摘要
针对生物沥青与集料黏附性较差的问题，本文分别从改性生物沥青、改性集料、
提高生物沥青与集料黏附关系三个角度，探究不同黏附性改善手段，并进行成本效益
分析，推荐最佳的黏附性改善手段。
首先采用硅藻土改性生物沥青，通过三大指标试验和旋转黏度试验探究其对生物
沥青常规性能的影响，运用改进水煮试验和表面能试验确定三种生物沥青的硅藻土最
佳掺量，采用混合料路用性能试验探究硅藻土对混合料性能的影响。试验结果显示，
硅藻土在生物沥青中能充当刚性成分，提升生物沥青高温性能、降低低温性能，生物
沥青的黏度得到显著提升。硅藻土使生物沥青与集料黏附性提升，70#鑫海生物沥青、
70#伦特生物沥青和90#鑫海生物沥青的最佳硅藻土掺量为17%、19%和17%。硅藻土
能够提升生物沥青混合料的高温和水稳定性能，但对低温性能略微有所影响。
其次，采用钛酸酯、铝酸酯和铝锆三种偶联剂对集料进行表面改性，以亲油化值
为指标，确定三种偶联剂的最佳水解比例与固化参数。通过改进水煮试验确定最佳偶
联剂及最佳掺量，利用表面能试验探究表面能与体系稳定性变化，运用红外光谱、扫
描电镜和XRD试验探究铝锆偶联剂作用机理，通过路用性能试验对混合料性能进行
验证。试验结果显示，铝锆偶联剂的黏附性提升效果最好，其最佳掺量为0.2%。铝锆
偶联剂降低了石灰岩集料的表面能，增强了生物沥青-集料的体系稳定性。铝锆偶联剂
中的氢氧化锆、氢氧化铝基团能够与碳酸钙表面的羟基产生缩合作用从而形成交联键，
在石灰岩-生物沥青的油石界面中，铝锆偶联剂一端对碳酸钙完成化学包裹，同时另一
端的羧基基团与生物沥青发生分子链缠绕，从而提高了集料与生物沥青的结合力。铝
锆偶联剂能够显著提升生物沥青混合料的水稳定性、高温和低温性能。
然后，采用添加非胺类抗剥落剂、消石灰和水泥三种方式，以混合料水稳定性能
为指标对三种抗剥落剂进行筛选并确定最佳掺量，同时探究其对混合料高温、低温性
能的影响。试验结果显示，3%水泥替代矿粉的生物沥青混合料水稳定性提升效果最为
显著。水泥能够提升生物沥青混合料的高温性能，但对低温性能不利。
最后，采用效益成本比法，以BCR（效益成本率）为指标，对三种改善手段的最
优方案进行成本效益分析。结果显示，生物沥青混合料水稳定性增益效果从大到小排
列为：铝锆偶联剂＞硅藻土＞水泥，总成本和额外成本从大到小排列为：铝锆偶联剂
＞硅藻土＞水泥，硅藻土改性生物沥青为最优的黏附性改善手段。
关键词：道路工程；生物沥青；黏附性；硅藻土；偶联剂；水稳定性
I
II
ABSTRACT
Aimingattheproblemofpooradhesionbetweenbio-asphaltandaggregate,different
adhesionimprovementmethodswereexploredinthispaperfromthreeperspectivesof
modifiedbio-asphalt,modifiedaggregateandimprovedadhesionrelationshipbetweenbio-
asphaltandaggregate,andcost-benefitanalysiswascarriedouttorecommendthebest
adhesionimprovementmethods.
Firstly,diatomitewasusedtomodifybio-asphalt.Theeffectsofdiatomiteonthe
conventionalpropertiesofbio-asphaltwereinvestigatedbythreeindextestsandrotational
viscositytests.Theoptimaldosageofdiatomiteforthreekindsofbio-asphaltwasdetermined
byimprove