基质沥青老化行为与老化机理
沥青老化规律及机理

沥青老化规律及机理通过查阅国内外相关资料,阐述沥青及改性沥青老化规律和老化机理,分别从物理性能变化规律、化学组分变化规律、分子结构变化等四个方面来阐明沥青的老化规律和老化机理,通过上述理论分析得出,沥青中轻质组分的挥发和被吸收,各组分的氧化、聚合、以及改性剂SBS的裂解才是使沥青组分发生变化及老化的机理。
标签:分子结构;老化机理;裂解1、物理性能变化规律沥青老化过程是相当复杂的,早在1903年Dow就提出了沥青混合料中的沥青由于加热导致质量损失和针入度减小。
截止到目前为止,对沥青老化研究最为广泛的依然是物理性能的变化。
道路研究者们[1-2]研究了沥青老化对路面使用性能的影响,通过对沥青进行不同程度的老化,分析针入度、软化点、延度、60℃动力粘度、蠕变劲度S及斜率m参数的变化。
研究者们对沥青老化后物理指标的变化、性能的衰减已经有了较为深刻地认识。
普遍认为不同沥青有不同程度的抗老化性能,但性能变化规律基本一致。
即随老化时间的增加,沥青的针入度逐渐减小,针入度指数PI逐渐增大,软化点升高,延度逐渐减小,而粘度、复数剪切模量、蠕变劲度逐渐增大,表明老化使沥青弹性增强,感温性减弱,抗疲劳开裂能力变差,从而缩短了路面使用寿命。
1984年Petersen研究了沥青在长期老化过程中物理化学变化。
并研究了道路沥青老化过程中60℃动力粘度随老化时间的变化。
丛玉凤等[3]以软化点为参数建立了沥青老化动力学模型,并用该动力学模型对这两种沥青的抗老化性能进行研究,求得了动力学参数,从而为研究沥青老化提供了一种简便可行的分析方法。
2、化学组分变化规律老化过成中,从沥青各组分的变化可以看出,随着老化时间的加长正戌烷沥青质和胶质含量增多,油分的含量减少,油分的减少除了受空气中的氧和臭氧的光化学氧化作用以外,轻组分的蒸发损失可能也是重要的原因。
由于沥青是极其复杂的多组分混合物,给沥青老化的研究带来很大的困难。
戴跃玲等[4]通过薄膜烘箱老化试验研究了沥青老化后化学组分与路用性能的关系,沥青老化时,饱和分几乎不变,芳香分和胶质减少,沥青质明显增加,主要变化的组分是胶质和沥青质。
模拟紫外环境下沥青流变行为及老化机理的研究

模拟紫外环境下沥青流变行为及老化机理的研究一、摘要本研究通过模拟紫外光降解环境,深入探讨了沥青的流变特性及其随老化过程的演变机制。
实验结果表明,随着紫外光暴露时间的延长,沥青的模量、粘度等流变参数呈现出不同程度的下降趋势,表明沥青在紫外光的作用下容易发生老化现象。
通过剖析沥青的化学组成和结构变化,发现紫外光辐射导致的自由基和活性氧成分是引起沥青老化的主要原因。
本研究还进一步探讨了老化沥青的路用性能,发现老化后的沥青在路用性能方面发生了显著劣化。
为了缓解沥青的老化问题,本研究提出了一种新型的养护策略,即添加高性能的紫外线吸收剂以减少紫外光对沥青的损伤作用。
通过对测试沥青样品的流变性能和微观结构进行对比分析,揭示了紫外线吸收剂在提高沥青抗老化性能方面的积极作用。
本研究为进一步理解和应对沥青路面的老化问题提供了重要的理论支持和实践指导。
1. 研究背景与意义随着全球能源需求的日益增长以及对环境保护意识的逐渐加强,研发新型环保材料愈发显得尤为重要。
沥青作为一种广泛应用的交通基础设施材料,不仅需要满足强度、耐久等基本性能要求,还需要具有良好的耐候性和抗老化性。
在实际使用过程中,沥青很容易受到紫外线、氧气等环境因素的侵蚀,从而引发软化、老化和力学性能下降等问题。
深入研究沥青在模拟紫外环境下的流变行为及老化机理,对于进一步改善沥青的性能、提高其耐久性和可靠性具有重大的实际和理论意义。
通过本研究,我们可以更全面地了解沥青的耐候性和抗老化机制,为沥青路面的设计、建设和维护提供科学依据和技术支持。
这一研究还有助于推动新型环保沥青材料的开发和应用,为构建可持续发展的交通基础设施网络提供有力支撑。
2. 国内外研究现状及不足近年来,随着环保意识的不断提高和道路建设材料的多样发展,对沥青在紫外环境下的流变行为及老化机理的研究越来越受到关注。
国内外关于沥青流变行为的研究已经取得了一定的成果,但仍存在一些不足。
众多学者对沥青在紫外环境下的流变特性进行了深入探究,主要集中在沥青的粘弹性、动态模量等方面。
《基于分子动力学模拟的沥青老化动态变化机理研究》范文

《基于分子动力学模拟的沥青老化动态变化机理研究》篇一一、引言随着科技的发展和交通建设的日益繁盛,沥青及其在路面建设中的广泛应用已经成为交通运输的重要材料。
然而,沥青在使用过程中常会出现老化现象,这不仅影响到路面的使用性能和寿命,还关系到交通的舒适度和安全。
因此,深入研究沥青老化的动态变化机理具有重要的实际意义。
本文将基于分子动力学模拟的方法,对沥青老化的动态变化机理进行深入研究。
二、分子动力学模拟方法分子动力学模拟是一种基于经典力学原理的计算机模拟方法,它能够模拟原子和分子的运动,并以此来描述材料的微观结构和性能。
在沥青老化的研究中,分子动力学模拟可以提供微观层面的理解,帮助我们理解沥青老化的动态变化过程。
三、沥青老化过程及影响因素沥青老化是一个复杂的过程,主要受到温度、光照、氧气、水分等因素的影响。
在老化过程中,沥青的化学组成和结构会发生变化,导致其物理性能和路用性能的降低。
具体表现为硬度增加、韧性降低、颜色变深等。
四、基于分子动力学模拟的沥青老化动态变化机理研究1. 模型构建:根据沥青的化学组成和结构,构建合适的分子模型。
考虑到沥青的复杂组成,我们选择了典型的沥青分子进行模拟。
2. 模拟过程:在设定的温度、压力等条件下,模拟沥青分子的运动和反应过程。
通过改变环境条件(如温度、氧气浓度等),模拟不同条件下的沥青老化过程。
3. 结果分析:分析模拟结果,了解沥青在老化过程中的动态变化。
通过对比不同条件下的模拟结果,分析温度、氧气、水分等因素对沥青老化的影响。
五、研究结果与讨论1. 化学结构变化:在老化过程中,沥青分子的化学结构发生了明显的变化。
一些轻质组分逐渐消失,重质组分增加,导致沥青的硬度增加、韧性降低。
2. 分子运动变化:通过分子动力学模拟,我们发现沥青分子的运动在老化过程中发生了明显的变化。
分子的运动变得更加有序,这可能与分子的交联和聚合有关。
3. 环境因素的影响:温度、氧气和水分等因素对沥青的老化过程有显著影响。
沥青路面老化机理及诱因分析

沥青路面老化机理及诱因分析摘要:老化是沥青路面性能劣化的主要原因,本文基于已有实践探究了沥青路面老化机理,以紫外线照射的方式设置加速老化试验,并将其与自然光老化做对比,以针入度、延度及软化点等参数为依据分析老化规律。
研究发现,自然光照射下的沥青老化进程较室内试验更为强烈。
关键词:沥青路面;老化机理;诱因分析1沥青路面光老化1.1沥青路面光老化原理研究发现沥青在紫外线照射下的老化速度较暗处要更快,这一特性也被称为光老化。
当沥青油膜厚度较大时,紫外线在沥青老化中产生的影响主要集中于表面10μm范围内,在更深范围内的沥青老化则受到结构破坏后氧化作用的影响,老化速度相对较慢。
根据自由基理论,沥青光老化速度与氧化产物初始反应速度存在密切关系,在辐射能的刺激下沥青分子将生成自由基,其反应过程如下:其中,为产生初始自由基的速度,影响着光老化速度,并受到紫外线强度的影响。
按照自由基理论进行分析时,沥青老化速度、辐射光强之间不存在正相关性。
这主要是由于沥青厚度差异引起样品辐射吸收能力不同导致的。
沥青材料具有较大辐射能吸收系数,因此经由沥青薄层辐射得到的分布梯度也较大。
根据已有研究,沥青的光老化速度可按照以下经验式确定:其中,x为反应生成的氧化产物量;、n常数;I s为太阳辐射光强。
按照上式也可解释为何太阳辐射光强差异较小,但对应光老化速度相差较大。
1.2沥青路面光老化试验结合我国沥青道路实际运营条件,分别选择室外光老化条件与室内紫外线条件设置试验。
其中室外试验将沥青以均匀摊铺的方式分布铁板上,并固定于房顶,以室外自然光条件照射1年后回收至实验室测定材料性能。
室内试验按照室外自然光试验数据,选择老化当量年时间制定紫外光加速辐射方案,并对老化后材料测定性能。
2光老化后沥青试验性能2.1针入度沥青试样在室内、室外老化试验处理后,不同环境温度下测得针入度指标,当量软化点、针入度指数、A值、K值及脆点。
光老化后的沥青混合料呈现出针入度指数及当量软化点上升、针入度及低温抗裂性下降的变化趋势。
基质沥青和sbs改性沥青老化行为与机理研究

基质沥青和sbs改性沥青老化行为与机理研究对于不同的沥青材料,它们的老化行为是不一样的,因此研究它们的老化行为和机理是非常重要的。
在过去的几十年中,人们对沥青材料的老化行为和机理进行了大量研究,其中最突出的沥青材料是基质沥青和SBS改性沥青。
通过深入分析它们的老化行为和机理,可以更好地为工程中的道路建设、维护和改善提供建议和帮助。
基质沥青是一种无机混凝土,它是由泥沙和沥青拌制而成的,其机理主要与混凝土的破碎、应力和温度有关。
基质沥青可以由沥青和各种添加剂构成,如沥青砂、水泥、矿物石膏、抗冻剂等。
在温度变化、路面损坏和污染的作用下,基质沥青的稳定性可能会受到影响,有时会导致路面发生裂缝和更严重的破坏。
因此,研究基质沥青的老化行为和机理非常有必要。
SBS改性沥青是一种聚氨酯改性沥青,由SBS聚合物和沥青拌制而成,具有更高的抗老化性、抗水渗及抗冻性能,比传统的沥青更加环保。
它的老化行为主要与温度和污染有关。
当温度高于60℃时,开始出现变形和破裂,而当温度低于20℃时,混凝土的强度会提高,但表面的粗糙度会增加。
空气污染所造成的损伤也比较大,这可能会影响改性沥青的老化行为。
因此,研究SBS改性沥青的老化行为及其机理也是必要的。
过去,各种研究方法被用于研究基质沥青和SBS改性沥青的老化行为及其机理,其中最常用的是试验和模拟。
试验研究可以帮助识别沥青材料的老化行为和机理,从而为对沥青材料进行改进提供基础。
此外,数值模拟技术也被用于研究基质沥青和SBS改性沥青的老化行为及其机理,这可以帮助更好地理解沥青材料的老化机制,从而更好地预测它们的性能。
总之,基质沥青和SBS改性沥青的老化行为和机理是非常重要的,因为它们的性能对于工程道路的安全十分关键。
各种研究方法,包括试验和模拟,可以用来研究它们的老化行为及其机理,从而更好地控制路面工程的性能。
未来,研究者将继续深入研究基质沥青和SBS改性沥青的老化行为及其机理,以期为路面工程提供更好的功能和服务。
《基于分子动力学模拟的沥青老化动态变化机理研究》范文

《基于分子动力学模拟的沥青老化动态变化机理研究》篇一一、引言沥青作为道路建设的重要材料,其性能的稳定性和耐久性直接关系到道路的使用寿命和安全性。
然而,沥青在使用过程中会受到多种因素的影响,导致其发生老化,从而影响其性能。
为了更深入地理解沥青老化的动态变化机理,本文利用分子动力学模拟方法进行研究,以期为沥青材料的研究和改进提供理论依据。
二、研究背景及意义沥青老化是一个复杂的过程,涉及到多种因素如温度、光照、氧气、水分等。
这些因素会导致沥青分子链的断裂、交联、氧化等反应,从而改变其物理和化学性质。
因此,研究沥青老化的动态变化机理对于提高沥青材料的性能、延长道路使用寿命具有重要意义。
三、分子动力学模拟方法分子动力学模拟是一种基于牛顿力学原理的计算机模拟方法,可以模拟分子在各种条件下的运动和相互作用。
在本文的研究中,我们利用分子动力学模拟方法,对沥青分子在不同条件下的老化过程进行模拟,以观察其动态变化机理。
四、沥青老化动态变化机理研究1. 模型构建:我们构建了沥青分子的三维模型,并设置了不同的环境条件(如温度、氧气浓度等),以模拟沥青在不同环境下的老化过程。
2. 模拟过程:在模拟过程中,我们观察了沥青分子的运动和相互作用,以及在老化过程中分子的变化和交联情况。
3. 结果分析:通过对模拟结果的分析,我们发现沥青老化的过程是一个复杂的动态变化过程。
在老化过程中,沥青分子的运动和相互作用会发生改变,导致分子链的断裂和交联。
同时,环境因素如温度和氧气浓度也会对老化过程产生影响。
五、动态变化机理分析根据模拟结果,我们得出以下沥青老化的动态变化机理:1. 分子链断裂:在老化过程中,沥青分子的链状结构会发生断裂,导致分子量的降低和分子结构的改变。
2. 交联反应:同时,沥青分子之间会发生交联反应,形成更大的分子网络结构。
这种交联反应会随着老化程度的加深而加剧。
3. 环境因素影响:温度和氧气浓度等环境因素会对老化过程产生影响。
沥青紫外老化行为及其老化动力学研
沥青紫外老化行为及其老化动力学研一、背景沥青作为道路建设中常用的材料,具有良好的耐磨、耐水、耐化学腐蚀、抗氧化等性能。
然而,由于太阳辐射中的紫外线、大气污染等因素的作用,会导致沥青老化,降低其性能,最终影响道路的使用寿命。
因此,研究沥青的老化行为及其老化动力学是非常重要的。
二、紫外老化行为紫外老化是沥青老化的一种主要形式,通常采用紫外光源将沥青样品暴露在氧气和湿度良好的环境下,观测其性能变化。
紫外老化使沥青中的高分子链断裂、交联、氧化、裂解等现象变得更为明显,导致其物理、化学性质的变化。
1. 软化点紫外老化会导致沥青的软化点下降。
研究发现,沥青的软化点变化与老化时间呈现出一定的线性关系,即软化点的下降速率逐渐变慢。
这是由于随着时间的推移,沥青中的短链化程度越来越高,具有软化作用的长链分子逐渐被短链分子取代。
2. 黏度紫外老化会使沥青的黏度降低。
随着老化时间的增加,黏度下降速率逐渐减缓,这也与沥青中长链分子短化以及沥青分子量的减小有关。
3. 力学性能紫外老化会对沥青的弹性模量、延伸率、断裂强度等力学性能产生影响。
研究表明,随着老化时间的增加,沥青的弹性模量和断裂强度均下降,延伸率上升。
4. 化学反应沥青老化的一种重要反应是氧化反应。
随着紫外辐射时间的增加,沥青中的含氧官能团数量逐渐增多,烷基链断裂率逐渐升高,分子量逐渐下降。
此外,沥青中还会发生交联反应,形成大分子量的高聚物。
三、老化动力学老化动力学是研究沥青老化现象的一种数学模型,通过建立数学模型,研究沥青老化规律,确定沥青的使用寿命,指导沥青的生产和使用。
常见的老化动力学模型有Arrhenius模型、等效寿命模型、n阶反应速率常数模型等。
其中,Arrhenius模型是最常用的一种老化动力学模型,该模型基于化学反应速率与温度有关的Arrhenius公式:k = Ae^(-Ea/RT)其中,k是化学反应速率常数,A是表征反应速率的指数因子,Ea是沥青老化所需的活化能,T是反应温度,R是气体常数。
道路沥青老化机理及其影响因素
道路沥青老化机理及其影响因素摘要:目前国内大部分道路路面使用的都是沥青混凝土,传统的水泥路面已经逐渐被淘汰。
相比传统水泥路面来说,沥青混凝土路面的优势比较突出,不仅拥有更长的使用时间,而且在性能方面更为突出,维修养护更为简便,因此近几年的应用率相当高。
不过沥青混凝土路面并非没有任何缺陷,比如经常遇到的沥青老化问题,对道路的正常使用带来了很大困扰,因此对道路沥青老化的机理及其影响因素进行分析非常有必要。
关键词:沥青老化;沥青混凝土;日常养护;影响因素作为基础设施不可或缺的组成部分,国家近几年在道路交通方面投入了大量的资金和物力,原因在于道路交通直接影响着居民的日常生活,同时也影响着社会主义现代化发展以及国家整体的金融实力。
目前道路交通使用的材料主要为沥青混凝土,在应用过程中很有可能出现沥青老化的现象,一旦不重视,很有可能对道路的正常使用以及维护带来很大的影响。
因此针对道路沥青老化的机理、影响因素等进行探究意义重大,可确保道路交通的正常运行。
一、道路沥青老化的机理道路在应用过程中出现沥青老化之后,最常见的外在表现为针入度持续下滑,同时软化点也随之不断增加,伴随着老化现象的持续加重,粘度也将随之不断增加。
在沥青搅拌以及后续施工的过程中很容易出现短期老化的现象,其中最重要的阶段在于沥青的拌,在该环节针入度很可能随之降低,幅度甚至能达到80%。
后续在沥青摊铺的时候因为操作为高温,很容易导致沥青薄膜的持续老化,导致沥青的分子结构出现改变,自身将变得更加脆弱,硬度将随之增加,黏结性将随之出现下滑,最终出现裂纹。
沥青老化归根结底属于自养化的过程,在沥青老化前和老化后IR光谱的吸收率将无限明显的改变,在这个过程中高分子量成分的占据比例持续加大,分散度也将随之增加。
二、道路沥青老化的影响因素(一)热氧老化沥青出现老化的一大影响因素在于热氧老化,在该过程沥青与氧气之间将出现化学反应,在此基础上将生成一定数量的含氧基团。
沥青老化机理综述
沥青老化机理综述摘要:沥青老化是指沥青从炼油厂被炼制出来后,在贮存、运输、施工及使用过程中,由于长时间地暴露在空气中,在环境因素如受热、氧气、阳光和水的作用下,会发生一系列的挥发、氧化、聚合,乃至沥青内部结构发生变化,同时发生性质变化,沥青包括改性沥青并不是单一使用寿命的全过程,而是包括氧化、挥发、聚合、团聚、断裂等在内的多种综合反应的结果。
关键词:沥青;老化机理;综述1沥青老化的机理沥青老化的机理主要是外因取决于内因,内部的组成和结构的变化直接引起性能的变化。
经过学者试验研究发现沥青前后的分组变化,沥青老化后组成的变化主要变现为沥青质的增多,芳香减少。
然而组成变化的原因是什么?对此各国的学者对此进行了大量的研究工作。
目前为止。
关于沥青老化的机理尚未有统一的论定,[5]Mohamed Ali Dhalaan认为沥青的老化主要原因是老化,轻质组分的发挥,以及集料对沥青中的组分吸附或者吸收而造成的。
Kefah Muhammad abdul -rafman[3] 认为沥青老化时氧化发挥轻质组分造成的,并且认为氧化贯穿整个沥青使用寿命的全过程,各国虽然各国学者观点不同,但其中也有相同之处,沥青包括改性沥青并不是单一使用寿命的全过程,而是包括氧化、挥发、聚合、团聚、断裂等在内的多种综合反应的结果。
2沥青的氧化很多学者通过实验研究证实了沥青氧化老化的反应的存在,M ENG Lliu采用红外光谱对压力老化的沥青进行研究。
发现了沥青经氧化后出现了羰基,c=0和亚砜基s=o 证明了沥青在高温下发生了“吸氧”氧化反应。
氧化的时间越长,其氧化反应越重,但陈华鑫团队经过研究发现并非老化都会有羰基和亚砜机出现,压力老化pav容易出现,而热老化Rtfot并没有在1698cm-11600cm-1处出现明显的特征峰,可见在压力老化时更容易出现氧化老化,而单纯的热老化时更容易出现脱氢型时氧化反应,目前为止,沥青已经成为作为广泛接受的沥青激励老化之一,但是相关学者之间还存在着一些争议,Mohamed Ali Dhalaan认为沥青氧化分为两种一是在高温条件下,氧将沥青中轻质组分的氢脱出脱出,沥青发生脱氢反应并不生成饱和键,从而进一步导致聚合反应的发生,生成更高量的分子物质,既树脂转变成沥青质,而是在常温下沥青反应较慢,而且沥青吸入氧发生氧化反应,从而生成沥青质水溶性盐和一些酸。
基质沥青和sbs改性沥青老化行为与机理研究
基质沥青和sbs改性沥青老化行为与机理研究近几年来,随着路面沥青施工技术的不断更新,基质沥青和SBS 改性沥青以其独特的性能成为施工沥青新宠。
然而,基质沥青和SBS 改性沥青的老化行为及机理研究仍然缺乏实证证据。
因此,本文的目的是探讨基质沥青和SBS改性沥青在施工和使用中的老化行为及其机理。
首先,本文讨论了基质沥青的老化行为和机理。
基质沥青的老化行为主要是由其物理特性,化学结构和化学反应这三个方面影响。
它的物理特性受温度、湿度、太阳照射等外界因素影响,使沥青改变其粘度,损失和回复柔韧性,改变沥青的弹性系数等;而化学结构主要是受到温度、湿度、太阳照射和空气中的污染物的影响,导致沥青重新改变其结构,使其老化;而化学反应则会导致沥青中添加剂和添加物与沥青之间的反应,从而使沥青老化和改变其力学性能和物理特性。
其次,本文还讨论了SBS改性沥青的老化行为和机理。
与基质沥青不同,SBS改性沥青老化行为主要受到添加剂和低分子量SBS共聚物的影响,以及SBS改性沥青施工和使用的时间的影响。
当SBS共聚物的游离硫和游离碳前体分子量变小时,它们会形成自由基,从而改变沥青的性能;当施工和使用的时间变久时,SBS共聚物中的添加剂会持续老化沥青,使沥青性能发生变化。
此外,外界环境也会影响改性沥青的老化行为,如极端气候、紫外线照射、水的溶解等。
最后,本文讨论了基质沥青和SBS改性沥青老化行为的测试方法,包括小样实验、游离碳前体和自由基的分析、原位环境测试、显微分析等。
综上所述,通过对基质沥青和SBS改性沥青老化行为和机理的研究,可以证明一个新的认识,即沥青老化行为和机理是极其复杂的系统,是由多种因素共同作用的结果。
此外,从研究结果来看,未来还需要从实际施工应用出发,进一步探究基质沥青和SBS改性沥青在施工和使用时间上的老化行为及其机理,以期更好地了解沥青在施工和使用中的性能变化,从而为沥青的施工提供有效的技术支持。
结论本文主要就基质沥青和SBS改性沥青老化行为及其机理进行了探讨,结果表明,基质沥青的老化行为主要是由物理特性、化学结构和化学反应三方面影响;而SBS改性沥青的老化行为主要由添加剂和低分子量SBS共聚物以及施工和使用时间等因素影响。
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山
东
大
学
学
报
( 工
学
版)
第3 卷 9
作为美国 S 且与沥 H R P分级标准的主要试验方法, 青的实际老化行为有很好的相关性, 被世界各国普 遍采用 . 但沥青老化后采用什么指标更能反映沥青 的老化本质, 尚需进一步研究 . 为此, 本文在沥青组 分试验基础上通过基质沥青老化前后组分试验、 常 分析了沥青老化性 规试验和 S H R P试验结果比较, 能合理的评价方法 .
] 3 6 性能进行评价[ 而R 与P 老化试验方法已 . T F O A V
收稿日期: 2 0 0 8 1 0 0 8 基金项目: 西部交通建设科技项目( ) 2 0 0 8 3 1 88 1 2 1 0 作者简介: 陈华鑫( ) , 男, 安徽太湖人, 副教授, 博士, 研究方向为沥青与沥青混合料、 新材料改性技术及路面养护管理等 . 1 9 7 3 : ;c E m a i l c h x @g l . c h d . e d u . c n h x 9 2 0 7 0 @1 6 3 . c o m
中的轻组分等易挥发成份产生损失, 同时还会产生 高温氧化; 在营运阶段因路面服务温度较低, 沥青硬 化则以氧化作用为主 . 为了合理选择沥青或采取相 应的抗老化措施, 在室内常采用旋转薄膜烘箱 R T F O ( 模拟短期老化) 和P 模拟长期老化) 模拟 A V老化( 沥青 老 化 行 为, 并通过相应指标对其老化前后
表 1 老化后沥青组分试验结果 T a b l e 1 T h e a s p h a l t c o m p o n e n t r e s u l t s a f t e r a g i n g 沥青品种 原样 短期 长期 原样 短期 长期 原样 短期 长期 沥青质含量 ? % 9 6 1 3 3 2 4 2 5 4 9 4 1 1 3 5 5 7 8 9 8 饱和分含量 ? % 1 2 5 1 3 3 1 3 . 0 2 2 7 2 3 3 2 5 5 1 9 4 2 2 2 2 3 3 芳香分含量 ? % 4 2 1 3 6 3 2 7 4 3 1 3 3 1 5 2 3 7 3 3 8 3 2 2 2 4 3 胶质含量 ? % 2 8 2 3 3 2 3 3 5 3 0 9 2 6 0 2 9 8 3 2 5 3 1 1 3 3 9 沥青质 +胶质 饱和分 +芳香分 0 6 9 2 0 9 3 8 1 4 2 8 0 6 7 2 0 6 4 6 0 8 3 5 0 7 1 4 0 7 1 5 0 9 1 8
T h ea g i n gb e h a v i o r a n dm e c h a n i s mo f b a sH E NH u a x i n H E NS h u a n f a N GB i n g g a n g
( ,C ’ ,X ’ ,C ) K e y L a b o r a t o r y f o r S p e c i a l A r e a H i g h w a y E n g i n e e r i n g o f M i n i s t r y o f E d u c a t i o n h a n g a nU n i v e r s i t y i a n 7 1 0 0 6 4 h i n a :T A b s t r a c t h e a s p h a l t i s e a s y t o s t a t i c h a r d e n a n d o x i d a t i v e h a r d e n u n d e r e n v i r o n m e n t a l e f f e c t s t o i n d u c e i t s c h a n g e o f r h e o l o g i c a l ,w ,i h i c hc a ns e r i o u s l y i n f l u e n c e t h ed u r a b i l i t yo f a s p h a l t p a v e m e n t . T h e r e f o r e t i s c r i t i c a l t or e a s o n a b l ye v a l u a t e c h a r a c t e r i s t i c s a n ds e l e c t t h e a s p h a l t t o e n s u r e t h e q u a l i t y o f a s p h a l t p a v e m e n t . B a s e d o n t h e r e s u l t s o f t h e c o m p o n e n t s o f t h r e e b a s e a s p h a l t s a n d ( ,s )a ( ) ,t p e n e t r a t i o n o f t e np o i n t a n dd u c t i l i t y n dS H R Pt e s t s D S Ra n dB B Rt e s t h ea g i n gb e h a v i o r a n d t h e i r c o n v e n t i o n a l t e s t s m e c h a n i s mo f b a s e a s p h a l t s w e r e a n a l y z e d b a s e d o n t h e F T I Rt e s t . T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t a l t h o u g h t h e c o n v e n t i o n a l t e s t s c a n d e ,t s c r i b et h e v a r i a t i o n s o f b a s e a s p h a l t s b e f o r e a n d a f t e r a s p h a l t a g i n g h e y c a n o n l y p r o v i d e t h e t e s t m e s s a g e o f s p e c i f i c t e m p e r a t u r e ,S a n dl o a df r e q u e n c y . O nt h e c o n t r a r y H R Pt e s t s c a nr e f l e c t t h e i n f l u e n c e o f a g i n g t o t h e w h o l e r h e o l o g i c a l b e h a v i o r o f b a s e a s ,S ,e ,w p h a l t . T h e r e f o r e H R Pr h e o l o g i c a l i n d e x e s s p e c i a l l y B B Rt e s t r e s u l t s e r e s u g g e s t e da s t h e e v a l u a t i o ni n d e x e s o f t h e a s p h a l t a g i n g c h a r a c t e r i s t i c . : ;c ;S ;F ;d K e yw o r d sa g i n g b e h a v i o r o n v e n t i o n a l t e s t s H R Pt e s t s T I RT e s t y n a m i c m e c h a n i c a l t e m p e r a t u r e s p e c t r a
如表 2 所示, 基质沥青 R T F O老化后 3大指标针入 度都下降、 软化点都升高、 延度都减小 . 组分试验表 明镇海 、 兰炼 、 盘锦 这3 种沥青中( 沥青质 5 0 9 0 1 1 0 胶 质) : ( 饱 和 分 +芳 香 分) 比值分别为 0 、 + 6 9 2 、 , 而老化后这一比值都不同程度的增加 0 6 7 2 0 7 1 4 ( 兰炼短期老化除外) , 表明沥青老化后大分子组分 ( 沥青质与胶质) 含量增加, 而从增加幅度看, 镇海沥 青最大, 兰炼沥青最小 . 众所周知, 常规试验的 3 大指标与沥青的组成密 切相关, 一般小分子组分含量越多, 沥青越“ 软” , 其针 入度越大、 软化点越小, 延伸度越长 . 本研究结果似乎 与这一规律不相符, 根据组分试验结果, 原样沥青中 : ( 饱 和 分 +芳 香 分) 为 盘锦沥 青 ( 沥 青 质 +胶 质) 大于镇海沥青的 , 该值越大, 说明沥青质 0 7 1 4 0 6 9 2 与胶质越多, 按前述规律, 盘锦沥青针入度应该比镇 海沥青小, 软化点应该比镇海沥青高, 延度也应比镇 海沥青的小, 但常规试验结果与这一结果正好相反 . 同样, 沥青质 + R T F O短期老化后盘锦沥青的( 胶质) : ( 饱和分 + 芳香分) 比值 0 大于兰炼沥青 7 1 5 的0 , 表明老化后盘锦沥青中大分子组分高于 6 4 6 兰炼沥青, 但老化后盘锦沥青针入度大于兰炼沥青、 软化点低于兰炼沥青、 延度大于兰炼沥青, 说明实际 上老化后盘锦沥青还是比兰炼沥青“ 软” , 这与组分 试验结果是相悖的 .
1 试验方案
对镇海、 兰炼和盘锦 3 种基质沥青老化前后的 组分进行分析, 并测试其常规试验指标、 美国 S H R P 性能分级指标, 以讨论基质沥青的老化行为特点, 在 F T I R红外光谱试验基础上分析沥青老化机理 .
2 试验结果分析
2 1 常规试验结果分析 沥青组分试验结果如表 1 所示, 沥青老化后其 芳香分含量减少, 胶质、 沥青质增加, 或胶质与沥青 质的总量增加, 而饱和分也稍有增加或保持相对稳 定. 可以预见轻组分减少而大组分增加后, 沥青将变 硬、 变脆、 延展性下降 . 而常规试验正好验证了沥青变硬变脆的变化,