脂与环氧沥青混合料混合完成。

最后一步，将预热的矿物粉末添加到展开的混合物中并混合直至达到所需的稠度。因此，研究人员制备了基质沥青、环氧沥青和 SBS 改性沥青样品。

研究人员使用的表征方法是周期性干湿循环浸泡、老化测试、低温稳定性、水分稳定性和疲劳寿命。为了开发实际的酸雨成分，使用浓度为 98% 的硫酸和硝酸的混合物。所有测试均在实验室条件下进行，以检查开发样品的优化性能。

结果

研究人员观察到酸雨侵蚀会降低沥青骨料之间的附着力。它还会影响沥青的重要性能，如疲劳和低温性能，从而导致沥青混合料加速老化。此外，随着酸浓度和浸泡时间的增加，沥青混合物的性能迅速恶化。

环氧沥青表现出优于基质沥青和 SBS 改性沥青的性能。在耐酸雨侵蚀试验和与骨料的粘附性方面观察到改进的性能。由于极性基团的形成和低收缩性和高内聚力等性能的发展，环氧沥青的粘合性能得到了改善。测试还表明，它可以有效地抵抗剥落、水分侵蚀和温度应力开裂。

环氧沥青混合料与改性竹纤维和废胶粉结合时表现出最高的抗酸雨侵蚀性。性能的改善是由于混合物空隙率的降低。添加物形成了复杂的空间网络结构，提高了环氧沥青混合料的抗渗性、耐久性和抗酸雨侵蚀性。

基质沥青、环氧沥青和SBS改性沥青的表面自由能随着pH值的升高而降低。对不同级配混合料进行的试验表明，沥青混凝土级配混合料和石胶沥青比开级配摩擦层型级配混合料具有更高的耐久性。还观察到，具有较宽沥青膜的高密度沥青混合料可以有效抵抗酸雨侵蚀。

沥青混合料的耐久性和抗酸雨侵蚀性也受到沥青混合料和沥青结合料的级配的影响。需要注意的是，研究人员并未研究酸雨对各种沥青粘合剂和混合物的微尺度侵蚀过程。

研究结果表明，酸雨侵蚀会降低沥青和骨料之间的附着力，从而影响沥青混合料的道路性能。混合物的机械性能、附着力和耐久性也受到酸雨侵蚀的影响。

未来的研究需要重点关注不同沥青混合料抗酸雨侵蚀性和耐久性的方向控制。研究人员还建议使用多参数综合评估研究来改进所取得的结果并确定新的结果。

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