基于纳米尺度参数的沥青抗紫外线老化性能评价

为了探索沥青紫外线老化过程中纳米形态的变化规律,选取90#沥青和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS I-C)改性沥青为原材料,利用紫外线老化箱进行紫外线老化试验,测取不同紫外线老化时间的残留针入度、残留延度及原子力显微扫描图片,分析紫外线老化过程中沥青的纳观形貌变化规律及其与沥青相关技术指标间的关系。结果表明:90#沥青的间隙结构连续且覆盖范围大,SBS I-C改性沥青的蜂状结构体积相对较小且密集;两种沥青的纳米尺度参数(粗糙度及最大起伏高差)在紫外线老化过程中均迅速增大,90#沥青增速更大,纳米尺度参数最终增加幅度也较大;纳米尺度参数与残留针入度及残留延度呈负相关关系,其变化量与沥青性能的损失量成正相关关系;纳米尺度参数变化幅度越小,其抗紫外线老化性能则越强。

煤直接液化沥青基道路改性沥青老化性能研究

煤直接液化沥青(DCLA)是煤直接液化过程的副产品,由约50%的沥青类物质和约50%的固体颗粒组成,以DCLA为基础改性剂复合SBS高分子聚合物,制备了道路改性沥青即DCLA-改性沥青。沥青组分对沥青的各项性能有直接影响,并最终体现为改性沥青路面使用性能的改变,因此,研究改性沥青老化后的性能更重要。通过沥青旋转薄膜加热试验(简称RTFOT)模拟DCLA改性沥青老化试验,并对DCLA-改性沥青的老化特性进行研究,建立其微观组分特性和宏观性能的联系。通过分析DCLA改性沥青原料及改性沥青老化前后的分子质量、红外光谱(FTIR)、氧含量等,发现DCLA-改性沥青的老化不是单一反应,是活性物质氧化、轻质组分挥发、沥青分子团聚、SBS分子断裂等多种反应的综合结果,表现为DCLA改性沥青平均分子质量由13 865 g/mol降到11 983 g/mol,氧含量由0.9%升至1.3%,SK90的平均分子质量由1 906 g/mol团聚增长到2 068 g/mol,SBS发生断裂平均分子质量由41 482 g/mol降至20 647 g/mol。DCLA-改性沥青老化性能的变化由体系中沥青质和胶质的变化量决定。沥青质能提高改性沥青的抗老化性,但同时会降低改性沥青本身的延度。为达到JTG F40—2017的I-D改性沥青延度标准,即5℃的延度不小于20 cm,则改性沥青体系中沥青质含量不能超过12.9%,其残留针入度比为72%。胶质能改善改性沥青的低温延度,但胶质是一个不稳定的物质,易被空气氧化生成沥青质,从而造成老化后残留延度降低,这体现在红外谱图中出现的羰基C=O与亚砜基S=O。当体系中胶质含量为28%时老化后延度降低率达到70%。控制原料沥青质含量并降低原料中胶质的反应活性是提高改性沥青老化后性能的有效途径。

Sasobit温拌沥青老化性能研究

为探究Sasobit温拌剂对沥青老化性能的影响,采用旋转薄膜老化箱分别对普通沥青和含3%Sasobit温拌剂的温拌沥青进行了RTFOT老化,测定了两种沥青老化前后的针入度、软化点、延度和运动粘度指标,计算了各指标老化前后的变化率,并以老化后各指标值及老化前后的变化率对Sasobit温拌沥青的老化性能进行了评价。结果表明,老化后Sasobit温拌沥青的延展性能劣于普通基质沥青,而其他方面的性能与普通基质沥青相近甚至有所提高。