在最近發表在《材料》雜志上的一項研究中，來自中國的研究人員研究了不同瀝青混合物的酸雨侵蝕耐久性。

       世界經濟的快速增長導致煤炭和石油等化石燃料的大量消耗。在燃燒過程中，這些化石燃料會產生大量的氮和硫氧化物，增加大氣的酸度，從而導致嚴重的酸雨。

       高等級公路是使用瀝青路面建造的，因為這種材料比其他材料有幾個優點。由于酸雨腐蝕，瀝青路面經常出現早期損壞。世界各地的研究人員進行了各種研究，以尋找提高瀝青路面長期耐久性并減少其酸雨腐蝕的方法。

       在本研究中，研究人員系統地研究了環氧瀝青混合料抗酸雨腐蝕的耐久性。環氧瀝青是由環氧樹脂和瀝青加固化劑制成的熱固性高分子材料。環氧瀝青的特性是熱穩定性高、抗變形、抗疲勞、粘結能力強。

       研究人員選擇了 tafpack-super (TPS)、環氧瀝青、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯 (SBS) 和基質瀝青來粘合瀝青。選擇木質素纖維、蘆葦纖維、廢膠粉和改性竹纖維作為填料，用于開發最終的環氧瀝青混合料。

       瀝青混合料的制備分四個步驟完成。

       第一步，將廢舊橡膠粉和瀝青與SBS改性瀝青、環氧瀝青、基質瀝青混合，開發改性瀝青。

       第二步，預混過程完成，在此過程中，骨料和改性竹纖維被預熱。

       第三步，通過將廢舊橡膠粉、改性瀝青、環氧樹脂與環氧瀝青混合料混合完成。

       最后一步，將預熱的礦物粉末添加到展開的混合物中并混合直至達到所需的稠度。因此，研究人員制備了基質瀝青、環氧瀝青和 SBS 改性瀝青樣品。

       研究人員使用的表征方法是周期性干濕循環浸泡、老化測試、低溫穩定性、水分穩定性和疲勞壽命。為了開發實際的酸雨成分，使用濃度為 98% 的硫酸和硝酸的混合物。所有測試均在實驗室條件下進行，以檢查開發樣品的優化性能。

       結果

       研究人員觀察到酸雨侵蝕會降低瀝青骨料之間的附著力。它還會影響瀝青的重要性能，如疲勞和低溫性能，從而導致瀝青混合料加速老化。此外，隨著酸濃度和浸泡時間的增加，瀝青混合物的性能迅速惡化。

       環氧瀝青表現出優于基質瀝青和 SBS 改性瀝青的性能。在耐酸雨侵蝕試驗和與骨料的粘附性方面觀察到改進的性能。由于極性基團的形成和低收縮性和高內聚力等性能的發展，環氧瀝青的粘合性能得到了改善。測試還表明，它可以有效地抵抗剝落、水分侵蝕和溫度應力開裂。

       環氧瀝青混合料與改性竹纖維和廢膠粉結合時表現出最高的抗酸雨侵蝕性。性能的改善是由于混合物空隙率的降低。添加物形成了復雜的空間網絡結構，提高了環氧瀝青混合料的抗滲性、耐久性和抗酸雨侵蝕性。

       基質瀝青、環氧瀝青和SBS改性瀝青的表面自由能隨著pH值的升高而降低。對不同級配混合料進行的試驗表明，瀝青混凝土級配混合料和石膠瀝青比開級配摩擦層型級配混合料具有更高的耐久性。還觀察到，具有較寬瀝青膜的高密度瀝青混合料可以有效抵抗酸雨侵蝕。

       瀝青混合料的耐久性和抗酸雨侵蝕性也受到瀝青混合料和瀝青結合料的級配的影響。需要注意的是，研究人員并未研究酸雨對各種瀝青粘合劑和混合物的微尺度侵蝕過程。

       研究結果表明，酸雨侵蝕會降低瀝青和骨料之間的附著力，從而影響瀝青混合料的道路性能?；旌衔锏臋C械性能、附著力和耐久性也受到酸雨侵蝕的影響。

       未來的研究需要重點關注不同瀝青混合料抗酸雨侵蝕性和耐久性的方向控制。研究人員還建議使用多參數綜合評估研究來改進所取得的結果并確定新的結果。