温拌剂对基质沥青短期老化的影响

在环境作用下沥青易产生静态硬化和氧化硬化,使沥青的流变特性发生改变,而严重影响沥青路面的耐久性,如何合理评价和选择沥青对确保路面使用品质至关重要。通过三种不同基质沥青的组分分析和不同老化状态下沥青的常规试验(针入度、软化点和延度试验)、shrp试验(dsr(dynamicshearrheometer)和bbr(bendingbeamrheometer)试验)结果比较,结合ftir(fouriertransforminfrared)试验结果,分析了不同老化状态下基质沥青的老化特性和机理。结果表明,常规试验可用来描述基质沥青老化前后性能变化,但它只能提供特定温度荷载频率下的试验信息,而shrp试验可反映沥青老化对沥青流变行为的影响,建议采用shrp流变学指标特别是bbr试验结果评价沥青的老化特性。

在环境作用下沥青易产生静态硬化和氧化硬化,使沥青的流变特性发生改变,而严重影响沥青路面的耐久性,如何合理评价和选择沥青对确保路面使用品质至关重要.通过3种不同基质沥青的组分分析和不同老化状态下沥青的常规试验(针入度、软化点和延度试验)、shrp试验(dsr(dynamicshearrheometer)和bbr(bendingbeamrheometer)试验)结果比较,结合ftir(fouriertransforminfrared)红外光谱试验结果,分析了不同老化状态下基质沥青的老化特性和机理.结果表明,常规试验可用来描述基质沥青老化前后性能变化,但它只能提供特定温度荷载频率下的试验信息,而shrp试验可全方位反映沥青老化对沥青流变行为的影响,建议采用shrp流变学指标特别是bbr试验结果评价沥青的老化特性.

以辽河ah90沥青为基质沥青,在其中加入质量分数为3%的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(sbs)改性剂,可制备改性沥青。利用沥青软化点随时间的变化关系,建立了2种沥青的老化动力学模型:lnr基=3.784+1.33×103texp(-4946/t),lnr改=3.949+1.54×103texp(-5242/t)。通过比较2种沥青的动力学参数,得出改性沥青的抗老化性能优于基质沥青。借助红外光谱分析可知,基质沥青的老化主要是吸氧氧化反应;而改性沥青的老化除了具有基质沥青的老化反应外,还存在sbs中聚丁二烯链段的断裂和氧化反应。

为研究温拌剂对橡胶改性沥青降黏的效果,研究了4种温拌剂(sasobit,asphaltana,asphaltanb和licomont)对橡胶改性沥青性能的影响。对50号基质沥青和橡胶改性沥青(15%橡胶粉)进行了旋转黏度、软化点、针入度和弹性恢复的试验,分析了不同用量的温拌剂对上述试验结果的影响。结果表明:4种温拌剂均可以降低橡胶改性沥青的黏度,提高软化点和减少针入度;但对橡胶改性沥青的弹性恢复影响并不明确。

如何提高热熔型彩色沥青压实效果是其冬季施工的关键技术之一,对比了添加温拌剂前后热熔型彩色沥青性能指标、彩色沥青混合料和易性能的变化以及不同成形温度下混合料体积及强度指标。结果表明:温拌剂对彩色沥青老化后性能有一定改善效果,添加温拌剂明显提高了彩色沥青的和易性和压实效果,温度降低20℃能达到正常混合料性能水平,降低40℃以内,仍能满足规范要求。

采用组分分析试验和dsc(differentialscanningcalorimetry)方法分别测定基质沥青与经天然沥青改性后的组分和聚集状态改变时的量热变化,分析天然沥青对基质沥青感温性的影响,结果表明:经天然沥青改性后,沥青质含量、沥青质+胶质之和、沥青质/胶质之比均比基质沥青有很大程度的提高,改性后沥青的针入度指数增大,软化点升高、粘度增大;沥青吸热峰均降低,吸热量减少,而从玻璃态到粘弹态、粘弹态到粘流态的峰值温度上升,沥青热稳定性得到提高,感温性降低。

为研究强紫外线对机场道面用基质沥青性能的影响程度,利用紫外老化环境箱模拟野外环境老化条件进行试验,通过shrp设备研究不同紫外辐射时间下对基质沥青高温、低温及疲劳性能的影响。结果表明:基质沥青受强紫外线光照射,其低温性能大幅衰减,而高温性能影响相对较小,且都与老化时间关系较紧密,其中抗车辙因子最大增幅为87.2%,疲劳因子急剧下降,最大降幅243.13%,低温延度最大下降幅度达71%。

研究了不同基质沥青对橡胶沥青针入度、软化点以及布氏黏度的影响。综合性价比,考察了以ksh-71为原料,在180℃反应温度下,添加掺量20%的40目橡胶粉及改性助剂制备橡胶沥青,其各项指标均符合交通部橡胶沥青技术标准的要求,表现出良好高低温性能。

天然沥青对基质沥青感温性的影响

sbs改性沥青能够提高沥青混合料高温抗车辙、低温抗开裂能力,并使之具有较好的水稳定性和抗老化能力。基质沥青标号和产地不同,生产的改性沥青的性能也不一样,混合料的路用性能也有差异。设计与施工时,应根据当地气候条件等选择合适的基质沥青进行改性。

采用四组分法分析了不同产地基质沥青的化学组成,并将各基质沥青分别制备了sbs改性沥青进行对比。试验结果表明:不同产地基质沥青的四组分含量存在较大差异,基质沥青对sbs改性沥青稳定性影响很大,芳香分和胶质含量高的基质沥青与sbs的相容性较好,采用芳香分含量高的基质沥青能制得性能更为优异的sbs改性沥青,这些为改性沥青生产中基质沥青的选择提供了一定的依据。

sbs改性沥青的低温性能受到基质沥青标号、油源和改性剂结构、掺量的共同影响。基质沥青的标号是一个重要的影响因素。为此,以动态剪切流变仪(dsr)实测的玻璃化转变温度(tg)为评价指标,针对线型sbs改性沥青,分析了不同掺量下基质沥青的标号对sbs改性沥青低温性能的影响。结果表明,基质沥青的标号对低温性能有重要影响,这种影响受到改性剂掺量的限制,掺量越大,影响越大。

为了研究沥青老化过程中氧气的存在是否对沥青老化后的性能有影响,该文通过选取sk-70和pj-90两种沥青在薄膜烘箱和真空干燥箱的老化下,对其加热前和加热后的质量变化、针入度、软化点以及沥青的四组分的变化进行了研究。研究表明,不管老化条件是有氧还是无氧,老化后的沥青的性能发生了明显的变化,针入度变小,软化点升高,饱和分和芳香分减少,胶质与沥青质增加。只是,氧气的存在加速了沥青的老化进程。

鉴于中国的现行规范都是根据沥青薄膜试验后沥青三大指标的变化来确定沥青的老化程度,通过对不同时间、不同温度的沥青薄膜试验进行研究,分析了沥青在老化过程中基本指标和组分的变化规律,提出了对沥青薄膜试验(tfot,163℃,5h)的改进方法,为沥青老化的评价提供了新的判定指标。

将sasobit温拌剂依次掺入到橡胶改性沥青及其混合料当中,通过对沥青进行针入度、软化点、延度、布氏黏度、弹性恢复试验,以及对混合料进行车辙、小梁弯曲、浸水马歇尔以及冻融劈裂试验,分析了温拌剂对橡胶改性沥青及其混合料在高、低温性能,水稳定性以及黏温特性方面的影响,从而对掺入了温拌剂的橡胶改性沥青及其混合料进行路用性能评价。研究表明:sasobit温拌剂的掺入能提高橡胶改性沥青及其混合料的高温稳定性,同时降低了拌和与压实温度,但是在低温性能以及水稳定性方面改善效果并不理想。

本文介绍了duroflex改性剂,通过对不同duroflex掺量的沥青胶浆及基质沥青、抽提沥青和sbs改性沥青的三大指标及车辙因子等试验结果的分析,证明durofle改性剂具有良好的路用性能。

先进的温拌沥青技术可以使温拌沥青混合料达到热拌沥青混合料的性能。本文通过大量的室内试验,并对比了掺加rh温拌剂前后沥青及沥青混合料性能指标的变化。试验测试结果表明:在沥青中加入rh温拌剂后,沥青的高温黏度显著降低,130℃的4%rh+sbs改性沥青混合料与160℃的sbs改性沥青混合料的各项性能指标相当。

sbs改性沥青在我国高速公路上面层中得到了广泛应用,每年产生大量的废旧老化sbs改性沥青。文中研究添加不同量再生剂对不同老化程度的sbs改性沥青主要性能指标的影响,发现添加再生剂可以改善其针入度和延度,但是难以改善其软化点和黏度,再生剂的最佳添加量与sbs改性沥青的老化程度有关；通过分析添加双环氧基团化合物的再生剂对老化sbs改性沥青性能的影响,发现该复合再生剂对其所有性能均有良好的改善作用。

本文主要讨论基质沥青标号及矿料最大粒径对改性沥青sma高温、低温等路用性能的影响。

通过常规试验和黏韧性、弹性恢复试验研究了胶粉掺量对不同等级基质沥青改性的性能影响,结果表明:掺加胶粉到不同等级的基质沥青中,性能都有较大的提升,其中高标号的沥青具有更明显的改善效果;胶粉掺量在18%~24%的范围里,橡胶沥青性能较好,20%是as70胶粉改性沥青的最优掺量,22%是as90胶粉改性沥青的最优掺量。

为了验证不同老化程度沥青结合料的针入度测量误差与针入度指数pi和当量脆点t1.2间的关系,选取3种常用重交基质沥青进行tfot和不同时长的pav老化,测定不同老化程度沥青结合料在不同温度的针入度,得到针入度温度指数algpen、k、针入度指数pi和当量脆点t1.2;通过试验得出:针入度较小的测量误差会引起针入度指数pi和当量脆点t1.2较大的变异,这种变异可以掩盖沥青结合料的老化程度,导致pi和t1.2无法区分不同老化程度沥青结合料的低温抗裂性能。因此,现行规范使用的针入度指数pi和当量脆点t1.2不适合用于评价不同老化程度沥青结合料的低温抗裂性能。

老化存在于橡胶沥青混凝土路面施工和使用过程中,对橡胶沥青混凝土路面路用性能的影响不容忽视。采用动态剪切流变仪分别对两种基质沥青和两种橡胶沥青短期老化后和长期老化后的高温流变性能进行测试,分析老化对橡胶沥青高温流变性能的影响。试验结果表明:随着老化程度的增加,橡胶沥青的复数剪切模量g*增大,相位角δ变小,说明橡胶沥青老化后,弹性增强,高温抗变形能力增强,这种变化与基质沥青相同。任何一种状态下,橡胶沥青的复数模量g*和相位角δ变化的幅度均比基质沥青小,说明橡胶沥青的高温流变性能比较稳定,抗老化性能优于基质沥青。