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模拟沥青老化全过程及老化特性

返回列表 来源:未知 发布日期:2019-04-08 23:08【
在路面使用过程中,沥青路面直接承受外界环境的复杂作用,沥青的老化则不可避免。因沥青老化引起的路面裂缝、松散、坑槽等病害已逐渐成为沥青路面病害的主要原因之一,故研究因沥青老化对其性能变化的规律,并在施工过程中采取有效的抗老化措施,具有重要意义。
 
早在上世纪初,沥青老化现象就已经引起了人们的广泛关注,但相当长的一段时间内,针对沥青老化性能的研究主要集中在短期老化阶段,这主要是由于长期老化需要长时间的试验,加上缺乏相关的试验方法,所以研究较少。我国现行规范中评价沥青短期老化的试验方法主要是TOFT( 薄膜加热试验) 以及RTOFT( 旋转薄膜加热试验,上海昌吉地质仪器有限给过你是) ,两者试验方法及结果没有太大的异同。直到上世纪90 年代美国SHAP 计划中的SUPERPAVE 提出对沥青进行压力老化试验( PAV) ,这种试验方法可模拟沥青路面5 ~ 10年过程中沥青的老化。因此国内学者开始对短期老化及压力老化试验进行大量的相关试验研究,对RTOFT 和PAV 试验分析了老化对沥青结合料粘弹性的影响,得出老化使沥青粘性降低,弹性增强,抗疲劳性能下降的结论,但并未提出RTOFT 和PAV 试验的哪一种方法最贴近实际; 对RTOFT 和PAV 试验进行了对比分析,但因所用于试验沥青标号的不同,试验数据存在不同的差异,不过该文献认为短期老化试验不能全面反映沥青的抗老化性能。采用短期老化试验对沥青各项指标进行了研究,得出短期老化试验是作为沥青优选的方法是可行的。综上无论是短期老化试验还是长期老化试验,两者均有其优缺点,并不能简单的评判出哪一种试验方法更贴近实际,但沥青老化是一个复杂的过程,伴随着拌和、运输、储存、施工、运营整个过程,国内许多研究均未结合这一过程进行相应系统的研究。
 
( 1) 经方案一老化试验后沥青三大指标变化幅度最小,说明沥青在存储阶段的老化对沥青路面的老化贡献最少,而经方案二试验沥青三大指标除软化点外,25℃ 针入度、15℃ 延度分别降低明显,说明沥青混合料在施工过程中因沥青混合料施工温度较高,再加上与空气接触,沥青会发生明显的老化现象。而方案五模拟从沥青存储到竣工运营全过程的老化过程试验表明,沥青混合料经老化后,会严重影响路面的使用性能。

( 2) 通过方案三,四老化试验表明,热氧化老化、紫外线老化对沥青延度变化影响最大,这也是在沥青路面投入使用的前几年,由于沥青老化迅速而导致路面开裂的主要原因。
 
( 3) 经不同的老化方案后,沥青的135℃ 旋转粘度均呈明显的增加趋势。而低温蠕变劲度则因不同老化方案呈现出不同的变化趋势,尤其是高温条件下沥青老化引起的低温蠕变劲度增加尤为明显,说明路面在施工及运营过程中应注意施工时间及温度的控制,以及夏季高温季节因沥青老化会导致的沥青路面低温性能的降低。
 
( 4) 因不同标号的沥青所表现出的老化特性不同,本文仅选用了一种基质沥青进行了老化特性研究,对于是否适用于其它标号的沥青有待进一步研究。