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。     

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。     

临界老化时间及最佳再生剂用量的确定

对原样沥青进行不同时间的老化,测试其在不同老化时间性能指标的变化,利用残留针入度比、残留粘度比、残留延度比和软化点增量等老化指标来分析沥青的老化趋势,确定出了沥青的临界老化时间。同时,针对不同老化程度的沥青,添加不同剂量的再生剂,分析再生剂用量对沥青性能的影响,提出确定最佳再生剂用量的方法。     

湿度对沥青胶结料老化性能的影响研究

为研究湿度对沥青老化性能的影响,对经过湿度条件处理后的70#道路石油沥青和SBS改性沥青进行室内老化试验,分析不同湿度条件对沥青胶结料老化前后的复数模量和相位角、蠕变劲度S以及老化后的疲劳因子等指标的影响。结果表明:湿度对两种沥青胶结料均产生了一定程度的不利影响,相比之下,SBS改性沥青胶结料对湿度影响的反应较小,在高湿环境下推荐使用SBS改性沥青。     

基于Superpave设计方法的橡胶沥青混合料老化特征研究

通过模拟施工过程中橡胶沥青及橡胶沥青混合料短期热老化,并对橡胶沥青混合料经短期老化后的体积指标与性能指标进行分析研究,从而确定橡胶沥青混合料的短期老化特征。研究结果表明:橡胶沥青经163℃烘箱加热老化后,其相对密度与177℃粘度随着老化时间延长逐渐增大;橡胶沥青混合料经163℃烘箱短期老化后体积指标出现明显变化,空隙率变大,沥青饱和度降低,并导致混合料的水稳性与低温性能下降,高温性能提升。     

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。     

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。     

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。     

沥青结合料紫外老化机理

为了解决现有沥青结合料路用性能评价体系中,未考虑紫外线辐射对沥青的加速老化作用问题,对热老化和紫外老化后的5种沥青进行了对比试验、DSR和BBR试验以及红外光谱分析.试验结果表明:沥青对热老化和紫外线辐射的敏感度不同,2种老化后三大指标的排序并不一致;紫外老化和热老化对沥青的影响不相同,紫外老化后沥青的流变特性变化更为显著;沥青抗紫外老化性能不同的内在原因是老化反应程度不同,胶质和芳香分是影响沥青紫外老化的主要因素.因此,沥青的热老化评价结果不能反映其抗紫外老化性能的高低,在紫外线辐射强烈的西部地区开展紫外老化研究具有重要意义.     

基质沥青RTFOT与TFOT两种老化方式的对比分析

对50#、70#和90#三种不同标号基质沥青进行旋转薄膜烘箱(RTFOT)与薄膜烘箱(TFOT)老化,得到老化残留物分别与原样沥青在软化点、针入度、粘度和车辙因子等各项指标上进行对比分析。结果表明:两种老化方式对50#和70#沥青的老化效果相当,规范中认为RTFOT和TFOT两种老化方式可以互相取代的观点是正确的。对于90#沥青,由于通过两种老化方式后的沥青残留物与原样沥青性能上的非同一性,认为两种老化方式对90#沥青的老化程度是不同的,是否可以替代需要做进一步研究。     

沥青强紫外线光老化性能分析

利用自制的人工强紫外线光源环境箱对各种沥青进行了强紫外线光老化试验，研究了强紫外线辐射对沥青性能的影响，发现强紫外线光可以造成沥青非常严重的老化。根据光老化前后沥青性能的测试结果，对比分析了炭黑、丁苯橡胶、防老化剂AW和BLE等不同添加剂及其不同掺量对提高沥青抗紫外线光老化性能的作用。试验结果表明，丁苯橡胶能够非常有效地增强沥青抗强紫外线光老化的能力，为中国西北部强紫外线地区有效防治沥青路面光老化提供了参考依据。     

硬质沥青混合料抗老化性能研究

为进一步了解硬质沥青混合料的抗老化性能,采用美国SHRP的沥青混合料老化试验方法,对采用硬质沥青AH-30、SBS改性、一般重交沥青AH-70为粘结料的沥青混合料分别进行了试验室模拟老化。分析采用不同粘结料的沥青混合料老化前后高稳定性、水稳定性、劈裂强度的变化情况。试验结果表明,AH-30硬质沥青混合料老化后的高温稳定性、劈裂强度、水稳定性都最好,且性能稳定。     

SBS物理改性沥青与化学改性沥青性能对比研究

国内外对SBS物理改性沥青和化学改性沥青性能对比还未有深入研究。为此,对SBS物理改性沥青和化学改性沥青的性能采用常规与非常规(美国SHRP)的试验方法进行了较为系统地研究,进而对物理改性沥青和化学改性沥青的感温性能、高温稳定性、低温抗裂性以及抗老化性能进行了对比分析。同时,通过沥青混合料的试验,对两种改性沥青的路用性能进行比较,并且结合实际工程铺筑试验路对室内试验的结果进行验证。结果表明,SBS化学改性沥青的性能更为优越,是一种值得推广的路用材料。     

橡胶沥青性能试验及影响因素分析

针对橡胶沥青的路用性能及其影响因素,通过室内试验研究了胶粉类型、胶粉掺量、基质沥青类型、拌和温度等对橡胶沥青高温、低温和抗老化性能等的影响。试验结果表明：添加胶粉后,沥青的高温、低温及抗疲劳性能均有不同程度的改善。其中,20目胶粉改性沥青的高温性能优于40目和360目胶粉改性沥青,三者低温以及抗疲劳性能比较接近;对于中海油（泰州）AH-70基质沥青而言,当采用20目货车轮胎胶粉改性时,最佳掺量为16％～18％．     

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。     

温度对沥青结合料老化性能的影响分析

为研究不同温度对基质及SBS改性沥青老化性能的影响,通过对AH—90#基质沥青和SBS改性沥青按照常规的试验方法在不同温度下拌和成型试件,进而对其抽提、蒸馏测试回收沥青的各项性能指标。试验结果表明：随着沥青混合料拌和温度的升高,其沥青的老化程度也随着增加,且当温度增加到一定温度时（AH—90#,155℃;SBS改性沥青,165℃）沥青的老化开始急剧增加;在相同的温度下SBS改性沥青的老化程度均比基质沥青要小,说明SBS改性沥青的抗老化性能优于AH—90#基质沥青。     

光热耦合作用对SBS改性沥青及其混合料的性能影响研究

对3种沥青（基质沥青、橡胶粉改性沥青以及SBS改性沥青）及其混合料在不同光热耦合条件下的性能进行试验研究,评价SBS改性沥青混合料的抗光热老化性能。结果表明:SBS改性沥青的抗光热耦合老化的性能优于橡胶沥青以及基质沥青;3种沥青混合料的性能随着耦合老化时间的增长而降低,尤其是在5天老化后,沥青混合料的性能出现急剧下降;综合沥青混合料路用性能试验结果发现,SBS改性沥青混合料的抗老化性能明显优于橡胶沥青以及基质沥青。     

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。     

结合料性质与应力吸收层沥青混合料疲劳性能相关性研究

为探讨结合料性质与应力吸收层沥青混合料性能之间的相关关系,该文分别对六种不同沥青及其对应混合料所作的试验研究进行了分析。结果表明,结合料性质对应力吸收层沥青混合料疲劳性能存在显著影响。其中,60℃粘度、软化点及针入度三项指标与应力吸收层混合料疲劳性能之间存在较好的相关性,可作为选择应力吸收层用沥青结合料的关键指标。     

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。