海南地区改性沥青耐热老化和抗紫外线老化性能研究

针对海南地区强紫外线辐射的特点,采用热老化和紫外线老化方法,对成品湿法橡胶沥青、现场湿法橡胶沥青和SBS改性沥青的耐老化性能进行评估;通过室内试验模拟现场实际情况下的加速老化,研究不同老化条件下三种改性沥青的针入度、延度、软化点和延度指标的老化衰减规律。结果表明:经热老化后的沥青黏度和针入度指标随老化时间呈线性衰减,而紫外线老化后的针入度和延度指标衰减呈明显的阶段性;先急剧降低,后缓慢变差;进一步表明,成品湿法橡胶沥青在耐热老化和紫外线老化方面具有优异的综合性能,能够较好地适应海南地区的强紫外线辐射和高温的条件。     

沥青老化预估方程研究

针对目前沥青热氧老化预估研究的不足,利用旋转薄膜烘箱对SK90#沥青进行不同时间的老化,分析沥青的针入度、软化点、延度及粘度与老化时间的关系,并根据试验结果回归分析建立沥青老化后性能的非线性预估方程。研究结果表明:沥青的路用性能在老化过程中符合非线性数学方程;沥青老化存在最终老化量;利用建立的沥青老化方程可以较为精准的预估沥青在不同老化时刻的针入度、软化点、延度等性能,同时可以预测沥青在不同时刻的老化速率。     

基于非线性方程的高粘沥青热氧老化性能研究

针对高粘沥青热氧老化研究的不足,利用TPS制备高粘改性沥青,采用旋转薄膜烘箱进行老化,测试不同老化时间下的5℃延度、软化点、针入度及135℃粘度,根据试验结果建立TPS高粘沥青热氧老化方程,并对其不同时刻的老化速率进行计算.研究结果表明:TPS高粘改性沥青老化性能可以采用非线性方程进行预测,并可以计算各老化时间下的老化速率;TPS高粘沥青的热氧老化存在最终老化量,老化速率最终为0;TPS的改性对于沥青降低热氧老化中软化点和135℃粘度最终衰减比例的能力有一定的提升作用;但对沥青5℃延度随老化时间的损失率有一定的加速作用.     

SBS改性沥青老化过程性能预测方程研究

建立SBS改性沥青在老化过程中性能衰变的非线性预测方程，通过薄膜烘箱试验验证了预测方程的可靠性，基于预测方程分析了SBS改性沥青老化过程中性能指标的变化速率。研究结果表明，非线性方程x(t)=(Lx₀)/[1+(L-1)e^-rt]可用以预测针入度、软化点、延度在SBS改性沥青老化过程中的变化规律；沥青针入度、软化点、延度的变化速率随老化时间的延长而逐渐下降，其中延度指标在老化初期的变化速率下降最快；可通过建立宏观性能指标与红外光谱a₁₇₀₀/a₁₆₀₀的关系方程，进行SBS改性沥青老化程度的预测评估。     

紫外线老化对沥青性能的影响

采用沥青薄膜加热试验和紫外线老化试验,对沥青的针入度、软化点、延度和粘度等性能指标进行了试验研究.试验结果表明,紫外线老化对重交通道路沥青、SBR改性沥青和SBS改性沥青的性能都有影响,但是相同条件的紫外线老化后,SBS改性沥青的低温性能最好.     

纳米TiO2对沥青抗紫外线老化能力的影响

紫外线对沥青性质有明显影响,而纳米TiO2具有独特的紫外线屏蔽能力,可以尝试用于提高沥青抗紫外线的能力.将纳米TiO2掺入沥青.通过紫外线老化前后的针入度、延度和软化点试验,分析了纳米TiO2及其掺量对沥青抗紫外线老化能力的影响.试验得出,在沥青中掺入纳米TiO2后,紫外线老化后的针入度有所减小,延度明显减小,软化点提高,针入度指数的增大幅度降低,但针入度和延度损失率均降低;存在纳米TiO2最佳掺量(O.3%).结果表明,纳米TiO2可以提高沥青的抗紫外线老化能力,但应考虑与其他材料复合掺配.     

紫外线老化对沥青性能的影响

采用沥青薄膜加热试验和紫外线老化试验，对沥青的针入度、软化点、延度和粘度等性能指标进行了试验研究。试验结果表明，紫外线老化对重交通道路沥青、SBR改性沥青和SBS改性沥青的性能都有影响，但是相同条件的紫外线老化后，SBS改性沥青的低温性能最好。     

沥青老化效应的试验研究

为了研究沥青老化对路面使用性能影响,通过旋转薄膜烘箱对沥青进行短期老化,再用压力老化仪对老化的沥青进行不同时间的老化,然后对不同程度的老化沥青进行针入度、软化点、延度、不同温度下的粘度、蠕变劲度和蠕变变化速率、动态粘弹性参数的试验。随PAV老化时间的增加,老化沥青的针入度逐渐减小,针入度指数PIPEN逐渐增大,软化点逐渐提高,延度越来越小,而粘度相反变化,复数剪切模量G*、蠕变劲度逐渐增大,相位角δ、蠕变速率则逐渐减小,指数函数更能表征老化对其粘温关系的影响。结果表明老化使沥青弹性增强,感温性减弱,耐久性降低,抗疲劳开裂能力变差,缩短了路面使用寿命。     

纳米TiO2改性沥青抗紫外线老化能力研究

紫外线对沥青造成严重的老化,而纳米TiO2具有良好的紫外线屏蔽作用.文中通过在沥青中添加纳米TiO2制得改性沥青并进行紫外线老化试验,对其紫外线老化前后的针入度、延度和软化点试验结果进行分析,结果表明纳米TiO2改性沥青具有抗紫外线老化能力.     

沥青使用性能随老化时间变化关系的研究

利用压力老化箱 (PAV)对高等级道路沥青进行了不同时间的老化 ,对不同老化程度的试样进行了主要理化指标和粘度变化的试验研究 ,结果表明针入度近似指数式下降 ,软化点上升 ,延度下降 ,粘度增大 ,其中粘度具有重要试验价值 ,最有可能作为评价沥青老化程度的指标。     

AW、BLE、炭黑改性沥青的老化性能研究

采用薄膜烘箱老化试验(TFOT)、PAV压力老化试验,对不同剂量的AW、BLE、炭黑改性沥青进行试验,利用残留针入度比、残留粘度比、软化点增量和残留延度等老化指标来分析沥青的老化程度,与常用的沥青抗老化剂SBR进行对比,研究表明0.8%AW、0.8%BLE改性沥青抗老化性能较优,炭黑改性沥青低温性能下降较大。     

改性沥青紫外光老化性能变化研究

为了研究沥青在紫外光老化作用下的性能变化，本文采用三种不同性质的改性沥青，通过室内模拟自然界的紫外光老化，对沥青的常规指标、旋转粘度及低温蠕变性能进行了研究。研究结果表明，当对3种沥青进行紫外光老化后，老化前后的橡胶沥青的针入度最大，SBS 沥青的延度最大，而 Sasobit的软化点最高。SBS 沥青的粘度比和老化指数最大，而橡胶沥青的粘度比及老化指数最小。试验发现采用不同的评价指标得到的沥青抗老化性能也不一致。     

TLA/SBR复合改性沥青性能试验研究

为了改善特立尼达湖沥青(简称TLA)改性沥青低温抗裂性,提出用丁苯橡胶(SBR)对其改性,期望综合两种改性剂的优点。对不同掺量的TLA与SBR复合改性沥青进行了常规试验(针入度、软化点、延度、旋转粘度)、DSR试验、BBR试验,并测试了短期老化与长期老化后的残留针入度比,研究TLA与SBR掺量对高、低温性以及抗老化性能的影响。研究结果表明:①掺入SBR与TLA均能改善沥青的高温抗变形能力和感温性,对比TLA,SBR对沥青高温性能的改善效果更显著;②TLA对复合改性沥青的低温性能有不利影响,但掺入SBR可以抵消这种不利影响;③掺加5%~20%的TLA能改善复合改性沥青的抗老化性能,在此TLA掺量下,SBR也能改善沥青的抗老化性能。④综合高、低温性能和老化性能的表现,最佳掺量为20%的TLA+3%的SBR。     

温拌剂种类对沥青老化性能影响的研究

通过进行沥青旋转薄膜试验和不同时间的压力老化试验,对比分析了原样沥青、添加DAT和Sasobit的沥青老化性能。试验数据表明：加入DAT溶液的SBS改性沥青,粘度大幅度降低．但是对于基质沥青的影响不显著。经过不同时间压力老化．同未添加温拌剂的沥青老化性能相比,加入温拌剂的沥青降粘效果明显,软化点升高速率、针人度、延度的下降率都有所降低。综合老化后的沥青各指标来看,DAT溶液对沥青老化性能的改善要优于Sasobit温拌剂。     

重复再生沥青的性能研究

为研究重复再生沥青的再生规律及抗老化性能,测试了采用新沥青再生的重复再生沥青和再生剂再生的重复再生沥青的针入度、黏度、软化点和延度,同时对比测试新沥青、一次再生沥青和再生重复再生沥青在不同老化时间下的抗老化性能。研究结果表明:随着新沥青或再生剂掺量的增加,重复再生沥青的黏度和软化点逐渐降低,针入度和延度逐渐增加;采用再生剂再生的重复再生沥青的延度恢复效果明显优于采用新沥青再生的重复再生沥青;重复再生沥青的针入度对数、黏度对数和软化点与再生剂(或新沥青)掺量呈良好线性关系,满足再生方程;重复再生沥青的抗老化性能比新沥青、一次再生沥青都差。     

桥梁无缝伸缩缝沥青胶结料室内老化与离析试验分析

采用室内薄膜老化试验和离析试验开展了桥面无缝伸缩缝沥青胶结料的施工耐老化性和储存稳定性研究.试验结果表明,无缝伸缩缝沥青胶结料老化后质量损失小于1％,5℃延度和锥入度变化显著,可作为评价抗老化能力的关键指标.含填料的无缝伸缩缝沥青胶结料储存热稳定性较差,存在离析问题.现场长时间高温加热易导致沥青严重老化.     

紫外线吸收抗老化剂在沥青混合料中的应用

以纳米TiO2粉体作为紫外线吸收抗老化剂,研究TiO2对沥青及沥青混合料性能的改善。采用旋转薄膜加热试验模拟沥青短期热老化性能,用自行研发的紫外线老化环境箱,加速模拟沥青在自然环境下受紫外线照射老化的过程,对比分析了老化前后沥青及沥青混合料的性能。结果表明：老化后改性沥青的针人度、软化点和低温延度比基质沥青有较大的提高;浸水马歇尔试验得出改性沥青混合料的残留稳定度比基质沥青混合料提高了8％;紫外线老化后改性沥青混合料的稳定度比基质沥青提高了32％,马歇尔模数提高了31％,所以说明纳米TiO2对紫外线具有强吸收作用,能够有效地增强沥青抗紫外线光老化的能力。