沥青水损微结构表征法

用原子力显微镜定量追踪沥青遇水后的蜂状结构、表面粗糙度与表面能演化，揭示不同油源和改性剂下的水损机制差异。

Sun, Enyong · 赵延庆 · 蔡蕊

Construction and Building Materials 2024

参数信息

平均粗糙度增幅（Ra）

28.93 %

峰谷粗糙度增幅（Rt）

60.56 %

技术优势

量化水损过程

通过AFM逐时采集浸水前后沥青的微形貌、高度分布、纳米粗糙度和微表面能，得到水侵蚀从溶解到再聚集的动态演化路径，而非仅测试终点力学性能。

粗糙度分辨油源

SK90的纳米粗糙度指标（Ra、Rt）系统性高于SK70，浸水前分别提升28.93%和60.56%，表明粗糙度可作为油源抗水损性能的快速筛选指标。

表面能降低指示渗透

水损伤引起沥青表面能不同程度下降，说明水分子通过吸附和扩散更易渗入沥青膜内部并改变其微结构，表面能可作为水敏感性指标。

应用场景

• 沥青混合物水稳定性：用粗糙度和表面能指标筛选抗水损油源与改性剂，提升混合料水稳定性。
• 原子力显微镜材料表征：利用AFM高分辨成像直接观察沥青蜂状结构和纳米突起，实现微观形貌定量。
• 公路路面耐久性：通过微结构演化预测沥青路面在水侵蚀下的长期性能退化，指导耐久性设计。