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沥青老化方式及时间对沥青性能的影响
图 "! 壳牌 $% & 老化方式下粘度比较
图 $! 23453 老化 .’ * ! $ " +,- ! 对比
图 ’! 改性壳牌 $% & 沥青老化粘度比较
图 )! 沥青 /01 老化 .’ * ! $ " +,- ! 对比
图 (! 壳牌 $% & () * 不同老化方式 ! $ " +,- !
图 6! 沥青 2 7 / 老化 .’ * ! $ " +,- ! 对比
时间在很大程度上决定了沥青的性能变化, 在 沥青发生老化的过程中不可缺少。分析沥青样品在 不同老化 时 间 时 不 同 旋 转 速 度 时 的 性 能 变 化, 图 #! 、 图 #4 分别是对壳牌 1$ 2 在 #$$ + , $5 4 678、 *5 4
图 #$" 沥青 %&’(& 老化 ) #* + ! 值对比
图 "< E*6 老化 &!A H A$ IJK 粘度对比
文献标识码: B
!" 老化方式对沥青性能的影响
不同的老化方式会对沥青会结合料产生一定的 影响, 影响的程度如何, 对于采用的老化模拟方式是 否合理, 需要对沥青的相应指标进行验证。图 & 、 图 " 为 # 种沥青在 &!A H 、 A$ IJK 时, C/D,/ 和 E*6 这 " 种老化方式下粘度随老化时间的变化曲线。可以 看出, # 种沥青 &!A H 时的粘度有明显差别, 处于不 同的老化水平, 随老化时间的增加, 粘度值有所增 加, 增加速度也有所差异, 从此可以判断出沥青品种
图 03! ’()*( / +,- 沥青不同老化时间 ! $ " $%& ! 变化 图 01! ’()*( 不同老化时间 ! $ " $%& ! 变化
律基本吻合, 但是不同的老化方式, ! $ " $%& ! 的变 化幅度并不一致, ’()*( 老化开始增长比较快, 但 随后逐渐平缓; 而 +,- 老化则是开始增长也比较 快, 随着老化时间的延长, 增长幅度更大; ’()*( / +,- 老化随老化时间的增长, 一直表现出比较高的 增长趋势; 可见短期老化和长期老化机理比较一致, 它们只是随着老化的深入对沥青影响程度不同。 但是, 沥青低温性能随老化时间的变化却呈现 不同的特点。表 0 为 4 种沥青在不同老化阶段 5 1 6 和 5 03 6 时的低温劲度 # 以及蠕变速率 $ 值。 其低温劲度曲线见图 07 、 图 #8 。蠕变速率 $ 值的
图 ##" 沥青 %&’(& 老化 ) #* + " 值对比
图 #!" #$$ + 下不同的旋转速度沥青粘度
图 #*" 沥青 ,-. 老化 ) #/ + ! 值对比
图 #4" #04 + 下不同的旋转速度沥青粘度
通过以上分析表明, 布氏旋转粘度 ( %.) 试验可 以初步判别沥青结合料性能之间的差异, 可用来作 为评价沥青老化性能以及预测沥青老化规律指标。
后, 增加量更小, 甚至几乎不发生变化。 由此认识到, 较高的低温 (如 5 1 6) 有利于判 断沥青的老化程度, 不利于区分不同沥青的低温性 能。而较低的低温 ( 如 5 03 6 ) 则不利于判断同一 ! ! ( 下转第 03 页)
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湖 南 交 通 科 技
"# 卷
甚至不满足测试的条件, 但在同一温度下随老化时 间的增加 ! $ " $%& ! 的值也随之增大, 而且从图中的 +,- 老化以及 ’(. 变化趋势可以看到 ’()*( 老化、 )*( / +,- 老 化 " 种 方 式 下, 沥 青 测 试 指 标 !$ " $%&!变化趋势基本一致, 这与常规指标老化的变化规
王 < 鹏& , 曾凡奇" , 郭成超&
( &9 郑州大学 环水学院, 河南 郑州< #A$$$" ; "9 河南省交通基本建设质量检测监督站, 河南 郑州< #A$$A" )
< < 摘< 要: 老化是沥青使用过程不可避免要经历的过程, 老化将导致沥青逐渐硬化变脆开 裂, 不能发挥其原有的作用。试验比较了原样沥青、 短期老化和长期老化沥青及其在不同老化 时间的性能变化, 从而寻求沥青老化方式及时间对沥青性能的影响。 关键词: 沥青老化; 短期老化; 长期老化; 老化时间 < < 中图分类号: (#&# < < 沥青老化的标准分析过程, 就是确定一个模拟 实际状态的老化条件, 使沥青结合料经受模拟生产 过程的短期老化和使用过程的长期老化, 短期老化 采用旋转薄膜烘箱试验 ( C/D,/ ) 来模拟沥青在储 存、 运输及沥青混合料拌和时产生的老化; 长期老化 采用压力老化试验 ( E*6 ) 来模拟沥青在路面使用 中 A F % G 的老化。能够对沥青的抗老化程度进行 比较全面的评价, 从而体现结合沥青老化时的高、 低 温性能, 对于沥青的选择具有重要的指导意义。
第 !" 卷第 # 期 "$$% 年 &" 月
湖 南 交 通 科 技
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沥青老化方式及时间对沥青性能的影响
原样沥青
! ! 从图 07 、 图 #8 中可以明显看出, 低温劲度 @ 随 老化时间的增加而增加, 但不同的温度其增幅不同。 5 1 6 时, 随老化时间的增加, 低温劲度的变化比较 明显, 但却不利于区分不同沥青的性能; 5 03 6 时, 万方数据 低温劲度的变化则明显地减小; 在 +,- 老化 08 >
下, 经过 /01 老化比经过 23453 老化的更严重, 经 过 23453 老化后再经过 /01 老化最严重。这同粘 万方数据同常规指标结论也基本一致。 度结果比较一致,
!期
王" 鹏, 等: 沥青老化方式及时间对沥青性能的影响"
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曲线则趋于缓和, 各类沥青在较低温度时区分才比 较明显。
!" 老化时间对沥青性能的影响
图 #0" 沥青 ,-. 老化 ) #/ + " 值对比
" " ! 种沥青在不同的温度条件下, 对应不同的老 化方式弯曲劲度模量 ! 值和蠕变速率 " 值都发生 了变化, 在 %&’(& 和 ,-. 老化条件下, 随着老化时 间的增加, 沥青的 ! 值增大, " 值减小, 老化趋于严 重。对测试的 ! 种沥青, 改性沥青的抗老化性能要 好于原质沥青, 而且改性壳 1$ 2 的抗低温开裂的性 能最好, 泰普克 3$ 2 的性能相对最差。 ! 值的变化比 万方数据 较明显, 可以判断出沥青的低温下性质的不同; "值
以壳牌 1$ 2 为例来说明在不同的老化方式、 不 $ 同温度下随老化时间的 # $ 9:; ! 的变化规律, 图 #< = 图 #/ 分别为: 壳牌 1$ 2 沥青 %&’(& 老化 4/ + 、 <! + 、 1$ + 、 1< + 时在不同老化时间的 # $ $ 9:; ! 变 化; 壳牌 1$ 2 沥青 ,-. 老化 4/ + 、 <! + 、 1$ + 、 1< +、 /* + 时在不同老化时间的 # $ $ 9:; ! 变化; 壳牌 1$ 2 沥青 %&’(& > ,-. 老化 4/ + 、 <! + 、 1$ + 、 1< + 时在不同老化时间的 # $ $ 9:; ! 变化。从图 #< 可 以看出, 随着温度的升高, # $ $ 9:; ! 的值逐渐变小,
的抗老化能力。改性壳 ?$ L 与改性泰 >$ L 抗老化能 力与壳牌 ?$ L 、 泰普克 >$ L 相比稍强一些, 显然改性 后沥青的性质较原质沥青要好, 抵抗老化的性能有 了一定程度的提高。 通过壳牌 ?$ L 和改性壳牌 ?$ L 在 &!A H 、 "$ IJK 下对 E*6、 C/D,/、 C M E 这 ! 种老化方式进行试验 分析, 得出其粘度随老化方式的变化, 结果见图 ! 、 图 #, 其中 E*6、 C/D,/ 老化条件是以原样沥青开 始、 C M E 是以 C/D,/ 老化 =A KNO 后再进行 E*6 老 化。从图中可以看出在相同温度、 相同转速下粘度 随老化时间的增大而增大, 但在相同的时间下, 粘度 随 C/D,/、 E*6、 C M E 老化程度的深入而依次变大, 这说明经过 E*6 老化比经过 C/D,/ 老化的 更 严 重, 经过 C/D,/ 老化后再经过 E*6 老化最严重。 由对同一温度不同老化方式下 ! $ " PNO ! 随老 化时间的变化, 以壳牌 ?$ L 沥青 A= H 、 %# H 不同老 化方式在不同老化时间的 ! $ " PNO ! 变化为例 (见
图 &< C/D,/ 老化 &!A H %) 。可以看出在同一温度下随老化时间的 增加 ! $ " PNO ! 也随之增大, 而且在相同的老化时间
< < 收稿日期: "$$%! $#! "= 万方数据 作者简介: 王< 鹏 ( &>?!! ) , 女, 讲师, 主要从事路面工程与道路材料的研究。