内蒙古东北部高寒地区的沥青路面由于低温及较大温差极易发生路面开裂等破坏,而集料与沥青的粘附特性会严重影响沥青路面的抗裂性能及其使用寿命。因此,亟需对该地区集料与沥青的粘附特性进行深入研究。本文完成的主要工作和取得成果如下:(1)根据依托工程选取90#基质沥青、橡胶沥青、极寒沥青、SBS改性沥青和SBR改性沥青以及安山岩、玄武岩和石灰岩为试验原材料,并对五种沥青进行基本性能试验和采用X射线荧光光谱(XRF)试验测定三种集料的主要化合物组成,并进行粘附机理分析。结果表明:安山岩属于中性集料,且安山岩中高价阳离子含量较低,与沥青产生化学吸附作用时形成的吸附层不稳定,与沥青的粘附性较差。(2)采用原子力显微镜(AFM)对五种沥青进行微观形貌扫描,分析其对沥青与集料粘附性的影响。结果表明:基质沥青中存在“蜂形结构”,而四种改性沥青中不存在“蜂形结构”,且其表面微观形貌都呈现磨砂状/毛刺状;90#基质沥青表面粗糙度是改性沥青的10倍左右,说明“蜂形结构”较大影响沥青的表面粗糙度。(3)采用原子力显微镜(AFM)对三种集料进行微观形貌扫描,分析其对沥青与集料粘附性的影响。结果表明:三种集料的微观形貌差异明显,石灰岩和玄武岩具有斜向纹理,石灰岩呈现的表面纹理比较规则,玄武岩却没有明显的规律,安山岩具有明显的“亮斑”,表面起伏较大,且三种集料表面粗糙度与集料AFM三维形貌图上观察到的集料表面起伏情况相符。(4)采用躺滴法对五种沥青和三种集料进行接触角测试,基于表面自由能理论分别计算沥青与集料的表面自由能及其分量,并计算有水和无水两种条件下的沥青与集料的粘附功。结果表明:集料的表面能均大于沥青;橡胶沥青和石灰岩的表面能较大,且粘附功较高,说明橡胶沥青和石灰岩粘附性较好;有水条件下沥青与集料的粘附功均小于其在无水条件下。(5)采用拉拔试验对五种沥青和三种集料进行宏观粘附性试验,以沥青与集料之间的粘附力作为粘附性评价指标。结果表明:橡胶沥青与三种集料的粘附力明显大于其他沥青,且橡胶沥青与石灰岩的粘附力最大,则橡胶沥青与石灰岩的宏观粘附性最好。(6)基于灰色关联理论分析沥青表面能、集料表面能、沥青粗糙度和集料粗糙度与宏观粘附力的关联程度。各因素对粘附力的影响程度为:沥青表面能>集料表面能>集料粗糙度>沥青粗糙度。