老化对沥青性能的影响

沥青结合料的老化是影响沥青路面使用性能的一个重要因素 ,文中通过应用旋转薄膜烘箱 (RTFO)对沥青进行短期老化 ,然后再应用压力老化仪 (PAV)对经RTFO短期老化的沥青进行不同时间的老化。通过对经过不同程度老化的沥青进行常规三大指标试验和粘度试验 ,研究了老化对沥青结合料三大指标和粘度的影响规律。     

老化对沥青结合料三大指标的影响

沥青结合料的老化是影响沥青路面使用性能的一个重要因素，通过应用旋转薄膜烘箱(RTFO)对沥青进行短期老化，然后再应用压力老化仪(PAV)对经RTFO短期老化的沥青进行不同时间的老化。通过对经过不同程度老化的沥青进行常规的三大指标试验，研究了老化对沥青结合料三大指标的影响。     

老化对沥青结合料性能参数的影响

先用旋转薄膜烘箱(RTFO)对沥青结合料进行短期老化,然后用压力老化仪(PAV)进行不同时间的老化,得到具有不同老化程度的沥青结合料残留物;通过对这些沥青结合料残留物进行试验,研究了老化对沥青结合料各项性能的影响.结果表明,老化对沥青结合料的感温性能、低温抗裂性能、粘性和弹性性能等均有影响.     

沥青混合料老化模拟试验方法与验证研究

应用沥青针入度、布氏粘度和DSR频率扫描等试验方法,评价了SHRP沥青混合料短期老化(STOA)和长期老化模拟方法(LTOA)的老化程度,并与经过SHRP沥青胶结料的标准短期老化(RTFO)和长期老化(PAV)方法后的沥青胶结料性能进行了对比研究。发现LTOA老化与PAV老化两者的老化程度基本相近,而STOA老化程度则要比RTFO老化严重一些。结果表明在沥青混合料性能试验评价过程中充分考虑老化因素的影响是必要的。     

微胶囊化相变材料改性沥青结合料的老化行为

温度和化学成分是沥青结合料机械性能的控制参数。在极低温和高温下,沥青结合料可能分别遭受热裂和永久变形。相变材料(PCM)的使用可以为沥青结合料提供热能储存性能,以减少季节性和昼夜循环期间路面温度升高和降低的影响。本文对PCM改性的粘合剂进行表征,使用滚动薄膜烘箱(RTFO)和压力老化容器(PAV)装置进行老化模拟实验。采用动态扫描量热法(DSC)和动态剪切流变仪(DSR)分析了改性和未改性沥青结合料在不同老化条件下的热性能和流变性能。研究表明:PCM改性沥青结合料的熔化焓在老化时降低,PCM在沥青粘合剂中的存活取决于粘合剂的类型和所用的微胶囊。此外,由于在冷却过程中PCM结晶释放的热能,DSR测定的改性沥青结合料的流变性能得到改善。     

基于BBR与FT-IR的沥青胶结料低温性能与抗老化能力分析

为了评价几类沥青胶结料的低温性能和抗老化能力,分别对3种具有代表性的沥青胶结料(基质90#沥青、SBS改性沥青和A型温拌沥青)进行了旋转薄膜烘箱老化(RTFO)和压力老化(PAV)试验。并对老化后的胶结料进行了低温弯曲梁流变仪试验(BBR)和傅里叶红外光谱试验(FT-IR)。试验结果表明:沥青的老化对低温性能有直接的影响,而且温度的降低使这种影响更加显著。BBR试验从不同角度分析验证了SBS改性沥青具有相对最优的低温性能,而温拌沥青则相对较差。长期老化沥青FT-IR试验结论与BBR试验规律具有一致性,证明了微观层面揭示的分子官能团的变化规律与宏观层面显现的低温性能具有良好的对应关系。     

不同拌和温度对沥青结合料的耐久性影响研究

该文通过比较不同老化温度下沥青结合料的黏弹性参数,对温拌沥青降温过程对沥青结合料长期耐久性影响进行了研究。首先,通过旋转薄膜烘箱老化试验模拟70#基质沥青在3种不同温度下的短期老化过程,接着利用标准压力老化模拟其长期老化过程;其次,应用动态剪切流变仪的试验数据,拟合主曲线并计算交叉温度和Glover-Rowe参数;同时根据弯曲梁流变试验的结果,比较ΔTc指标(蠕变劲度临界温度与蠕变速率临界温度之差)的差别。结果表明:当降温幅度达到40℃时,能够显著提升沥青结合料的长期耐久性。     

纳米碳酸钙对道路石油沥青流变特性的影响

该文评估了纳米碳酸钙作为改性剂,对沥青的流变特性的影响。采用旋转薄膜烘箱(RTFO)和压力老化容器(PAV)分别模拟沥青的短期和长期老化。利用布氏旋转黏度(RV),动态剪切流变仪(DSR)和弯曲梁流变仪(BBR)测试了纳米碳酸钙加入量对沥青流变性能的影响。采用多重应力蠕变回复试验(MSCR)对纳米碳酸钙改性沥青结合料高温抗车辙性能进行研究,并采用线性振幅扫描(LAS)试验对纳米碳酸钙改性沥青的疲劳寿命进行了分析。黏度测试结果表明:由于纳米碳酸钙的硬化效应,使得沥青的黏度增大;DSR和BBR试验结果表明:纳米碳酸钙能够提高沥青的高温抗车辙性能,而对沥青的低温性能影响不大;MSCR结果表明:纳米碳酸钙改善了沥青的弹性恢复性能、降低了不可恢复变形;LAS试验结果表明:添加纳米碳酸钙后,沥青的抗疲劳性能有所降低。     

温拌沥青混合料及其结合料短期老化后的水敏感性

为了探究温拌沥青混合料(WMA)及其结合料短期老化后的水稳定性,制备了Evotherm温拌沥青混合料(Evotherm-WMA),并将其放置于烘箱中进行3种时间(2,4,8 h)与温度(112℃、129℃、146℃)组合条件下的短期老化。采用浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验研究了Evotherm-WMA经过不同条件老化后的水稳定性;同时,采用躺滴法检测了经过短期老化后的Evotherm-WMA中提取的沥青结合料与3种测试液体的接触角,得到了老化沥青结合料的表面能。结果表明:EvothermWMA成型初期的水稳定性比热拌沥青混合料(HMA)差;经过一定的老化时间与老化温度后的Evotherm-WMA的水稳定性可以达到或超过HMA;Evotherm温拌沥青结合料的表面能随着老化时间与温度的增加而增加;Evotherm-WMA的浸水马歇尔残留稳定度与其结合料的表面能有较强的线性相关性。     

温拌剂种类及掺量对沥青性能的影响研究

为研究温拌剂种类及掺量对沥青性能的影响,通过在沥青中添加不同种类不同掺量的温拌剂制备温拌沥青胶结料,并对温拌沥青胶结料进行不同程度的老化处理:旋转薄膜烘箱老化(RTFO)和压力箱老化(PAV)。采用布氏旋转黏度试验比较其降黏效果、采用沥青高温分级(HTPG)试验比较其高温抗车辙能力、采用沥青中温分级(ITPG)试验比较其抗疲劳性能,采用扩展弯曲梁流变试验(Ex-BBR)比较其低温抗裂性能、采用双边缺口拉伸试验(DENT)比较其抗延性断裂性能。结果表明:所选用的两类温拌剂均具有较好的降黏效果,能满足施工要求,温拌剂A能显著增强温拌沥青的高温抗车辙性能,对沥青的抗疲劳性能、低温抗裂性能略微不利,但对沥青的抗延性断裂性能有减弱效果;温拌剂B对此类沥青的性能影响仅在低温抗裂性能上体现出微小减弱效果。     

短期老化对聚合物改性沥青流变学特性的影响

为了探究短期老化作用对聚合物改性沥青的流变性能产生的影响,利用扫描电子显微镜(SEM)、动态剪切流变试验(DSR)、重复蠕变恢复试验(RCRT),从宏观与微观角度对短期老化前后的橡胶粉改性沥青和SBS改性沥青四种沥青试样进行沥青微观结构以及高温流变性指标评价。SEM试验结果表明短期老化作用使沥青的组分和改性剂结构发生改变而导致沥青与改性剂结合情况变差,沥青变硬;通过DSR与RCRT试验结果可知无论老化前后在不同温度及频率下橡胶粉改性沥青均较SBS改性沥青具有较强的抗变形能力,且短期老化对SBS改性沥青产生的影响要大于橡胶粉改性沥青。     

老化对沥青结合料高温性能的影响

沥青路面的高温流动变形问题是世界各国普遍关注的路面损坏形式之一。老化是影响沥青路面使用性能的一个重要因素。通过对不同老化程度的沥青结合料进行系统试验,探讨了老化对沥青结合料高温性能的影响。     

寒冷地区沥青混合料老化后的低温弯曲特性分析

沥青混合料在施工与使用过程中必然受到老化影响,导致其使用性能衰变。通过短期热老化和长期热老化后的沥青混合料低温弯曲蠕变和弯曲试验,分析了老化过程、沥青种类、沥青用量、矿料级配等对寒冷地区沥青混合料低温弯曲特性的影响。试验得出,短期老化对沥青混合料低温弯曲特性的影响明显,沥青种类、沥青用量和矿料级配的影响程度与新拌混合料有所不同。结果表明,寒冷地区沥青混合料设计中应考虑老化对混合料低温弯曲特性的影响,可以用短期老化后的0℃弯曲蠕变试验评价混合料老化后的低温抗裂性能。     

聚合物改性沥青再生结合料微观分析

聚合物改性沥青混合料的回收再利用,对节约能源和保护环境具有重要意义。通过高压搅拌法从废旧混合料中提取沥青结合料,对比再生改性沥青(RPMAC)与室内老化改性沥青特性之间的差异,分别将现场与室内两种老化结合料按不同比例加入新制改性沥青(PMAC)中,通过傅立叶光谱试验(Fourier Transform Infrared,FTIR)分析聚合物改性对沥青氧化老化的影响;用凝胶渗透色谱试验(Gel Permeation Chromatograph,GPC)分析长期老化过程中沥青组分分子量的变化情况;用差示扫描量热试验(Differential Scanning Calorimet-ric,DSC)分析不同沥青蜡含量的差异。试验结果表明:加入再生改性沥青会增加沥青结合料的粘度,提高混合料的抗车辙性能,同时也会降低混合料的疲劳耐久性。     

短期老化对聚合物改性沥青流变性能的影响

针对内蒙古地区改性沥青应用特点,为研究短期老化作用对两种聚合物改性沥青:橡胶粉改性沥青(CR)、SBS改性沥青流变性的影响,利用动态剪切流变仪(DSR)分别对两种沥青原样及经旋转薄膜烘箱老化(RTFOT)后的沥青试样进行动态剪切试验和重复蠕变恢复试验,通过对流变参数复合模量G*、相位角δ、以及动力粘度η的分析,研究了两种聚合物改性沥青的流变学特性;并利用扫描电子显微镜对各沥青试样的微观结构形态进行观察,从微观角度揭示了不同沥青性能存在差异的原因。结果表明:短期老化作用使沥青变得硬脆,且可以提高改性沥青的高温抗变形能力和变形恢复能力;短期老化作用对SBS改性沥青的影响较对CR改性沥青大;短期老化使沥青的抵抗流体流动的能力增强。     

生物改性沥青老化过程中的流变性能研究

为探究基于动物排泄物的生物结合料对石油沥青老化过程中流变性能的影响,采用无氧环境下高温加压的热处理方法(380℃、10.3 MPa)从猪粪中提炼生物质重油,并制备生物沥青共混物,通过布氏旋转粘度(RV)试验、动态剪切流变(DSR)试验及弯曲梁流变(BBR)试验进行不同老化条件下的流变性能综合评价,并利用傅里叶红外光谱(FTIR)技术,对比分析了生物改性前后沥青老化过程中的化学组分变化。结果表明:老化前后的生物改性沥青的粘度均低于其对应石油沥青;各老化条件下,生物改性后的沥青相位角δ和复数剪切模量G*均减小,表明生物重油可提高沥青结合料的弹性,而降低其刚性;生物结合料能有效提高沥青的抗温缩开裂性能;此外,掺入生物结合料后沥青的化学组分并无明显变化,但其抗老化性能有所增强。     

SBS改性沥青老化后的流变特性

为了评价老化对SBS改性沥青流变特性,对基质沥青、SBS改性剂质量掺量分别为3%和6%的改性沥青进行旋转薄膜加热试验(RTFO)和不同时间(5h、16h、50h)的压力老化试验(PAV),对3种沥青的原样、不同老化状态的样品进行常规试验(针入度、延度、软化点)和不同温度条件下的动态剪切流变试验。试验结果表明:常规指标只能显著反映沥青前期阶段的老化性能,粘弹性指标能够反映各老化阶段沥青的性能,更适合评价沥青的老化特性;基质沥青老化表现出硬化的特性,PAV老化50h后的SBS改性沥青老化由于SBS改性剂的裂解和断裂,表现出软化的特性;SBS改性剂使得沥青储能模量随温度和老化程度的影响变小,改善了沥青的感温性能、耐老化性能;老化时间越长基质沥青高温性能越好,而SBS改性沥青在老化16h后高温性能降低。     

温拌剂对生物沥青结合料高温流变性能的影响

为研究温拌剂对生物沥青结合料高温流变性能的影响,以生物沥青结合料和温拌剂为研究对象,对掺加了温拌剂的生物沥青结合料分别进行动态剪切流变试验(DSR)和多应力重复蠕变恢复试验(MSCR),以复数模量G*、相位角δ、车辙因子G*/sinδ、恢复率R和不可恢复蠕变柔量Jnr为评价指标,研究了2种温拌剂类型(质量比为2%的Sasobit和质量比为0.35%Rediset)、3种生物质重油掺量(质量比分别为5%,15%,25%)对生物沥青结合料高温流变性能的影响。研究结果表明,未老化的生物沥青结合料抗车辙性能随着生物质重油掺量的增加而降低,黏性成分亦随着生物质重油掺量增加而减小,短期老化后生物沥青结合料抗车辙性能随着生物质重油掺量的增加而增大,弹性成分比例明显增大。Sasobit温拌剂的加入能够降低生物沥青结合料的黏性行为,增强延迟弹性,提高生物沥青结合料的高温抗车辙性能。加入Sasobit使得生物沥青的复数模量G*和车辙因子G*/sinδ值提高超过100%,不可恢复蠕变柔量Jnr值降低大于60%。Rediset温拌剂可以降低生物沥青结合料的高温老化速度,对生物沥青结合料的老化有较强的抑制作用。具有抗老化的优势,其温度敏感性比Sasobit温拌剂要低。Sasobit和Rediset温拌剂均可以提高生物沥青应力敏感性,使生物沥青在高应力水平下的黏弹性更加显著。     

基于纳米力学和官能团的沥青老化微观机理

采用原子力显微镜(Atomic Force Microscopy,AFM)技术来探索沥青老化规律,同时与传统的研究沥青老化方法傅里叶变换红外光谱(Fourier Transform infrared spectroscopy,FTIR)的研究结果进行比较。分别测试了基质沥青和SBS改性沥青在原状(未老化)、RTFO老化后和PAV老化后的微观力学特性及其官能团化学特性。结果表明,沥青的老化程度越高,"蜂状结构"发育越好,平均面积和最大面积越大。沥青试样内至少存在3个不同的微区具有不同的黏附力,其中"蜂状结构"相黏附力最低。老化影响沥青的纳米力学性能,提高沥青黏附力大小分布的均匀性,不同老化程度的SBS改性沥青的黏附力均大于基质沥青。老化引起沥青羰基和亚砜基等含氧官能团含量增加,丁二烯基含量减小。沥青老化后微观力学的变化与官能团的变化有良好关系。     

南疆沙漠地区沥青结合料老化规律及力学性能衰变规律研究

结合南疆沙漠地区特殊的气候特征,进行该地区沥青结合料特殊的老化规律及沥青结合料力学性能衰变规律的研究工作.基于南疆沙漠地区不同服役阶段旧沥青混合料,通过混合料抽提试验回收该地区不同服役阶段沥青结合料中的旧沥青,采用沥青4组分测试技术对不同服役阶段的沥青进行组分分离测试,确定南疆沙漠地区沥青老化规律.采用差示扫描量热法(...