辽曙沥青老化行为的研究

研究了符合Q／SHR004－1998标准高等级道路沥青AH－70，AH－90的老化行为，结果表明，沥青老化后，沥青质含量增加，胶质和芳香分含量减少，饱和分由于轻组分裂化和挥发，含量也降低，由于沥青老化后组分发生变化，导致其使用性能变坏，沥青老化过程中，沥青胶体不稳定指数（Ic)对沥青老化条件很敏感，沥青胶体不稳定指数随老化温度的升高和老化时间的延长而增加，所以可用沥青胶体不稳定指数及胶体不稳定指数变化率的快慢来评价沥青的老化性能，沥青老化过程中，沥青的粘度随老化时间的延长近似呈指数关系增加，所以可用沥青老化指数来评价其老化性能。     

沥青紫外光老化特性及机理探讨

为了研究沥青紫外光老化行为及机理,采用两种沥青进行室内模拟光老化试验.通过对沥青不同老化时间的黏度和延度时比分析,研究了沥青紫外光老化的高低温性能衰变行为,并采用组分试验、胶体结构以及红外光谱(IR)分析,探讨了其微观变化及老化机理.结果表明,紫外光老化主要发生在沥青表面,导致沥青的低温性能大幅衰减.对高温性能的影响相对较小;沥青中的芳香分和胶质对紫外光较为敏感.容易发生光氧化反应生成沥青质,胶体不稳定指数和相对羰基指数均不断增大,沥青性能不断劣化.     

辽曙沥青老化行为的研究

研究了符合Q/SHR0 0 4- 1998标准高等级道路沥青AH - 70、AH - 90的老化行为。结果表明 ,沥青老化后 ,沥青质含量增加 ,胶质和芳香分含量减小 ,饱和分由于轻组分裂化和挥发 ,含量也降低 ,由于沥青老化后组分发生变化 ,导致其使用性能变坏。沥青老化过程中 ,沥青胶体不稳定指数 (Ic)对沥青老化条件很敏感 ,沥青胶体不稳定指数随老化温度的升高和老化时间的延长而增加 ,所以可用沥青胶体不稳定指数及胶体不稳定指数变化率的快慢来评价沥青的老化性能。沥青老化过程中 ,沥青的粘度随老化时间的延长近似呈指数关系增加 ,所以可用沥青老化指数来评价其老化性能     

非线性微分动力学模型的沥青老化行为

为了研究沥青的老化行为及抗老化性能,将沥青进行旋转薄膜烘箱老化（RTFOT）和60℃烘箱老化试验,并从不同使用年限的路面回收老化的沥青,采用非线性微分动力学模型对不同老化方式的沥青粘度进行拟合,根据模型参数讨论了沥青在不同老化条件下的性质变化和老化速率,并分析了老化机理的差异。结果表明,非线性微分模型可以有效地模拟沥青室内和野外老化进程,模型参数L和r可以实现对老化状态和老化速率的量化。不同老化温度下,沥青都有其对应的极限老化状态。RTFOT老化与野外老化的极限老化程度约为60℃烘箱老化的4～5倍,RTFOT老化6h与野外老化6a的老化效果接近,延时的RTFOT老化方法可以模拟实际路面沥青的长期老化。     

辽河AH-90#沥青老化组分变化研究

笔者结合沥青路面再生利用中的热点问题,采用理论分析与实验数据相结合的方法,阐述了基质沥青老化的原理以及组分、性能的变化规律.结果表明,沥青在老化过程中,饱和分含量变化幅度不大,芳香分的含量逐渐减小.胶质含量总的趋势是下降,不断转化为沥青质.而沥青质含量不断呈增大的趋势.随老化时间的延长和老化温度的升高,沥青的胶体不稳定指数逐渐增加.本研究旨在探讨沥青老化组分变化规律,为沥青再生技术提供理论依据.     

Aging Behavior and Creep Characteristics of CACB

沥青老化对水泥沥青复合胶结料蠕变特性的影响研究

李云良, 刘钰泽, 徐垒, 何鑫, 孙海蛟

(哈尔滨工业大学交通科学与工程学院, 哈尔滨, 150090)

摘 要：水泥沥青复合胶结料是由水泥、沥青及多种外加剂胶结固化形成的复合胶结材料,沥青的老化会对水泥沥青复合胶结料的蠕变特性产生影响。通过水泥沥青复合胶结料不同老化程度下的蠕变试验得到其蠕变柔量,结合分数导数修正博格斯模型的蠕变柔量进行了试验结果的曲线拟合,分析了沥青老化及材料配比等因素对水泥沥青复合胶结料蠕变特性的影响。研究表明,随着沥青老化时间的增加,复合胶结料抵抗瞬时弹性变形及粘性流动变形的能力增强,弹性成分增加而粘性成分减少,材料的变形能力变差,呈现出弹性材料的变形特性。在老化初期（老化时间小于12h）,沥青老化对复合胶结料的黏弹性力学性能影响较大,而在老化后期（老化时间大于12h）,沥青老化对复合胶结料的黏弹性力学性能影响较小。在老化初期,提高沥青用量可以增强复合胶结料的蠕变变形能力;在老化后期,沥青含量对复合胶结料的蠕变变形能力影响较小。

关键词：水泥沥青复合胶结料;老化;蠕变;黏弹性。

创新点说明：

（1）建立了考虑老化的水泥沥青复合胶结料黏弹性本构模型;

（2）基于本构模型参数建立了水泥沥青复合胶结料的老化表征方法与指标。

     

道路沥青热氧老化模拟试验研究

沥青材料的抗老化性能是沥青路面耐久性的关键影响因素,室内模拟老化试验是研究沥青抗老化性能的重要方法．为了对比不同试验方法的老化效果,对5种沥青进行了延时旋转薄膜烘箱老化（RTFOT）、压力老化（PAV）以及自行设计的60℃烘箱老化试验,并与自然老化路面的回收沥青指标进行了对比分析、结果表明,上述3种老化试验方法的老化效果之间有很好的对应性和等效性,都能较好地反应实际路面沥青的长期老化行为;虽然不同方法的老化温度和氧浓度存在差异,但其老化机理都是氧化反应,并无本质区别,认为RTFOT老化试验可以作为模拟沥青长期老化的试验方法．     

橡胶沥青水老化试验研究

沥青路面的长期使用过程中,水是影响沥青老化的主要因素之一。为研究水老化作用方式及水量对橡胶沥青老化性能的影响,本文以橡胶沥青和TOR橡胶沥青两种材料为例,通过改变水作用阶段和用水量试验研究不同水老化方式对橡胶沥青老化后软化点、粘度、疲劳因子、蠕变劲度、蠕变速率的影响。试验结果表明：选择在压力老化前三分之一时间（400min）进行加水压力老化试验,后三分之二时间进行无水压力老化试验的水老化作用方式最具可行性;对比无水压力老化试验和加水压力老化试验可知,水的存在促进了橡胶沥青的热氧老化;随水量的增加,TOR橡胶沥青的高温稳定性能降低,抗疲劳开裂能力和低温性能降低,沥青老化加剧。     

老化对水泥沥青复合胶结料粘弹特性的影响

为了研究老化对水泥沥青复合胶结料蠕变特性及粘弹性力学参数的影响,结合不同材料配比的水泥沥青复合胶结料的老化试验及蠕变试验,分析了老化时间及材料配比对复合胶结料粘弹性力学参数的影响。建立了考虑老化影响的粘弹性力学参数的演化方程;基于三元件四参数分数导数模型,提出了水泥沥青复合胶结料的老化因子,建立了水泥沥青复合胶结料的老化预测模型。研究表明:随着材料老化程度的加深,水泥沥青复合胶结料的弹性成分所占比例增加,粘性成分减少;水泥沥青复合胶结料的老化速度在老化前期变化较快,随老化时间增加老化速度减缓;适当提高沥青的用量可以在发生老化的情况下使材料仍具有较好的柔性及变形能力。所建立的老化因子能够同时反映老化时间、配合比等因素对水泥沥青复合胶结料粘弹特性的影响。     

沥青抗老化性能的研究

制备了5种牌号的重交通道路沥青，并通过薄膜烘箱（163℃，5h)实验前后正戊烷沥青质含量的变化及胶体不稳定指数和老化指数比较了它们的抗老化性能，同时建立了辽曙一区原油的切割温度及调和剂用量与使用性能关系的回归方程。实验结果表明：所建立的切割温度与针入度、软化点关系及调和的剂用量与针入度、软化点关系的回归方程对历青工业生产和使用具有一定的指导意义。沥青老化后针入度明显降低、软化点升高、延度变差。沥青的含量变化最快的道路沥青抗老化性能最差；胶体不稳定指数越小，胶体结构越稳定，抗老化性能越好；老化指数越大的沥青，抗老化性能越差。     

基于神经网络的沥青路面实际老化预测系统的研究

在实验室测定沥青短期老化数据基础上,利用MATLAB建立BP神经网络系统,通过沥青路面实际老化数据调查与处理,用国内几个地区不同使用年限的沥青路面实际老化25 ℃针入度数据训练,预测得到寒区沥青路面不同使用年限的沥青25 ℃针入度等沥青路面实际老化数据,为建立沥青模拟老化与实际老化的关系提供理论依据。     

AH-90及PG70-28改性沥青老化性能研究

对AH-90基质沥青及PG70-28改性沥青分别进行了室内旋转薄膜烘箱老化、压力老化及室外光氧老化试验,采用针入度、针入度指数、延度、软化点等指标分析考察了室内热氧老化对沥青高温稳定性、低温开裂性及温度敏感性能的影响。结果表明:老化降低了沥青的低温抗裂性能,改善了沥青的抗高温变形性能和对温度的敏感性,改性沥青的抗老化性能明显优于基质沥青。采用粘温指数法、老化指数法分别考察了光氧老化及热氧老化沥青的感温性能和抗老化性能。结果表明,粘温指数法和针入度指数法具有较好的相关性,总辐射能为10.5 kJ/cm2的室外紫外光照射对沥青感温性能和路用性能的影响比PAV老化严重,在内蒙古强紫外线地区沥青路面设计时需充分考虑光老化带来的危害。     

Property of Anti-Ultraviolet Aging of LDHs Modified Asphalt

LDHs was introduced into 70# asphalt binder by different weight ratio. Asphalt penetration test, soft point test, ductility test, viscosity test, dynamic shear rheometer (DSR) test and Fourier transform infrared (FTIR) test, were conducted to characterize and predict the LDHs modified asphalt. Research results indicated that the LDHs has great effect on resistance to UV of asphalt, which makes the asphalt absorb less ultraviolet radiation under the same UV intensity. Complex modulus, phase angle and FTIR test results indicate that the LDHs can significantly enhance the property of anti-ultraviolet aging of asphalt. The test results show that the LDHs has an obvious improvement on the anti UV aging of asphalt.     

橡胶改性沥青的老化及再生

选取辽河油田生产的沥青为原料,加入废旧橡胶粉和苯乙烯焦油,在高速剪切机的作用下制备橡胶改性沥青,然后将橡胶改性沥青用旋转薄膜烘箱进行老化试验研究,研究老化时间和橡胶粉的质量分数对沥青软化点、针入度、延度的影响。并将自制老化再生剂添加到老化橡胶改性沥青中,考察再生剂的性能。实验结果表明：胶粉的质量分数为15%时的抗老化性能最好,加入再生剂后的老化橡胶改性沥青可以恢复相关的路用性能,符合国家规定的140#道路沥青标准。     

光稳定改性沥青材料热老化行为特征研究

为了明确高温老化对光稳定改性沥青材料的作用效应,优选受阻胺光稳定剂制备改性沥青,设置热老化温度及时间对光稳定改性沥青进行热老化处置,借助三大指标试验及布氏黏度试验系统研究热老化作用对光稳定改性沥青胶结料路用性能的影响规律,采用原子力显微镜(Atomic Force Microscope, AFM)表征不同热老化条件下光稳定改性沥青表面粗糙度变化,通过3D形貌重建深入分析热老化作用对于沥青微观形貌的影响,明确热老化作用对于光稳定改性沥青的影响。结果表明:T770改性剂能够缓解热老化作用对于沥青胶结料的影响;在热老化时间大于6 h后,基质沥青中均有蜂状结构出现,随着老化时间的增加,基质沥青表面形成的特殊结构逐渐变小; T770改性沥青在老化时间6 h和9 h时均出现了蜂状结构;根据粗糙度的数据对比,改性沥青的表面起伏程度要比基质沥青更大。这表明在热老化作用下T770改性沥青的表面粗糙度变化程度要略高于基质沥青胶结料,即光稳定改性沥青材料对于热老化具有更高的敏感性。     

沙特沥青老化动力学研究

研究了用沙特减渣调配出的两种高等级道路沥青,在老化过程中正戊烷沥青质的变化及针入度、软化点、延度等指标的变化。并根据正戊烷沥青质的变化,进行了沥青老化动力学研究,计算得到了有关动力学参数,得出了动力学方程,计算值与试验数据相吻合,初步揭示了沥青组成与其抗老化性能之间的关系。结果表明,高等级道路沥青老化属于一级动力学反应。与AH-90相比AH-70沥青具有较高的反应活化能,反应速度常数较小,具有较低的老化速率和较好的抗老化性能。同时,老化过程中,沥青针入度、软化点及延度的变化进一步证明了所得动力学模型是可靠的。     

改性沥青再生特性的试验研究

通过对改性沥青的模拟再生试验,结合改性沥青的再生机理分析了再生后的改性沥青宏观指标以及微观指标,并通过再生后改性沥青的针入度、软化点、延度和粘度的变化规律判定了合理的再生剂用量,说明再生后改性沥青微观指标和老化指标的关系,得出改性沥青再生具有充分可行性的结论.     

再生SBS改性沥青混合料再度老化性能的研究

主要研究再生SBS改性沥青混合料的抗老化性能.对沥青进行24 h、48 h TFOT老化,分别模拟沥青的中度和重度老化,然后将老化沥青再生,对再生沥青拌制的混合料及新鲜沥青混合料进行室内短期与长期老化,并对老化后的沥青混合料进行性能试验与对比评价,分析了再生沥青混合料的抗老化性能及其老化规律,评价再生沥青混合料的耐久性.     

老化前后沥青与沥青混合料指标相关性分析

为分析老化前后沥青与沥青混合料指标相关性，开展了相应室内试验研究：在不同老化阶段进行沥青针入度、延度、软化点试验；在中、低温条件下，对不同老化时期AC-13沥青混合料进行半圆弯拉试验，分析混合料力学强度、弹性模量、断裂能演化规律；将老化前后沥青三大指标与沥青混合料力学指标进行相关性回归分析。试验结果表明，老化初期对混合料强度、弹性模量影响较大，且老化对弹性模量影响较为敏感；混合料对低温断裂能作用明显，中温断裂能显著高于低温断裂能；混合料老化前后的强度、弹性模量与沥青三大指标具有较高线性相关性，针入度可对中低温下混合料力学性能进行预测。