上海昌吉论述沥青老化前后多尺度特性

导读:本文上海昌吉地质仪器有限公司分别采用元素分析法与凝胶渗透色谱探究老化对基质沥青元素组成以及分子量变化的影响，同时采用动态剪切试验研究老化对其宏观粘弹特性的影响，并

来源：未知发布日期：2019-08-12 15:29【大中小】

沥青作为一种共混的高分子有机化合物，其在路面行车荷载以及自然环境的影响下会发生缓慢老化，出现变硬变脆等现象，从而导致沥青路面使用性能降低。目前针对沥青老化的研究较多集中于探讨老化对沥青及沥青混合料宏观力学性能的影响，以便直接指导沥青路面工程建设。本文上海昌吉地质仪器有限公司通过采用元素分析法与GPC分析沥青老化前后元素组成、化学结构以及分子量的变化以探究老化对沥青的微观特性的影响，同时采用DSR试验以研究沥青老化前后宏观流变性能的变化。通过回归分析建立沥青微观特性与宏观性能之间的联系以分析沥青微观特性对宏观性能的影响。

1.沥青老化
本文上海昌吉地质仪器有限公司采用PAV老化试验对70#基质沥青以及30#基质沥青进行长期老化，PAV长期老化试验前应首先对沥青采用旋转薄膜烘箱对其进行短期老化。短期老化试验条件为旋转烘箱在163℃下保持85min；PAV长期老化试验为在100℃下保持20小时，大气压保持在2.1Mpa。根据规范《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTGE20-2011）分别对老化前后沥青进行软化点、针入度与延度测试，其性能如表1所示。
表 1 基质沥青老化前后基本性能指标

1.1元素分析法
元素分析采用VarioELcube型号元素分析仪，沥青样品重量控制在5mg±1mg，并用锡舟包裹，用于测试。通过分析检测，分别获取沥青所含C、H、N、S元素含量，其分析精度≤0.1%，考虑到沥青中含有的其他成分如铁、镍等的含量级均在ppm级别，因此O元素含量采用差值法计算。

1.2凝胶渗透色谱法
本文上海昌吉地质仪器有限公司采用ViscotekGPCMaxVE2001型凝胶渗透色谱仪，检测器采用ViscotekTDA305三检测联用检测器系统，色谱柱采用ShodexGPCKF-803L型色谱柱，采用色谱级四氢呋喃作为流动相。采用四氢呋喃溶解沥青以制备试验样品，检测样品量为100μl，流速为1ml/min。

1.3动态剪切流变分析
试验利用KinexusDSR进行沥青宏观动态剪切流变试验，试验采用25mm平板，板间距为1mm。试验采用应变控制模式并保证所有沥青样品的剪切应变均在线性粘弹形变范围内，试验温度为52-82℃，测试间隔温度为6℃，测试频率为10rad/s。

2.结论
本文上海昌吉地质仪器有限公司分别对长期老化前后的70#沥青与30#沥青进行元素分析、GPC分析以及DSR试验，通过分析基质沥青元素组成、化学结构、分子量以及粘弹特性的变化以探究长期老化对沥青微观特性以及宏观性能的影响，同时采用统计回归分析以建立微观特性与宏观性能之间的联系。通过上述分析，本文上海昌吉地质仪器有限公司得到以下结论：
(1)沥青C、H、N、S元素含量经过长期老化后均有所下降而O元素含量大幅增加，表明沥青老化是一种热氧老化过程。
(2)沥青芳碳率与其针入度、软化点具有良好的线性相关性而与延度非线性相关，长期老化所导致的沥青内部元素组成与化学结构组分的变化可以显著提高沥青的高温稳定性并降低其低温性能，但对其低温性能的影响效果逐渐减弱。
(3)沥青分子量分布具有一定的分散性，长期老化后沥青整体分子量分布向大分子量方向移动，重均分子量显著增大。
(4)沥青重均分子量的增加对其车辙因子的提升具有强烈的显著性，有效地增强了沥青抵抗外力作用，提高其高温稳定性；同时分子量的增加会显著减少沥青粘性组分，降低沥青的低温性能，但对δ的降低具有边际递减效应。

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上海昌吉论述沥青老化前后多尺度特性

导读:本文上海昌吉地质仪器有限公司分别采用元素分析法与凝胶渗透色谱探究老化对基质沥青元素组成以及分子量变化的影响，同时采用动态剪切试验研究老化对其宏观粘弹特性的影响，并

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