本发明涉及沥青混合料微观结构和力学性能，具体涉及一种测量沥青混合料界面过渡区特征参数的试验方法。
背景技术：
1、在复合材料中，界面相或界面过渡区的特性对整体材料的性能起着至关重要的作用。沥青混合料作为一种常用的路面材料，其性能直接影响着道路的使用寿命和安全性。
2、沥青混合料界面过渡区：界面相或者说界面过渡区是复合多相材料的重要组成部分，对复合材料的性质有重要影响。沥青混合料作为一种由沥青、集料、矿粉等组成的典型复合材料，在集料相与沥青和矿粉组成的沥青胶浆相之间存在着界面过渡区。从微观机理上看，沥青混合料在温度、湿度与外荷载等综合作用下产生的破坏，一般可分为黏附破坏和内聚破坏两种，内聚破坏出现在远离集料的沥青胶浆内部，而作为主要破坏形式的黏附破坏则产生于集料与沥青胶浆的界面及其过渡区。因此沥青与集料在界面过渡区的黏附相互作用对沥青混合料的工作状态和破坏模式有着重要影响，直接关系到沥青混合料的强度构成和抵抗水损、疲劳、开裂等破坏的性能。
3、界面过渡区的黏附性质决定了沥青混合料的抗拉强度、耐疲劳性和耐水性等重要性能。当界面相的黏附性不足时，沥青与集料之间的结合会变弱，容易导致材料的脱粘和开裂，降低了整体的强度和耐久性。黏附破坏和内聚破坏是沥青混合料在受力时常见的破坏形式。黏附破坏主要发生在集料与沥青胶浆的界面处，当外部载荷作用于材料时，界面处的黏附力可能无法承受外力的作用而发生脱粘。而内聚破坏则发生在沥青胶浆的内部，由于内部结构的疲劳或断裂导致材料的整体性能下降。因此，在设计和生产沥青混合料时，需要重视界面过渡区的黏附性能，以此提高沥青混合料的整体性能。
4、界面过渡区一直是沥青混合料研究领域的关键问题之一，其厚度、力学性能、相互作用强弱等特征参数对集料与沥青黏附性能评价、混合料强度组成、抗水损性能和计算机模拟等研究有重要意义。通过微观力学性能测试技术，研究人员可以更准确地分析界面过渡区与沥青胶浆之间的差异，进而深入了解集料与沥青之间的黏附性能以及混合料的强度组成。这种方法的可行性不仅可以填补现有研究中的空白，还可以为沥青混合料研究领域带来新的突破和进展。总的来说，利用微观力学性能测试技术来表征集料-沥青胶浆界面过渡区的厚度、力学性能和相互作用强弱等特征参数是一种具有重要意义且极具可行性的方法。这将有助于加深我们对沥青混合料界面过渡区的认识，推动该领域的研究和发展。希望未来能有更多的研究关注并深入探讨这一重要问题，为沥青混合料的性能优化和应用提供更加科学的依据和支持。
5、文献号为cn108956349a的现有专利文献，公开一种测量沥青混合料界面过渡区特征参数的试验方法，该方法根据集料与沥青胶浆界面过渡区存在力学性能变化的现象，利用纳米压痕仪在沥青混合料样品中集料与胶浆界面处进行微观力学性能试验，从集料相向沥青胶浆相等距离设置测点，获得各点的荷载-压入深度曲线，计算模量值，根据各测点的模量及压入深度变化趋势确定界面过渡区中的测点数量，再结合测点分布和间距估算界面过渡区的厚度，进而计算界面过渡区黏附系数，实现对集料-沥青胶浆界面过渡区厚度、力学性能和相互作用强弱等特征参数的量化表征。该现有技术存在的问题获得集料-沥青胶浆界面过渡区厚度、力学性能和相互作用强弱等特征参数的量化表征与实际存在较大误差。换言之，该现有技术存在的问题是纳米压痕采用敲击打点的测量方法，并且由于设备和技术的限制，点与点之间的间距较大，导致测出的界面过渡区范围不够准确。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题是：
2、本发明的目的是提供一种测量沥青混合料界面过渡区特征参数的试验方法，以解决现有的沥青混合料界面过渡区特征参数的试验技术存在的纳米压痕之间间隙较大，测出的界面过渡区范围不够准确的问题。
3、本发明考虑到在沥青与集料的相互作用下界面过渡区与沥青存在力学性能差异的现象，利用原子力显微镜微观力学性能测试技术即能区分界面过渡区，测量界面过渡区微观力学性能、黏附力和厚度，实现界面过渡区特征参数的表征。
4、本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案：一种测量沥青混合料界面过渡区特征参数的试验方法，包括以下步骤：
5、步骤1：制备沥青混合料的马歇尔试件；
6、步骤2：切割试件：采用金相切割机切割试件(切割试件后的尺寸为15*15*15mm)，该试件包括集料-沥青界面过渡区域；金相切割机为现有的技术范畴；
7、步骤3：打磨试件：利用金相打磨机对试件进行打磨(用不同目数的砂纸)平整，随后进行抛光处理，得到原子力显微镜测试试件；
8、步骤4：对抛光处理后的试样进行原子力显微镜试验：将原子力显微镜试样固定在原子力显微镜试验平台上，在原子力显微镜的显微镜下选择清晰平整的集料与沥青的界面过渡区域；在集料与沥青界面过渡区域设置测试区域，采用峰值力定量纳米测试模式进行原子力显微镜试验，利用原子力显微镜配置的nanoscope analysis 3.0软件得到测试区域的形貌(用来观看)、模量分布图以及黏附力分布图；黏附力分布图反映试件中集料-沥青界面过渡区的黏附相互作用强弱；
9、步骤5：利用nanoscope analysis 3.0软件对得到的结果(测试区域的形貌、模量分布图以及黏附力分布图)进行分析：
10、通过nanoscope analysis 3.0软件的section模块(模量分布图以及黏附力分布图输入给section模块，section模块输出数据)对模量分布图以及黏附力分布图进行数据处理，得到测试区域所选取位置(直线)各点的模量值、黏附力值；
11、步骤6：对得到测试区域各位置的模量值、黏附力值进行去噪、平滑处理，得到所选位置的模量分布曲线、黏附力分布曲线，其中，连续变化的范围为沥青混合料界面过渡区，通过对比模量分布曲线上的沥青混合料界面过渡区、黏附力分布曲线上的沥青混合料界面过渡区，得到沥青混合料界面过渡区厚度范围。
12、本发明具有以下有益效果：
13、本发明提供的一种测量沥青混合料界面过渡区特征参数的试验方法，根据沥青混合料界面过渡区存在力学性能变化的现象，利用原子力显微镜在沥青混合料样品中集料与胶浆界面处进行微观力学性能试验，选择的测试区域包含沥青、集料和界面过渡区三相，得到实验结果并利用nanoscope analysis 3.0软件进行结果分析。通过分析模量和黏附力分布图，可以得到界面过渡区的厚度，反映集料与沥青界面过渡区的黏附相互作用强弱，实现对沥青混合料界面过渡区厚度、力学性能和相互作用强弱等特征参数的量化表征。
14、本发明与现有技术相比，本发明利用原子力显微镜技术测量沥青混合料微观各相的力学性能，根据界面过渡区与沥青的力学性能差异计算界面过渡区的厚度，是一种实际可行的表征不同沥青混合料微观界面过渡区特征参数的试验方法。现有技术中没有人提出利用原子力显微镜技术测量沥青混合料界面过渡区的力学性能。相比之下，目前大部分研究将两相交界地带视为连续均质的界面相，与实际存在较大误差，经验公式法或者显微镜观察只能获取混合料两集料间沥青膜的厚度，与界面过渡区有显著区别。本发明测量并计算了沥青混合料的界面过渡区厚度，并量化表征集料与沥青界面过渡区相互作用强弱，可以有效提高沥青混合料的性能和耐久性，为道路建设和维护提供更加可靠的材料支持。基于本发明的提出的解决方案，在未来的研究中，可以进一步探讨界面过渡区与其他相材料性能之间的关系，为高性能沥青混合料的设计和应用提供更多的理论指导和实践经验。
15、综上，本发明利用原子力显微镜可以迅速得到沥青、集料和界面过度区三相的形貌、模量和粘附力在此区域的分布图，随后利用nanoscope analysis 3.00软件的section模块可以有效确定界面过渡区的范围，并对其力学性能进行分析。与目前纳米压痕sem方法相比，纳米压痕只是在范围内打点，通过点的数量确定界面过渡区的范围，sem需要和ft-ir连用通过元素分布来识别，区域比较模糊且使用相对繁琐，本发明(afm)可以精确识别测试范围内界面过渡区所在的位置，并对界面过渡区的力学性能分析，且试验方法相对较为简单便捷。
1.一种测量沥青混合料界面过渡区特征参数的试验方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种测量沥青混合料界面过渡区特征参数的试验方法，其特征在于：
3.根据权利要求1或2所述的一种测量沥青混合料界面过渡区特征参数的试验方法，其特征在于：所述金相切割机切的型号为sq-100。
4.根据权利要求1所述的一种测量沥青混合料界面过渡区特征参数的试验方法，其特征在于：步骤3中采用不同目数的金相砂纸在冷水条件下对试件进行依次打磨，抛光采用抛光布和抛光液进行处理。
5.根据权利要求4所述的一种测量沥青混合料界面过渡区特征参数的试验方法，其特征在于：所述抛光液是金刚石抛光液，其粒度为w2.5，具体操作是将抛光布浸湿后固定在金相打磨机上，滴上抛光液，启动打磨机将试件进行抛光。
6.根据权利要求1所述的一种测量沥青混合料界面过渡区特征参数的试验方法，其特征在于：步骤4中原子力显微镜试验测试区域为20×20μm。
7.根据权利要求1所述的一种测量沥青混合料界面过渡区特征参数的试验方法，其特征在于：所述步骤5具体实现步骤：在nanoscope analysis 3.0软件中导入得到的试验结果图像，在height sensor图像下采用flatten模块对形貌图像进行平滑处理；转至dmtmodulus图像下，同样采用flatten模块对形貌图像进行平滑处理，然后选择section模块，由集料区域向沥青区域测量模量分布的连续变化曲线；再转至adhesion图像下，同样采用flatten模块对形貌图像进行平滑处理，然后选择section模块，由集料区域向沥青区域测量黏附力分布的连续变化曲线。最终根据测量得到模量和黏附力分布曲线，分析分布曲线的特征得到界面过渡区范围。
