沥青老化性能评价方法

为了分析旋转薄膜烘箱试验(RTFOT)评价沥青结合料整体老化性能的合理性,以及长期老化与短期老化试验结果之间的关系,采用组分试验、常规指标以及Superpave指标对沥青经短期老化试验(RTFOT)和长期老化试验(PAV)的样品进行了试验研究。结果表明长期老化后沥青样品的组分变化规律与短期老化不一致,物理指标增减幅度不同,但如按指标评价沥青的抗老化特性,两种不同老化方式的沥青优劣排序基本一致,这说明虽然短期老化不能全面反映沥青的抗老化特性,但在目前情况下作为沥青的优选方法是可行的。     

掺配植物沥青的混合沥青老化性能试验研究

为对掺配不同比例植物沥青的混合沥青的老化性能进行比较,分别采用植物沥青掺配比例在0~20%间的混合沥青进行旋转薄膜加热试验、压力老化试验,并进行初期老化和长期老化试验分析,对针入度、软化点等技术指标进行对比。试验结果表明:植物沥青的加入有效改善了沥青的针入度值,且软化点在15%掺量时最佳;RTFOT(旋转薄膜加热试验)、RTFOT+PAV(压力老化试验)后,在相同试验条件下,针入度均呈现不断增大的变化规律,软化点变化规律不明显。RTFOT 后针入度与 RTFOT 前针入度比值均大于 60%;RTFOT+PAV后,当植物沥青掺配比例超过10%,混合沥青RTFOT+PAV后与RTFOT+PAV前比值均超过30%;RTFOT+PAV作用下,混合沥青软化点增量变化不显著,说明植物沥青的加入对沥青长期老化性能软化点的影响不大。     

不同老化条件对沥青性能的影响

沥青老化是影响沥青路面使用性能的重要因素。沥青老化与时间、光照及温度等因素有密切关系,该文采用室内薄膜烘箱试验（TFOT）、旋转薄膜烘箱试验（RTFOT）以及压力老化试验（PAV）来模拟沥青的短期老化和长期老化。通过旋转粘度试验（Brookfield）、动态剪切试验（DSR）、低温弯曲流变梁试验（BBR）得到了不同老化条件下沥青的高温黏度、G^＊/Sinδ指标及低温性能的变化规律。     

不同老化条件下纳米材料复配胶粉改性沥青的流变特性

通过短期老化(RTFOT)、长期老化(PAV)、紫外老化(UV)3种老化方式,采用多重应力蠕变恢复(MSCR)和弯曲梁流变(BBR)等试验,研究纳米二氧化硅(Nano-SiO2)、纳米二氧化钛(Nano-TiO2)、纳米氧化锌(Nano-ZnO)单一改性及复配胶粉改性沥青在不同老化状态下的高低温流变特性,最后通过DMA试验分析了纳米材料复配胶粉改性沥青的玻璃态转变温度.结果表明:纳米材料复配胶粉改性对沥青的高低温流变性能及抗高低温老化特性改善优于SBS改性;经过RTFOT、PAV、UV老化后,3种纳米材料复配胶粉改性沥青中Nano-TiO2/橡胶复配方案的不可恢复蠕变柔量、劲度模量及玻璃态转变温度Tgc和Tgs变化幅度最小,其抗紫外线老化和抗热氧化性能更强;不同老化条件下沥青的玻璃态转变温度Tgc和Tgs均与劲度模量之间呈线性相关,通过损伤曲线得到玻璃态转变温度Tgs与劲度模量的相关性更好,Tgs能更有效评价不同老化状态下纳米材料复配胶粉改性沥青的低温性能.     

新疆地区常用沥青短期老化低温性能的评价

以新疆地区4种常用沥青为例,应用BBR试验仪器,通过对RTFOT试验前后沥青低温性能指标的对比分析,得出4种沥青短期老化前后低温性能的排序,及改性沥青对短期老化的敏感性大于基质沥青,且短期老化对沥青松弛性能的影响大于对沥青劲度的影响。     

老化沥青胶结料的疲劳特性研究

采用动态剪切流变仪(DSR)研究了短期老化与长期老化的沥青胶结料在应变模式,应力模式下的抗疲劳性能.实验中,采用了旋转薄膜烘箱实验(RTFOT)及压力老化(PAV)来模拟沥青胶结料的短期及长期老化.沥青胶结料的应变疲劳实验中选取1.0％,1.5％,2.0％以及2.5％四个应变值,应力疲劳实验中选取了0.25,0.35,0.45,0.55 MPa 4个应力值.实验结果表明,采用应变疲劳实验能够区别老化对沥青抗疲劳性能的影响,而应力疲劳并不能很好的显示老化对沥青抗疲劳性能的影响.因此,应变模式下的疲劳实验更适合用来评价老化沥青胶结料的抗疲劳性能.     

氧化石墨烯复配多聚磷酸改性沥青流变特性及抗热氧老化性能

采用动态剪切流变(DSR)、多重应力蠕变恢复(MSCR)及弯曲梁流变(BBR)试验,研究了掺加氧化石墨烯(GO)、多聚磷酸(PPA)及其复配改性沥青老化前后的流变特性与抗热氧老化性能,并通过凝胶渗透色谱(GPC)分析了沥青不同热氧老化状态下的分子量。结果表明：掺加氧化石墨烯、PPA能显著改善沥青的高温抗变形能力和弹性变形恢复能力,与SBS改性沥青相比,氧化石墨烯复配PPA改性沥青老化前后的抗车辙因子更大,不可恢复蠕变柔量更小,且老化前后各项指标变化幅度更小,其高温抗变形能力、弹性恢复性能及抗高温热氧老化性能优于SBS、SBR改性沥青;通过氧化石墨烯复配PPA显著降低了老化前后沥青的劲度模量及老化后劲度模量的增幅,有效改善了沥青的低温抗变形能力及抗低温老化性能,其低温抗裂性能与SBR改性沥青相当;老化前后氧化石墨烯复配PPA改性沥青不同分子量的分布区域更窄,RTFOT、PAV老化后,氧化石墨烯复配PPA改性沥青的分子量(M_w、M_n)及分散系数d的变化幅度相较于SBS、SBR改性均更小,其抗热氧老化稳定性更强。     

老化对两种温拌沥青低温性能及抗疲劳性能的影响

为研究老化对温拌沥青低温性能的影响,分别对70#沥青、泡沫温拌70#沥青、橡胶沥青、温拌橡胶沥青在未老化、短期老化、长期老化三个阶段的低温性能和疲劳性能进行测试。试验结果表明:老化使得70#道路石油沥青和泡沫温拌70#道路石油沥青的低温性能逐渐变差,使温拌橡胶沥青和橡胶沥青的低温性能略有改善。并且老化对泡沫温拌70#道路石油沥青的低温性能影响最大,对温拌橡胶沥青低温性能的影响最小。泡沫温拌技术可以提高沥青的抗疲劳性能,而温拌剂的加入会降低橡胶沥青的抗疲劳性能。     

老化对温拌沥青结合料高温性能的影响

为研究老化对温拌沥青流变性能的影响,分别对70#沥青、泡沫温拌70#沥青、橡胶沥青、温拌橡胶沥青在未老化、短期老化、长期老化三个阶段的高温性能进行测试。试验结果表明:温拌沥青粘度的长期老化指数大于短期老化指数,短期老化在沥青结合料的整个老化过程中所占比例约在60%~90%,经过短期老化及长期老化后,温拌沥青的高温性能得到提高。温拌技术会降低沥青的抗老化性能,并且老化对泡沫温拌沥青高温性能的影响较大。     

Sasobit温拌排水沥青混合料老化性能

为了分析Sasobit温拌排水沥青混合料老化后性能,以热拌OGFC-13沥青混合料、温拌OGFC-13沥青混合料、掺加5%Na Cl的温拌OGFC-13沥青混合料为研究对象,分别在未老化、短期老化、长期老化的条件下,采用室内实验对沥青混合料路用性能进行对比研究.实验结果表明:老化后的混合料高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性较未老化时均降低,长期老化的影响最显著,其中对低温抗裂性能影响最大;长期老化后,Na Cl掺量为5%的沥青混合料低温抗裂性较未掺加Na Cl时大幅度下降,说明5%掺量的Na Cl对长期老化后沥青混合料的低温指标有负面影响.     

老化温度对沥青结合料流变性能的影响研究

在实验室中不同温度下,采用压力老化容器(PAV),对四种沥青进行了不同时间的老化,对这些老化沥青的流变性能进行对比研究。结果表明:不同来源的相同PG分级的沥青在长期老化后,其流变性能存在显著差异;沥青具有不同的老化流变模式,与老化温度有关。     

SBS改性沥青混合料耐老化性能研究

SBS改性剂对沥青混合料性能的提升已毋庸置疑,但是不同类型的SBS对沥青混合料的性能影响水平不相同,采用不同型号的SBS改性剂和不同的掺量,对SK-90基质沥青进行改性,先后经过试验室内短期老化和长期老化,对各阶段的混合料试件分别进行动稳定度试验和低温弯曲试验。验证了线型SBS和星型SBS改性剂沥青混合料老化后的高温性能相近,而在老化后的低温性能方面,星型SBS改性沥青混合料是优于线型SBS改性沥青混合料的。     

高模量剂对沥青混合料抗老化性能的影响研究

为了研究高模量剂对沥青混合料抗老化性能的影响,通过试验,研究了高模量剂掺量对沥青混合料短期老化和长期老化后水稳定性和低温抗裂性能的影响,并与未经老化的沥青混合料作对比。试验结果表明,高模量剂的加入能大幅改善沥青混合料经短期老化和长期老化后的水稳定性和低温抗裂性,且在一定范围内增大高模量剂掺量能显著提高沥青混合料的抗老化性能,而超过一定值后再增加高模量剂掺量反而会使沥青混合料的抗老化性能降低,综合考虑高模量剂掺量不宜大于0.6%。     

SBS改性沥青抗裂特性的SHRP试验研究

为了探求SBS改性沥青的抗疲劳性能和低温抗裂性能,以三种常用的国产沥青为基质沥青,SBS为改性剂,通过选择合适的工艺条件,制备得到成品SBS改性沥青.运用SHRP试验方法中的动态剪切流变仪(DSR)、弯曲梁流变仪(BBR)分别对三种SBS改性沥青的RTFO PAV残留物的流变特性进行了试验研究,结果表明:在较宽的温度域范围内,经RTFO PAV老化的SBS改性沥青试样的复数剪切模量G 、相位角δ、疲劳开裂因子G Sinδ、低温蠕变劲度S及蠕变速率m值与试验温度T之间存在着良好的相关性.     

SBS改性沥青抗裂特性的SHRP试验研究

为了探求SBS改性沥青的抗疲劳性能和低温抗裂性能，以三种常用的国产沥青为基质沥青，SBS为改性剂，通过选择合适的工艺条件，制备得到成品SBS改性沥青．运用SHRP试验方法中的动态剪切流变仪(DSR)、弯曲梁流变仪(BBR)分别对三种SBS改性沥青的RTFO/PAV残留物的流变特性进行了试验研究，结果表明：在较宽的温度域范围内，经RTFO／PAV老化的SBS改性沥青试样的复数剪切模量G^*、相位角δ、疲劳开裂因子G^* Sinδ、低温蠕变劲度S及蠕变速率m值与试验温度T之间存在着良好的相关性。     

低黏油与SBS复合改性沥青流变性能研究

为了进一步提升聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯（SBS）改性沥青的中温疲劳和低温抗开裂性能，将适量低黏度的大豆油（Bio-oil）和废机油（WEO）加入到SBS和基质沥青中制备成低黏油/SBS复合改性沥青。用旋转薄膜老化烘箱（FTRO）和压力老化容器（PAV）试验来模拟各改性沥青样品短期和长期老化。通过采用多应力蠕变松弛（MSCR）、线性振幅扫描（LAS）和弯曲梁流变仪（BBR）试验分别从高-中-低温性能的角度来表征复合改性沥青的流变性能。试验结果表明，两类低黏油均能有效地提升SBS改性沥青的中温疲劳性能和低温开裂性能，而MSCR结果显示高温性能受到了一定负面影响。总的来说，与WEO相比，Bio-oil的改性效率较高，即同等的性能提升前提下，所需Bio-oil掺量较低。     

彩色沥青的制备及其路用性能研究

通过引入一种"临界胶凝材料"-聚合物B,制备了一种新型彩色沥青结合料,采用沥青常用三大指标及粘度试验评价彩色沥青结合料的性能,确定彩色沥青结合料中各组分的最佳配比,并对比市售彩色沥青产品对彩色沥青结合料的高温性能、低温性能及老化性能进行评价。在此基础上,对比市售同类产品对彩色沥青混合料的路用性能进行试验评价。试验表明,制备的彩色沥青结合料的混合料各项性能均表现优良。     

聚氨酯改性沥青改性机理和性能

为了解决聚合物改性沥青储存稳定性差、易离析、易老化等问题, 利用聚氨酯(PU) 对沥青进行化学改性; 制备了PU改性沥青, 采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、动态热机械分析(DMA) 和差示扫描量热法(DSC) 试验研究了PU改性沥青的改性机理, 采用Brookfield旋转黏度试验、动态剪切流变(DSR) 试验、低温弯曲梁流变(BBR) 试验、旋转薄膜烘箱加热试验(RTFOT) 和紫外老化试验等评价了PU改性沥青、SBS改性沥青和70#基质沥青的性能。研究结果表明: 圆盘锯齿式搅拌器可以很好地暴露沥青中的活性基团, 使PU达到较好的改性效果; PU改性沥青中主要存在2种反应, 一是异氰酸酯与多元醇之间反应生成氨基甲酸酯, 二是异氰酸酯与沥青质中的芳香族化合物之间发生加成反应; PU改性沥青的高温布氏黏度高于同温度下的SBS改性沥青, 且64℃时的抗车辙因子是SBS改性沥青的6倍左右, 说明其高温性能非常优异; PU改性沥青RTFOT前后针入度比达到了85%, 软化点变化幅度为0.5℃, 说明其抗热氧老化性能非常优异; 在紫外老化试验中, PU改性沥青软化点和针入度变化范围分别为1℃~4℃和0.1~0.3 mm, 说明其抗紫外老化性能非常优异。      

Evotherm温拌剂对橡胶沥青老化性能的影响研究

橡胶沥青具有高粘度的特点,而温拌剂改善了沥青混合料的施工和易性,实则是降低了沥青混合料的同温度粘度。关于温拌剂的加入是否会对橡胶沥青的老化性能产生影响,目前研究较少。通过室内短期老化模拟、长期老化模拟以及老化性能评价,分析Evotherm温拌剂的掺加及其剂量对橡胶沥青老化后的高温粘度、车辙因子（G＊/sinδ）及蠕变劲度S等性能指标的影响,结果表明：Evotherm温拌剂没有改善橡胶沥青在拌合和施工阶段的抗老化性能的能力;老化指数（AIPAV,AIRTFO）随Evotherm温拌剂剂量的增加而减少;老化使得添加温拌剂的橡胶沥青的低温抗裂性能有一定程度的提高;综合考虑施工高温下的老化和使用过程中的长期老化,建议选择12%Evotherm的剂量。     

TLA／SBS复合改性沥青胶结料的抗老化性能

对TLA／SBS复合改性沥青进行了RTOFT短期老化、PAV热老化及UV紫外老化试验．采用常规沥青试验和DSR试验对老化后沥青胶结料进行了相关性能试验,并与对照组SBS改性沥青进行了对比分析．试验结果表明：TLA／SBS复合改性沥青在经历不同老化后,其软化点和粘度上升,针入度下降,复数剪切模量上升,相位角下降．与SBS改性沥青相比,TLA／SBS复合改性沥青各项性能指标变化幅度相对较低．DSR温度扫描试验结果表明：TLA的加入能提高SBS沥青的抵抗热老化和紫外老化的能力,TLA／SBS复合改性沥青具有更强的抗老化性能．