来源：宣传部 日期：2025-12-26 作者：姚楠 浏览量：
交通工程学院科研团队在揭示碳酸盐岩骨料表面矿物分布及其对沥青-集料界面黏附性影响机制方面取得重要进展
交通工程学院科研团队在揭示碳酸盐岩骨料表面矿物分布及其对沥青-集料界面黏附性影响机制方面取得重要进展。研究成果以“The effect of minerals distribution in carbonate aggregates on adhesion performance between carbonate aggregates and asphalt binder”为题发表于国际道路工程材料领域权威期刊Construction and Building Materials（Top期刊，中科院1区，IF=8.0）。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2025.144226
该研究得到了国家自然科学基金项目(52468061)、贵州省科技计划项目（黔科合基础-[2024青年416]）、贵州省交通运输厅科技项目(2022–123–038和2024–122–030)的资助。论文第一作者和通讯作者均为贵州理工学院交通工程学院甘新立副教授。
沥青路面的水损害是全球道路工程领域的共性难题，在多雨的中国西南地区尤为突出。雨水渗透会导致路面出现松散、开裂、泛油等病害，大幅缩短路面使用寿命，增加养护成本。碳酸盐岩在我国西南地区储量极为丰富，且易于开采，是沥青路面用集料的重要来源。然而，集料的矿物成分对于沥青的黏附性影响巨大，石灰岩类和白云岩类集料与沥青的黏附性表现出显著不同。此前，行业内对骨料与沥青粘附性能的研究多聚焦于整体矿物组成，却忽略了骨料表面矿物分布与内部组成的差异 —— 而沥青与骨料的黏附行为恰好发生在表面。这一研究缺口导致工程中难以精准选择骨料，常常出现 “选材不当” 引发的路面早期损坏。
为破解这一难题，科研团队整合了多种前沿测试技术，构建了“微观分析-指标建立-性能验证”的完整研究体系。团队采用接触角测试与表面能理论，精准测算出沥青与方解石、白云石、石英等七种常见矿物的黏附强度；通过 TESCAN 综合矿物分析仪（TIMA），实现了碳酸盐骨料表面矿物分布的自动化定量分析，清晰呈现了矿物的形态、含量及分布规律；同时创新改进水煮法黏附性评价试验，结合数字图像处理技术，精准量化了不同条件下沥青的脱落比例。
图1 不同类型碳酸盐岩集料的表面矿物分布
研究发现了一系列关键规律：矿物的表面吸附能力约为沥青的两倍，对黏附效果的影响更为显著；方解石和白云石与沥青的粘合强度最高，均超过 72 mJ/m?，而石英的粘合强度最低，仅 67.87 mJ/m?；骨料表面矿物的分布形态（点状、片状、散状）和均匀性直接影响粘合稳定性，片状分布的矿物对性能影响最为突出。
基于上述发现，团队构建了考虑矿物分布的粘附评价指标 ER2as-c，该指标能精准反映不同类型碳酸盐骨料与沥青的粘合效果——同类碳酸盐骨料的 ER2as-c 值相对接近，而石灰岩与白云岩骨料的指标差异显著，石灰岩骨料的粘合稳定性更优。
一审：姚楠
二审：江旭
三审：李朋
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