盐及环境耦合作用下沥青和混...性能劣化规律及机理研究进展_冯云霞.pdf

2023，Vol.37，No.13wwwmater-repcom22050114-1基金项目:重庆市研究生科研创新项目(CYB20182);河南省交通运输厅科技项目(2017Z5)This work was financially supported by the Chongqing Postgraduate esearch Innovation Project(CYB20182)and Henan Provincial Department of Transporta-tion Science and Technology Project(2017Z5)m8353126comDOI:10.11896/cldb.22050114盐及环境耦合作用下沥青和混合料性能劣化规律及机理研究进展冯云霞1，罗钰鸿1，牛开民1，2，郭鹏3，41重庆交通大学土木工程学院，重庆 4000742交通运输部公路科学研究院，北京 1000883交通土建工程材料国家地方联合工程实验室，重庆 4000744重庆交通大学材料科学与工程学院，重庆 400074我国冬季普遍采用撒布盐化物的方式清除路面积雪结冰，盐侵蚀使沥青路面在复杂环境条件下面临更严峻的考验。本文梳理并阐明了盐对沥青基本性能指标、流变性及微观形貌的影响，分析了混合料路用性能、内部结构等变化规律，总结了盐侵蚀导致沥青混合料性能劣化的作用机制。盐侵蚀沥青以物理侵蚀为主，沥青中轻组分向重组分转变，亚砜基指数增加，沥青变硬，表现出更好的高温性能和抗老化性能，但是其低温性能和疲劳性能降低。盐侵蚀加上外部环境的综合作用使沥青混合料路用性能及疲劳性能劣化明显，但是可以通过掺入纤维、消石灰等材料提高其性能。盐溶液的结晶压和膨胀压使沥青混合料在冻融过程中裂缝增多，空隙变大，单个空隙直径及平均直径增加;此外，盐溶液较小的表面张力和较大的渗透系数使其更容易进入沥青-集料界面，破坏沥青-集料间的粘附性，导致混合料性能衰减。基于当前对盐侵蚀及环境耦合作用下沥青混合料的研究成果，将 CT 技术和数值模拟结合建立 Cl、SO42等的扩散模型，并结合分子动力学理论，建立盐溶液中沥青-集料界面模型，可从分子尺度进一步探究混合料性能劣化机理。关键词道路工程沥青混合料盐侵蚀冻融循环性能评价中图分类号:U414文献标识码:Aesearch Progress on the Deterioration Law and Mechanism of Asphalt andMixture Properties Under the Coupling Influence of Salt and EnvironmentFENG Yunxia1，LUO Yuhong1，NIU Kaimin1，2，GUO Peng3，41School of Civil Engineering，Chongqing Jiaotong University，Chongqing 400074，China2esearch Institute of Highway Ministry of Transport，Beijing 100088，China3National Local Joint Engineering Laboratory of Transportation and Civil Engineering Materials，Chongqing 400074，China4School of Materials Science and Engineering，Chongqing Jiaotong University，Chongqing 400074，ChinaSalt sprinkling is an efficient approach for melting snow accumulated on roads However，salt erosion and complex environmental conditionshave adverse effects on asphalt pavements This review clarifies the influence of salt on the conventional performance indicators，rheology，and microscopic morphology of asphalt Further，this review analyzes the variation laws of road performance and the internal structure of mixturesand investigates the mechanism of deterioration in mixture performance The results reveal that the process of salt erosion of asphalt is mainly aphysical reaction:in particular，the light components of asphalt become heavier，sulfoxide index increases，and asphalt hardens，leading to betterhigh-temperature and anti-aging performance and deteriorated low-temperature and fatigue performance The combined effect of salt and externalenvironment deteriorates the engineering performance of the asphalt mixture However，adding fibers，slaked lime，and other materials to the as-phalt mixture can improve this performance Notably，crystallization and expansion pressures lead to an increase in the scale and average diame-ter of voids in asphalt mixtures Additionally，lower surface tensions and higher permeability coefficients enable the salt solution to better permeatethe asphalt-aggregate interface compared to water，destroying the asphalt-aggregate adhesion properties and resulting in performance degrada-tions Given the current research results，it is necessary to combine the computed tomography technology with numerical simulations to evaluatethe diffusion models of Cl，SO42，etc Overall，an asphalt-aggregate interface model in salt solutions must be established based on the mole-cular dynamics theory，and the mechanism of deterioration in mixture performance must be analyzed from a molecular perspectiveKey wordsroad engineering，asphalt mixture，salt erosion，freeze-thaw cycles，performance evaluation0引言沥青路面作为我国路面的主要形式，受荷载和外部环境的直接作用，容易出现不同类型的损坏。我国大部分地区冬季出现积雪结冰现象，导致路面抗滑系数下降，极易引发交通事故，对人们的生命财产安全造成严重威胁。道路管养部门为了保证道路顺畅，确保人民安全及便捷出行，普遍采用撒布化学融雪除冰剂等方式清除路面积雪结冰1。化学融雪除冰剂因其作用效果明显、价格低、易于储存等优点得到广泛应用。但研究表明，盐溶液污染周围的环境和水源，腐蚀道路附属结构物，此外，盐溶液造成沥青路面结构内部损伤，导致路面抗滑性能降低2。盐溶液对沥青路面的损伤高于仅有水存在的条件，加剧沥青路面性能劣化3-4。盐分进入沥青混合料内部，在温湿度、紫外光、荷载等耦合作用下，沥青路面的损坏更加严重5-6。Amini 等7 研究发现盐分和水的双重作用使马歇尔试件的强度和质量降低，进一步加剧了沥青混合料的性能劣化。Feng 等8 对冻融循环作用下三种类型沥青混合料的低温性22050114-2能进行研究，结果表明，当盐溶液的浓度大于 3%时，盐侵蚀作用加速沥青混合料的损坏。Hassan 等9 通过间接拉伸强度实验研究冻融循环作用下盐溶液侵蚀和水侵蚀对沥青混合料的影响，发现盐溶液侵蚀后的沥青材料(集料和胶结料)的损伤更严重。Peng 等10 研究发现，氯化钠使沥青胶浆变硬，并降低沥青低温抗裂性能和疲劳性能。盐侵蚀对沥青和混合料性能的影响以及外部环境耦合作用下沥青混合料的性能损伤劣化规律和机理亟待了解。本文在系统调查了国内外盐侵蚀沥青及沥青混合料性能研究现状的基础上，详细讨论了盐分对沥青及沥青混合料性能的影响，总结分析了盐侵蚀后沥青和混合料性能劣化规律、机理及改善措施，同时指出存在的问题和进一步的研究方向。1沥青性能的影响沥青作为沥青混合料极为重要的粘结材料，其性能直接影响沥青混凝土路面的耐久性，因此，探究沥青结合料的性能是研究沥青混合料性能的关键7。盐侵蚀沥青的形式主要可以分为以下两种:(1)盐溶液的外部侵蚀。将加热至流动状态的沥青(沥青胶浆)制成薄片，浸入不同浓度的盐溶液中进行浸泡11-12。(2)盐-沥青胶浆的内部侵蚀。将盐化物及含盐的融雪除冰剂替代矿粉加入到沥青中，按照一定的粉胶比制成沥青胶浆。表 1 列举了不同研究者开展的盐溶液侵蚀沥青性能的影响因素、盐溶液浓度及耦合作用下的参数设置。表 1沥青(沥青胶浆)干湿/冻融循环参数Table 1Dry-wet/freeze-thaw cycle parameters of asphalt(asphalt mastic)研究者盐溶液浓度干湿/冻融循环步骤冻融循环次数崔亚楠等13 0、2%、4%、6%浓度的融雪剂将流动态的沥青倒入融雪剂溶液中水煮 3 min，然后20 的低温箱内冰冻 2 h，最后在 20 后再持续融化 2 h3、8、15、25乔宁14 0%、25%、5%、10%的 Na2SO4溶液0%、5%、10%、20%的 NaCl 溶液18 低温箱中持续冰冻 2 h;5 条件下继续融化 2 h7、14、21、28张勤玲15 5%的 NaCl 溶液和 5%的 Na2SO4溶液干湿循环:20 的盐溶液中保温 2 h，60 的烘箱中干燥 30 min，20 的盐溶液中浸泡 30 min;冻融循环:10 的环境中冷冻30 min，15 的空气中干燥 30 min0+0、8+8、15+8、25+8郭学东等16 02 g/mL 浓度的融雪剂溶液15 的环境中浸泡试样 14 h;15 环境中冰冻 10 h10、20、3011基本性能影响韩吉伟等11，17 通过对盐溶液侵蚀后沥青针入度、延度、软化点的测试，发现盐侵蚀使沥青针入度和延度降低，软化点升高，沥青的感温性能增大。由于受盐溶液种类、浓度和沥青类型的影响，沥青基本性能指标的变化出现一定的差异，其中，沥青类型对沥青抗盐侵蚀性能的影响较为显著18-20。研究者们认为可以采用改性沥青16，21、高模量沥青22 来提高沥青的抗侵蚀性能。此外，孟勇军等21、徐锐光19 研究发现三种钠盐对沥青的针入度和软化点的影响从大到小依次为硫酸盐、醋酸盐、氯盐，对延度的影响从大到小依次为醋酸盐、硫酸盐、氯盐。此外，与氯盐相比，有机盐对沥青针入度、延度、软化点的影响较小23。一些研究者们还开展了关于盐侵蚀对老化沥青三大指标的影响，韦耿平24 对比了盐溶液侵蚀下基质沥青和 TLA改性沥青长期老化与短期老化基本性能指标变化(见图 1)，研究结果表明老化后沥青针入度降低，软化点升高;盐溶液侵蚀对沥青短期老化三大指标的影响大于长期老化。魏建国等25 对比了氯化钠和氯化钙侵蚀基质沥青和 SBS 改性沥青前后的三大指标，发现两种氯盐都可以提高基质沥青和 SBS改性沥青的抗老化性能，且氯化钠的作用效果优于氯化钙。图 1沥青老化前后基本性能指标24 Fig1Properties of asphalt binder before and after aging24 张勤玲15 则对比了不同干湿-冻融循环 SBS 改性沥青胶浆和基质沥青胶浆的三大指标，发现 SBS 抗盐干湿-冻融循环的影响更小，硫酸盐的侵蚀作用强于氯盐。Starck 等26 研究发现盐侵蚀使沥青胶浆软化点温度升高和粘度增加。乔宁等14，27 分别制备了醋酸盐、硫酸盐、氯盐沥青胶浆，发现醋酸盐使沥青软化，氯盐和硫酸盐使沥青硬化。通过对上述学者的研究结论进行分析发现，盐侵蚀导致沥青老化，使得针入度、延度降低，软化点升高，但是不同类型盐溶液侵蚀的性能劣化程度存在差异，对沥青各评价指标影响因素的显著性也存在一定的差异，主要表现为无机盐的侵材料导报，2023，37(13):2205011422050114-3蚀效果比有机盐更加明显，硫酸盐的侵蚀效果比氯盐更显著。12流变性能影响沥青作为一种粘弹性材料，仅采用三大指标表征沥青的性质无法模拟沥青材料在道路工程中的环境状态(荷载、温度、频率等)，且三大指标与沥青混合料性能的关联性欠佳，采用流变性能模拟和探索不同环境条件下沥青的作用规律显得尤为重要28。通过 DS 和 BB 试验开展沥青流变性能研究来分析沥青及沥青胶浆的高低温性能、疲劳性能。图 2为基于 DS 试验的沥青在盐溶液中的疲劳因子，图 3 为基于 BB 试验的沥青低温性能随盐溶液浓度变化的研究结果。图 2沥青在盐溶液中的疲劳因子19 Fig2Fatigue factor of asphalt binder in salt solutions19 图 3沥青低温性能随着盐溶液浓度变化研究结果27 Fig3esult of low-temperature performance with the salt concentrationchanging27 文献研究表明13，15，29，盐侵蚀沥青后，沥青的复数模量增大，相位角出现不同程度的减小，车辙因子增大;重复蠕变得到的沥青平均蠕变回复率提升，沥青的抗车辙性能提高，其中盐侵蚀对沥青抗车辙性能的影响从大到小依次为硫酸盐、醋酸盐、氯盐19;基质沥青受盐侵蚀和冻融循环的影响较大，而 SBS 改性沥青和胶粉改性沥青受盐侵蚀和冻融循环的影响较小30-31。Yu 等32 分析了盐溶液浸泡对沥青 TFOT和 PAV 老化后流变性能的影响，研究结果表明老化后沥青的高温性能提高，低温性能和疲劳性能降低;老化沥青的疲劳温度随盐溶液浓度增大先升高后降低。崔亚楠等33 对比分析了基质沥青和 SBS 改性沥青的低温等级温度(TLC)，发现高浓度的盐溶液对沥青的低温性能影响更大。Xiong 等34 通过 BB 试验分析硫酸盐-沥青胶浆的低温性能，发现加入硫酸盐后沥青的劲度模量增大，蠕变速率降低，低温性能变差。Peng 等35 对含有氯化钠除冰剂的沥青胶浆进行 DS、BB 试验，发现含氯化钠除冰剂的沥青胶浆高温性能提高，低温敏感性更高，低温性能降低。通过流变学的研究发现盐侵蚀对老化前后的沥青均表现为高温性能提高、低温性能降低、疲劳性能降低。这与沥青三大指标的研究结果一致，由此可知，盐侵蚀造成沥青自身化学组成及性质发生改变，在一定程度上影响沥青混合料的性能。13微观分析随着现代测试技术的不断发展，扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、傅里叶红外光谱仪(FTI)、凝胶色谱分析仪(GPC)被研究者广泛应用于沥青微观表征和结构分析。GPC 和四组分分析技术可以将复杂沥青分子中不同分子量的物质进行分离，用于分析盐侵蚀后沥青相对分子质量及各组分含量的变化。张勤玲等36 通过 GPC 分析干湿-冻融循环作用下沥青的相对分子质量，发现沥青中数均相对分子质量、重均相对分子质量、分散度及大分子区(LMS)含量均逐渐增大。张苛、黄新颜、Meng 等37-39 通过四组分试验分析沥青中组分含量变化，发现盐侵蚀后沥青中饱和分、芳香分略微减少，沥青质比例有所增加，含量逐渐增大，沥青变硬;基质沥青各组分含量的变化大于改性沥青。通过 SEM 和 AFM 分析沥青的表面形貌，经盐蚀后，沥青表面光泽消失、颜色变暗，并出现许多褶皱与浅凹坑，沥青胶结料表面粗糙度和“蜂形”面积率减小;基质沥青在盐溶液冻融循环下“蜂形”结构变大变长，但是数量减少;SBS 改性沥青在盐溶液冻融循环下“蜂形”结构较为分散且形状变小，数量有所增加40;胶粉改性沥青在盐溶液冻融循环前后均没有出现明显的“蜂形”结构41。通过 FTI 微观方法对比盐侵蚀前后沥青中分子官能团的变化，探究盐侵蚀过程与沥青间的反应，并通过亚砜基指数探究沥青老化性能，研究结果表明:盐溶液侵蚀主要以物理侵蚀为主，盐侵蚀使沥青中亚砜基指数增加42-43。此外，盐溶液中的阳离子(如 Na+、K+等)可能与沥青发生化学反应44，徐锐光19 通过 FTI 分析钠盐溶液侵蚀沥青后的变化，发现钠盐溶液与沥青中的某些组分发生了一定的相互作用或化学变化。张勤玲等36 对比了干湿循环作用下基质沥青和 SBS 改性沥青的 FTI 图(如图 4 所示)，发现 SBS 改性沥青亚砜基含量低于基质沥青。通过宏观性能与微观分析相结合的方式分析盐侵蚀对沥青性能的影响，发现盐侵蚀沥青后没有出现明显的官能团变化，以物理侵蚀为主，沥青中轻组分物质含量减少，重组分物质含量增加，沥青材料变硬，从而使沥青的针入度降低、软化点升高、高温性能提高，沥青的延度降低、低温抗裂性能变差。此外，盐侵蚀后沥青中亚砜基指数提高，使沥青出现“盐老化”现象，进而改变沥青的表面形貌和分子组成。但是不盐及环境耦合作用下沥青和混合料性能劣化规律及机理研究进展/冯云霞等22050114-4图 4基质沥青与 SBS 改性沥青红外光谱图(15+8 表示 15 次干湿循环和 8 次冻融循环)36 Fig4FTI of base asphalt and SBS asphalt(15+8 means 15 dry-wet cycles and 8 freeze-thaw cycles)36 同盐溶液中低价阳离子对沥青性能的影响研究较少。2混合料性能盐分对沥青路面的侵蚀作用总体分为两类:内蚀和外蚀。内蚀是指盐分对沥青路面由内而外的侵蚀，主要表现为内掺融雪抑冰材料的自融雪;外蚀是指盐分由外而内的作用，表现为外撒盐颗粒除冰融雪或含盐高湿环境等对沥青路面的侵蚀作用。内蚀沥青混合料的研究较丰富45-46，在此仅分析盐溶液侵蚀对沥青混合料性能的影响，表 247-58 列举了盐溶液的浓度及耦合的干湿/冻融循环作用。表 2沥青混合料干湿/冻融循环条件参数Table 2Dry-wet/freeze-thaw cycle parameters of asphalt mixture研究者盐溶液浓度干湿/冻融循环步骤冻融循环次数王岚等47-48 0%(清水)、4%、8%、12%20 下冰冻 8 h，25 持续 4 h20 下冰冻 16 h，60 下融化 24 h5、10、15、20闫景晨等49 0%(清水)、3%、6%和 9%浓度的氯化钠、醋酸钾、氯化钙25 下冰冻 16 h、60 下解冻 8 h5、10、15、20李智文50 0%(清水)、5%、10%和 15%浓度的氯化钠18 冷冻 16 h，60 的水浴中浸泡 24 h5、10、15、20常睿等51 0%(清水)、70%、130%和 265%(饱和)先在水或盐溶液中浸泡 48 h，10 或20 下保温 1213 h，20 或 10 下保温 1112 h5、10、15、25褚辞52 5%、10%、15%与 20%的 NaCl 溶液与浓度为 25%、5%、75%和 10%的Na2SO4溶液真空饱水(相应浓度盐水)15 min，18 冷冻16 h 后，60 保温 8 h5、10、15、20、25刘宝奎53 0%(清水)、5%、10%和20%盐溶液室温盐溶液中浸泡 24 h，18 冷冻 16 h，60 保温 24 h3、6、9、12吴金荣等54 饱和盐溶液真空保持 15 min，然后恢复常压，在冷冻温度下恒温 10 h，在冷冻温度+20 下恒温 14 h2、4、6、8张苛等55 50 g/L 和 100 g/L NaCl 溶液，纯水、5%和 10%NaCl 溶液先置于 NaCl 溶液中浸泡 24 h，20 的恒温箱中冷冻 1112 h，30 的盐溶液中浸泡 1213 h3、6、9、12、15康诚56 饱和氯化钠溶液、清水18，保持 16 h，60 的恒温水槽保温 24 h2、4、6、8李长雨57 质量浓度分别为 01 g/mL、03 g/mL、05 g/mL 的 NaCl、CaCl2氯盐融雪剂室内常温下浸泡 12 h(6 h)保水，(1501)试验箱 24 h，然后置于融雪剂溶液内融化2、4、5、6、8、10高建清58 NaCl、CaCl2、NaAC 融雪剂的浓度为 13%25 盐溶液中饱水 48 h，真空保持 15 min，25 恒温冰箱中 12 h，10 盐溶液水浴中保温 12 h总冻融循环次数达到 30 次或试件质量损失超过 50%21路用性能211高温性能盐溶液侵蚀及冻融循环的影响导致沥青混合料高温性能变差(见表 322，37，50，57-59)，该结论在马歇尔试验、车辙试验、三轴压缩重复蠕变试验、贯入剪切试验、单轴动态模量试验中得到验证。总体而言，虽然研究者们评价高温性能的指标和方法不一致，但是所有的评价方法和指标都表明盐溶液侵蚀后沥青混合料高温性能降低，且随着盐溶液浓度的升高，高温性能劣化更加明显(见图 5)。沥青混合料高温性能的衰变规律主要受盐溶液种类、浓度、沥青类型等影响。212低温性能研究者们通过小梁弯曲蠕变试验、半圆试件弯拉试验等对沥青混合料低温性能进行研究，最大弯拉应变变化规律如表 455，58，60 所示。此外，研究者们开展了不同影响因素对沥青混合料低温性能的影响。王岚等47，61-62 通过半圆试件弯拉试验并结合极材料导报，2023，37(13):2205011422050114-5表 3沥青混合料高温性能研究结论Table 3esult of high-temperature of asphalt mixture盐溶液类型及浓度评价方法评价指标及主要结论参考文献纯净水、01%NaCl 溶液和01%CaCl2溶液车辙试验动稳定度分别降低了 1538%、4615%和 3846%57海水溶液(0 次、5 次、10 次冻融循环)车辙试验动稳定度分别降低 256%和 272%370%、1%、3%、5%、7%溶液车辙试验、马歇尔试验动稳定度:AH-70、SBS 沥青、高模量沥青混合料分别降低了 490%和 426%、15%。马歇尔稳定度:分别降低 809%、419%、142%224%盐溶液单轴动态模量试验动态模量和车辙因子 E*/sin;冻融循环前后自融雪沥青混合料的高温稳定性总体看高于普通沥青混合料 590%、5%、10%和 15%的 NaCl 溶液三轴重复蠕变试验蠕变速率 k 和 5 000 次循环对应的应变 5000;温拌沥青混凝土的 k 值和 5000明显小于热拌沥青混凝土 5013%的 NaCl、CaCl2、NaAC 溶液贯入剪切试验贯入剪切强度逐渐降低，但是变化趋势逐渐变缓 58表 4盐冻融循环对沥青混合料最大弯拉应变的影响Table 4Effect of salt freeze-thaw cycles on the maximum bending and ten-sile strain of asphalt mixture盐溶液类型及浓度最大弯拉应变衰变规律参考文献NaCl、CaCl2、NaAC、清水分别降低了 619%、602%、579%、421%585%、10%、15%NaCl 溶液分别降低了 141%、220%、277%555%NaCl 溶液降低了 125%60图 5沥青混合料高温性能随着盐溶液浓度研究结果Fig5esult of high-temperature performance of asphalt mixture with theconcentration changing差分析、灰色关联熵分析法研究不同影响因素对沥青混合料低温抗裂性能的影响，发现其影响程度从大到小依次为沥青种类、冻融循环次数、除冰盐浓度。李长雨57 分析了 NaCl 溶液和 CaCl2溶液对沥青混合料低温性能的影响，发现 NaCl 溶液的影响程度大于 CaCl2溶液。闫景晨等49 采用数字图像技术从细观角度分析了沥青混合料裂缝扩展情况，研究结果表明:盐溶液对沥青混凝土应变集中速率的影响从大到小依次为 CaCl2、NaCl、CH3COOK。在盐侵蚀及冻融循环的作用下，沥青混合料的最大弯拉强度降低，最大弯曲应变能降低，劲度模量增大。随着盐溶液浓度的增加，沥青混合料的低温性能逐渐降低，但降低幅度逐渐减小，且在冻融循环初期，沥青混合料的低温性能衰变更严重。213水稳定性沥青混合料水稳定性的评价规范采用的方法为浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验，一些研究者还通过肯塔堡飞散试验进行验证。此外，越来越多的研究者希望通过沥青-集料粘附性评价沥青混合料的水稳定性，如基于表面自由能理论计算沥青-集料的粘附功、沥青-集料粘结强度等评价指标。图 6 为沥青混合料水稳定性随着盐溶液浓度变化研究结果。胡超63、张苛55、严伊莎6 等采用浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验评价不同盐溶液侵蚀及冻融循环作用下沥青混合料的水稳定性，研究结果表明沥青混合料的浸水残留稳定度和冻融劈裂强度比降低，混合料水稳定性变差。廖德扬64 采用飞散损失率分析沥青混合料水稳定性，发现随着盐图 6沥青混合料水稳定性随着盐溶液浓度变化研究结果Fig6esult of water stability of asphalt mixture with the concentrationchanging盐及环境耦合作用下沥青和混合料性能劣化规律及机理研究进展/冯云霞等22050114-6溶液浓度和冻融循环次数的增加，沥青混合料的飞散损失率增大，水稳定性变差。曾勇银65 研究了不同盐雾环境中三种类型沥青混合料的水稳定性，发现随着盐雾作用温度升高，沥青混合料冻融劈裂强度比显著降低，当盐雾侵蚀 15 d 时，三种沥青混合料的水稳定性均不满足规范要求。张宝鑫66 采用极差和方差的方法分析了冻融循环次数、融雪剂浓度、融雪剂种类对沥青混合料冻融劈裂强度和飞散损失率的影响，结果表明冻融循环次数影响最大，融雪剂种类影响最小;不同融雪剂种类的影响从大到小依次为氯化钠、氯化钙、复合盐溶液、醋酸钠。Fakhri 等67 通过对盐溶液侵蚀温拌橡胶颗粒沥青混合料进行分析，发现沥青混合料水稳定性降低，甚至不能满足规范要求，且氯化钙溶液侵蚀的影响程度小于氯化钠和氯化镁。熊锐等68 采用冻融劈裂试验提出以冻融腐蚀因子为评价指标并结合灰熵分析不同浓度 Na2SO4溶液侵蚀沥青混合料的性能变化规律及影响因素显著性，得出集料级配、沥青用量和空隙率是影响沥青混合料性能的主要因素。王岚等69 研究了冻融前后沥青和集料之间的剥落功和粘附功，认为沥青-集料粘附过程和水浸入沥青-集料界面均属于自发过程，随着盐溶液浓度和冻融循环次数的增加，沥青-集料的粘附功和抗水损坏能力减弱。李炜钧20 研究不同盐溶液浓度、侵蚀时间、温度条件下沥青-集料界面拉拔强度，发现沥青-集料界面的粘附功下降。周志刚等70-71 采用直接拉伸试验评价在不同盐溶液中浸泡后沥青-集料的粘结强度，结果表明:随着浸泡时间的延长，沥青-集料的抗拉强度降低，前期下降速度较为明显。其中盐溶液影响程度从大到小依次为 5%Na2SO4溶液、5%复合盐溶液、5%NaCl 溶液、水、10%NaCl 溶液。高建清58 基于表面自由能理论研究有水无水状态下沥青-集料的粘附功，发现随着冻融循环次数的增加，沥青-集料的粘附功降低，且氯化钠溶液浸泡后的沥青-集料粘附功较清水、CaCl2和 NaAC 溶液浸泡后降低更明显。综合上述研究结果分析可知，盐溶液侵蚀使沥青混合料的水稳性能衰变明显，其主要原因是盐溶液进入沥青-集料界面，使沥青-集料劈裂强度及粘结强度均降低，导致沥青从集料表面剥落。214疲劳性能关于盐侵蚀对沥青混合料疲劳性能影响的研究，学者们以四点弯曲疲劳试验为主，并借助数字图像技术建立模型进行研究。周晓东等72 采用四点弯曲疲劳试验，以疲劳寿命、劲度模量和耗散能理论评价沥青混合料的疲劳性能，发现疲劳性能随着盐溶液浓度增大先降低后提高，盐溶液浓度为 8%时沥青混合料的疲劳寿命最小。康诚等73 和王文娟74、吴金荣等54，75 分别在冻融循环 2 次、4 次、6 次、8 次，应力比为05和 06，加载频率为 02 Hz 的试验条件下，研究了沥青混合料在清水和饱和氯化钠溶液中的疲劳性能，结果表明，在盐溶液和冻融循环的双重影响下，沥青混合料的寿命出现不同程度的缩短，饱和盐溶液中沥青混合料的疲劳寿命短于清水中，如图 7 所示;同时，冻融循环温度越低，沥青混合料疲劳寿命衰减程度越严重，沥青混合料的疲劳寿命越短，如图 8所示。图 7不同级配类型沥青混合料的疲劳寿命56 Fig7Fatigue life of asphalt mixture with different grades56 图 8沥青混合料在不同冻融循环温度下的疲劳寿命74 Fig8Fatigue life of asphalt mixture at different freeze-thaw cycle tempera-tures74 数字图像处理技术因高精度、无损、全方位测试在沥青混合料变形特性评价中得到广泛应用。Guo 等76 采用数字图像处理技术分析界面疲劳模型。冯蕾等77 采用数字图像处理技术对盐冻融循环和水冻融循环下 C-WMA 和 C-HMA 的抗开裂性能进行研究，发现 C-WMA 的疲劳性能优于 C-HMA。综上分析可知，盐溶液侵蚀沥青混合料使沥青混合料的高温性能、低温性能、水稳定性和疲劳性能降低，特别是在外界环境综合作用下，其性能劣化更加明显。冬季撒布融雪盐后，应尽量将路面积水排出，避免对路面造成更大的损伤。22混合料内部结构沥青混合料中一个重要的评价指标是空隙率，混合料内部空隙特征对混合料的性能具有重要作用。Feng 等8、吴钊等78 以体积指标分析沥青混合料内部空隙特征，通过测试盐侵蚀及冻融循环后沥青混合料的体积，进而计算沥青混合料的空隙率。随着科技不断进步，研究者们将 CT 和数字图像处理技术完美结合，通过 CT 无损检测获取沥青混合料二维图像，借助图像处理软件建立沥青混合料三维模型，采用特定的评价指标分析内部空隙特征及空隙变化特征79。Xu 等80 借助CT 技术分析了冻融循环下沥青混合料的空隙特征，认为其变化主要包括新裂缝的产生、旧裂缝的膨胀与合并。高建清58 对氯化钠、氯化钙、醋酸钠、清水浸泡及冻融循环后的沥青混合料空隙率进行研究，发现沥青混合料平均空隙直径均增加，与冻融循环次数有较好的线性正相关关系。Xiong等81 认为盐溶液重结晶产生结晶压力，使沥青混合料中开口材料导报，2023，37(13):2205011422050114-7空隙逐渐增加，并建立了沥青混合料空隙和劈裂强度之间的线性关系。马健生82 对冻融循环后沥青混合料内部空隙特征进行研究，发现空隙数量在冻融初期先降低，随后增加，当冻融循环次数达到一定值后又降低;分形维数、圆度、棱角性、孔隙长短轴比等随着冻融循环次数的增加先增加后降低并趋于稳定。王义忠60、张苛等55 采用 CT 技术对盐分及干湿循环后的马歇尔试件的三维空隙特征进行提取，计算沥青混合料的空隙率和平均孔径，发现在盐溶液及干湿循环的作用下沥青混合料的内部空隙率先增加而后趋于稳定，总空隙数量变化不大，空隙总体积逐渐增加，且单个孔径及平均孔径均增大。图 9不同环境条件下沥青混合料空隙特征随时间的变化关系81 Fig9elationship between void properties of asphalt mixture and soakingtime in different conditions81 总之，采用体积方法评价沥青混合料的空隙特征操作简单，但不能直观反映内部空隙特征的变化;而 CT 无损检测技术与数字图像处理技术更加直观和清晰准确地展现沥青混合料内部空隙特征及变化。沥青混合料空隙特征变化的原因主要是盐溶液浸泡使沥青混合料内部空隙被盐溶液充满，冻融循环作用下盐溶液产生结晶压和膨胀压，使原有的沥青混合料的空隙变大，或者使原有的两个较小的空隙由不连通状态变为连通状态，甚至将原来的微裂缝不断连通并扩展形成新的空隙。23混合料性能损伤机理研究盐侵蚀以及冻融循环的双重作用使沥青混合料性能劣化更加明显，研究者们从宏观和微观测试方法进行综合表征，探究混合料性能劣化机理。肖庆义等83-84 通过核磁共振成像技术获得沥青和水的表面参数，发现除冰盐溶液较水具有更低的表面张力和更大的密度。吴金荣等85 认为盐溶液的迁移和渗透速率大于清水，导致饱和氯盐溶液中沥青混凝土冻融疲劳寿命明显短于清水中;在盐侵蚀和冻融损伤双重作用下，沥青混合料表面裂缝增多，表面粗糙度增加85。闫晶晨等86 认为融雪剂中的阳离子具有较强的极性，融雪除冰剂溶于水后电离出的 K+、Na+、Ca2+、Cl对集料的吸附能力比沥青对集料的吸附能力更强，并且离子与集料的结合表面能更低，比沥青与集料之间的结合更紧密。通过对除冰剂与沥青的红外光谱分析可知，除冰剂中的金属阳离子与沥青形成的化学吸附层极不稳定，遇水后易乳化，从而降低沥青-集料界面粘附性39。此外，金属阳离子易与集料发生碱集料反应，生成膨胀 硅酸凝胶87-89。Zhang 等90、Xiong 等91 认为盐溶液侵蚀及冻融循环产生的结晶膨胀增加了沥青混合料的空隙和沥青混合料微裂缝的产生。综合上述研究成果可知，盐溶液侵蚀及冻融循环作用下沥青混合料性能劣化机理主要可以概括为以下几个方面:(1)盐溶液加速沥青结合料老化，使沥青更硬，柔韧性更差。(2)盐溶液比水更小的表面张力和更大的渗透系数使其更容易进入沥青-集料界面，减小沥青-集料表面粘附力。(3)盐溶液中的金属阳离子一方面可以与沥青形成不稳定的吸附层，另一方面能够与集料发生碱集料反应，使沥青混合料整体强度降低。(4)盐溶液侵蚀及冻融循环作用使沥青混合料产生较大的结晶压和膨胀压，导致沥青混合料内部产生更多裂缝，降低沥青混合料的力学强度。24多因素耦合作用下沥青混合料性能损伤模型盐溶液侵蚀导致沥青混合料性能衰变，加之外部环境的综合作用，沥青混合料性能劣化更加明显，研究者们通过建立多因素耦合作用下沥青混合料性能衰变模型，预估沥青混合料性能衰变规律和沥青路面服役年限。Logistic 判断模型是一种非线性概率回归模型，主要用于描述和推断两分类或多分类因变量与一组变量的关系，在道路工程材料上的应用较多。研究表明，Logistic 判断模型能很好地对沥青混合料的性