溫拌劑對基質(zhì)瀝青短期老化的影響

在環(huán)境作用下瀝青易產(chǎn)生靜態(tài)硬化和氧化硬化,使瀝青的流變特性發(fā)生改變,而嚴(yán)重影響瀝青路面的耐久性,如何合理評價(jià)和選擇瀝青對確保路面使用品質(zhì)至關(guān)重要。通過三種不同基質(zhì)瀝青的組分分析和不同老化狀態(tài)下瀝青的常規(guī)試驗(yàn)(針入度、軟化點(diǎn)和延度試驗(yàn))、shrp試驗(yàn)(dsr(dynamicshearrheometer)和bbr(bendingbeamrheometer)試驗(yàn))結(jié)果比較,結(jié)合ftir(fouriertransforminfrared)試驗(yàn)結(jié)果,分析了不同老化狀態(tài)下基質(zhì)瀝青的老化特性和機(jī)理。結(jié)果表明,常規(guī)試驗(yàn)可用來描述基質(zhì)瀝青老化前后性能變化,但它只能提供特定溫度荷載頻率下的試驗(yàn)信息,而shrp試驗(yàn)可反映瀝青老化對瀝青流變行為的影響,建議采用shrp流變學(xué)指標(biāo)特別是bbr試驗(yàn)結(jié)果評價(jià)瀝青的老化特性。

在環(huán)境作用下瀝青易產(chǎn)生靜態(tài)硬化和氧化硬化,使瀝青的流變特性發(fā)生改變,而嚴(yán)重影響瀝青路面的耐久性,如何合理評價(jià)和選擇瀝青對確保路面使用品質(zhì)至關(guān)重要.通過3種不同基質(zhì)瀝青的組分分析和不同老化狀態(tài)下瀝青的常規(guī)試驗(yàn)(針入度、軟化點(diǎn)和延度試驗(yàn))、shrp試驗(yàn)(dsr(dynamicshearrheometer)和bbr(bendingbeamrheometer)試驗(yàn))結(jié)果比較,結(jié)合ftir(fouriertransforminfrared)紅外光譜試驗(yàn)結(jié)果,分析了不同老化狀態(tài)下基質(zhì)瀝青的老化特性和機(jī)理.結(jié)果表明,常規(guī)試驗(yàn)可用來描述基質(zhì)瀝青老化前后性能變化,但它只能提供特定溫度荷載頻率下的試驗(yàn)信息,而shrp試驗(yàn)可全方位反映瀝青老化對瀝青流變行為的影響,建議采用shrp流變學(xué)指標(biāo)特別是bbr試驗(yàn)結(jié)果評價(jià)瀝青的老化特性.

以遼河ah90瀝青為基質(zhì)瀝青,在其中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(sbs)改性劑,可制備改性瀝青。利用瀝青軟化點(diǎn)隨時(shí)間的變化關(guān)系,建立了2種瀝青的老化動力學(xué)模型:lnr基=3.784+1.33×103texp(-4946/t),lnr改=3.949+1.54×103texp(-5242/t)。通過比較2種瀝青的動力學(xué)參數(shù),得出改性瀝青的抗老化性能優(yōu)于基質(zhì)瀝青。借助紅外光譜分析可知,基質(zhì)瀝青的老化主要是吸氧氧化反應(yīng);而改性瀝青的老化除了具有基質(zhì)瀝青的老化反應(yīng)外,還存在sbs中聚丁二烯鏈段的斷裂和氧化反應(yīng)。

為研究溫拌劑對橡膠改性瀝青降黏的效果,研究了4種溫拌劑(sasobit,asphaltana,asphaltanb和licomont)對橡膠改性瀝青性能的影響。對50號基質(zhì)瀝青和橡膠改性瀝青(15%橡膠粉)進(jìn)行了旋轉(zhuǎn)黏度、軟化點(diǎn)、針入度和彈性恢復(fù)的試驗(yàn),分析了不同用量的溫拌劑對上述試驗(yàn)結(jié)果的影響。結(jié)果表明:4種溫拌劑均可以降低橡膠改性瀝青的黏度,提高軟化點(diǎn)和減少針入度;但對橡膠改性瀝青的彈性恢復(fù)影響并不明確。

如何提高熱熔型彩色瀝青壓實(shí)效果是其冬季施工的關(guān)鍵技術(shù)之一,對比了添加溫拌劑前后熱熔型彩色瀝青性能指標(biāo)、彩色瀝青混合料和易性能的變化以及不同成形溫度下混合料體積及強(qiáng)度指標(biāo)。結(jié)果表明:溫拌劑對彩色瀝青老化后性能有一定改善效果,添加溫拌劑明顯提高了彩色瀝青的和易性和壓實(shí)效果,溫度降低20℃能達(dá)到正?；旌狭闲阅芩?降低40℃以內(nèi),仍能滿足規(guī)范要求。

采用組分分析試驗(yàn)和dsc(differentialscanningcalorimetry)方法分別測定基質(zhì)瀝青與經(jīng)天然瀝青改性后的組分和聚集狀態(tài)改變時(shí)的量熱變化,分析天然瀝青對基質(zhì)瀝青感溫性的影響,結(jié)果表明:經(jīng)天然瀝青改性后,瀝青質(zhì)含量、瀝青質(zhì)+膠質(zhì)之和、瀝青質(zhì)/膠質(zhì)之比均比基質(zhì)瀝青有很大程度的提高,改性后瀝青的針入度指數(shù)增大,軟化點(diǎn)升高、粘度增大;瀝青吸熱峰均降低,吸熱量減少,而從玻璃態(tài)到粘彈態(tài)、粘彈態(tài)到粘流態(tài)的峰值溫度上升,瀝青熱穩(wěn)定性得到提高,感溫性降低。

為研究強(qiáng)紫外線對機(jī)場道面用基質(zhì)瀝青性能的影響程度,利用紫外老化環(huán)境箱模擬野外環(huán)境老化條件進(jìn)行試驗(yàn),通過shrp設(shè)備研究不同紫外輻射時(shí)間下對基質(zhì)瀝青高溫、低溫及疲勞性能的影響。結(jié)果表明:基質(zhì)瀝青受強(qiáng)紫外線光照射,其低溫性能大幅衰減,而高溫性能影響相對較小,且都與老化時(shí)間關(guān)系較緊密,其中抗車轍因子最大增幅為87.2%,疲勞因子急劇下降,最大降幅243.13%,低溫延度最大下降幅度達(dá)71%。

研究了不同基質(zhì)瀝青對橡膠瀝青針入度、軟化點(diǎn)以及布氏黏度的影響。綜合性價(jià)比,考察了以ksh-71為原料,在180℃反應(yīng)溫度下,添加摻量20%的40目橡膠粉及改性助劑制備橡膠瀝青,其各項(xiàng)指標(biāo)均符合交通部橡膠瀝青技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求,表現(xiàn)出良好高低溫性能。

天然瀝青對基質(zhì)瀝青感溫性的影響

sbs改性瀝青能夠提高瀝青混合料高溫抗車轍、低溫抗開裂能力,并使之具有較好的水穩(wěn)定性和抗老化能力。基質(zhì)瀝青標(biāo)號和產(chǎn)地不同,生產(chǎn)的改性瀝青的性能也不一樣,混合料的路用性能也有差異。設(shè)計(jì)與施工時(shí),應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件等選擇合適的基質(zhì)瀝青進(jìn)行改性。

采用四組分法分析了不同產(chǎn)地基質(zhì)瀝青的化學(xué)組成,并將各基質(zhì)瀝青分別制備了sbs改性瀝青進(jìn)行對比。試驗(yàn)結(jié)果表明:不同產(chǎn)地基質(zhì)瀝青的四組分含量存在較大差異,基質(zhì)瀝青對sbs改性瀝青穩(wěn)定性影響很大,芳香分和膠質(zhì)含量高的基質(zhì)瀝青與sbs的相容性較好,采用芳香分含量高的基質(zhì)瀝青能制得性能更為優(yōu)異的sbs改性瀝青,這些為改性瀝青生產(chǎn)中基質(zhì)瀝青的選擇提供了一定的依據(jù)。

sbs改性瀝青的低溫性能受到基質(zhì)瀝青標(biāo)號、油源和改性劑結(jié)構(gòu)、摻量的共同影響?；|(zhì)瀝青的標(biāo)號是一個(gè)重要的影響因素。為此,以動態(tài)剪切流變儀(dsr)實(shí)測的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(tg)為評價(jià)指標(biāo),針對線型sbs改性瀝青,分析了不同摻量下基質(zhì)瀝青的標(biāo)號對sbs改性瀝青低溫性能的影響。結(jié)果表明,基質(zhì)瀝青的標(biāo)號對低溫性能有重要影響,這種影響受到改性劑摻量的限制,摻量越大,影響越大。

為了研究瀝青老化過程中氧氣的存在是否對瀝青老化后的性能有影響,該文通過選取sk-70和pj-90兩種瀝青在薄膜烘箱和真空干燥箱的老化下,對其加熱前和加熱后的質(zhì)量變化、針入度、軟化點(diǎn)以及瀝青的四組分的變化進(jìn)行了研究。研究表明,不管老化條件是有氧還是無氧,老化后的瀝青的性能發(fā)生了明顯的變化,針入度變小,軟化點(diǎn)升高,飽和分和芳香分減少,膠質(zhì)與瀝青質(zhì)增加。只是,氧氣的存在加速了瀝青的老化進(jìn)程。

鑒于中國的現(xiàn)行規(guī)范都是根據(jù)瀝青薄膜試驗(yàn)后瀝青三大指標(biāo)的變化來確定瀝青的老化程度,通過對不同時(shí)間、不同溫度的瀝青薄膜試驗(yàn)進(jìn)行研究,分析了瀝青在老化過程中基本指標(biāo)和組分的變化規(guī)律,提出了對瀝青薄膜試驗(yàn)(tfot,163℃,5h)的改進(jìn)方法,為瀝青老化的評價(jià)提供了新的判定指標(biāo)。

將sasobit溫拌劑依次摻入到橡膠改性瀝青及其混合料當(dāng)中,通過對瀝青進(jìn)行針入度、軟化點(diǎn)、延度、布氏黏度、彈性恢復(fù)試驗(yàn),以及對混合料進(jìn)行車轍、小梁彎曲、浸水馬歇爾以及凍融劈裂試驗(yàn),分析了溫拌劑對橡膠改性瀝青及其混合料在高、低溫性能,水穩(wěn)定性以及黏溫特性方面的影響,從而對摻入了溫拌劑的橡膠改性瀝青及其混合料進(jìn)行路用性能評價(jià)。研究表明:sasobit溫拌劑的摻入能提高橡膠改性瀝青及其混合料的高溫穩(wěn)定性,同時(shí)降低了拌和與壓實(shí)溫度,但是在低溫性能以及水穩(wěn)定性方面改善效果并不理想。

本文介紹了duroflex改性劑,通過對不同duroflex摻量的瀝青膠漿及基質(zhì)瀝青、抽提瀝青和sbs改性瀝青的三大指標(biāo)及車轍因子等試驗(yàn)結(jié)果的分析,證明durofle改性劑具有良好的路用性能。

先進(jìn)的溫拌瀝青技術(shù)可以使溫拌瀝青混合料達(dá)到熱拌瀝青混合料的性能。本文通過大量的室內(nèi)試驗(yàn),并對比了摻加rh溫拌劑前后瀝青及瀝青混合料性能指標(biāo)的變化。試驗(yàn)測試結(jié)果表明:在瀝青中加入rh溫拌劑后,瀝青的高溫黏度顯著降低,130℃的4%rh+sbs改性瀝青混合料與160℃的sbs改性瀝青混合料的各項(xiàng)性能指標(biāo)相當(dāng)。

介紹了國內(nèi)外瀝青包括基質(zhì)和聚合物改性瀝青老化性能的研究方法,涉及瀝青宏觀層次(力學(xué)、流變及組分等)和微觀層次(波譜分析及顯微技術(shù)等)上各技術(shù)的應(yīng)用,并比較了各研究方法的優(yōu)缺點(diǎn),綜述了瀝青的老化機(jī)理。

jt/txxx-xxxx 1 瀝青混合料改性添加劑 第6部分：溫拌劑 modifierforasphaltmixture— part6:warmmixtureadditive 目次 前言············································································ⅱ 1范圍··········································································1 2規(guī)范性引用文件································································1 3術(shù)語和定義···············································

對3種中國基質(zhì)瀝青和1種進(jìn)口基質(zhì)瀝青進(jìn)行旋轉(zhuǎn)薄膜加熱試驗(yàn)(rtfot),測試了試驗(yàn)前后瀝青的各項(xiàng)性能指標(biāo)。利用加權(quán)密切值法將瀝青老化前后質(zhì)量損失、殘留針入度比、殘留延度比、軟化點(diǎn)增量、粘度比和老化指數(shù)等6項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)轉(zhuǎn)化為最優(yōu)密切值這一單項(xiàng)評價(jià)指標(biāo),同時(shí)考慮了各指標(biāo)的可靠性和有效性的不同,并賦予不同的權(quán)重值。試驗(yàn)結(jié)果表明:該方法有效克服了采用多種評價(jià)指標(biāo)得到不一致甚至相互矛盾的結(jié)果的缺點(diǎn);評價(jià)過程簡便易行,評價(jià)結(jié)果與驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果具有良好的一致性,是選出抗老化性能較好的瀝青的一種有效方法。

為了評價(jià)對sbs改性瀝青技術(shù)性質(zhì)的影響,分別進(jìn)行了基質(zhì)瀝青和sbs改性瀝青不同熱氧老化時(shí)間后針入度、軟化點(diǎn)、延度和粘度試驗(yàn),分析了其技術(shù)性質(zhì)變化隨熱氧老化時(shí)間變化規(guī)律。結(jié)果表明:經(jīng)熱氧老化后,sbs改性瀝青針入度衰減幅度比基質(zhì)瀝青的要小,而sbs改性瀝青5℃延度衰減幅度明顯大于基質(zhì)瀝青,sbs改性瀝青軟化點(diǎn)有減小趨勢,4種瀝青粘度均呈增大趨勢。

通常認(rèn)為sbs可以同時(shí)改善基質(zhì)瀝青的高、低溫性能。以三種常用的國產(chǎn)瀝青和一種進(jìn)口瀝青作為基質(zhì)瀝青,采用四種不同的sbs對其進(jìn)行改性,分別制得成品sbs改性瀝青。運(yùn)用shrp試驗(yàn)方法中的彎曲梁流變儀(bbr)分別對制得的這些sbs改性瀝青的rtfo/pav殘留物的流變特性進(jìn)行了試驗(yàn)研究。結(jié)果表明,用物理意義上的共存共混方法制備得到的sbs改性瀝青,其低溫等級基本保持在基質(zhì)瀝青的低溫等級上,即從流變學(xué)的意義上來說,sbs對基質(zhì)瀝青低溫抗裂性能的改善效果仍值得探討。