沥青老化性能评价指标研究_王芳
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沥青老化指标的分析与研究n沥青在贮运、加工、施工及使用过程中,由于长时间地暴露在空气中,在风雨、温度变化等自然条件的作用下,会发生一系列的物理及化学变化,如蒸发、脱氢、缩合、氧化等等。
此时,沥青中除含氧官能团增多外,其它的化学组成也有所变化,最后使沥青逐渐硬化变脆开裂,不能继续发挥其原有的作用。
沥青所表现出的这种胶体结构、理化性质或机械性能的不可逆变化称为老化。
n沥青是由多种极其复杂的碳氢化合物和它们的非金属衍生物组成的混合物,属于热塑性的高分子树脂材料,受热时会发生分解或聚合反应,并改变分子结构和分子量,引起内部化学组分的转化,最后使沥青逐渐硬化变脆开裂,导致性能下降从而不能继续发挥其原有的作用。
沥青混合料中沥青作为骨料的粘结剂,在储存、运输、施工及使用过程中,由于长时间地暴露在空气中,受环境因素如氧气、阳光、水及温度变化等自然条件的作用下,会发生一系列的物理及化学变化,如挥发、氧化、聚合等,乃至沥青内部结构发生变化。
随着组分的慢慢转化,沥青的流动性变小,稠度逐渐增大并变硬,直到粘结料完全失去塑性没有固结矿料的能力,从而导致路面破损严重影响路用性能。
沥青的老化过程n运输、贮存、加热过程中的老化沥青从炼油厂炼制出来以后,直至拌制沥青混合料之前,沥青的热态贮存、热态运输、在储油罐内预热、配油釜内调配等过程,往往要经历很长时间。
在此过程中,由于温度升高加速分子的运动,除引起沥青蒸发外,还能引起沥青发生某些物理化学变化。
这一时期沥青老化的机理主要是:(1)由于受热使沥青中的轻质油分不断挥发,使沥青变硬变脆,粘结性降低;(2)储油罐表面的沥青与空气接触,与空气中的氧气发生一些聚合反应,沥青也会发生一定程度的老化;(3)沥青在管道内不断运行并由储罐顶处洒落到罐内时,沥青的表面积增大,沥青将发生氧化反应。
由于这一段时间内沥青还贮存在储油罐内,沥青的数量多、深度深,接触加热源及空气的面积较小,所以老化并不严重,一般不予考虑。
2021.09科学技术创新老化对沥青常规及流变特性影响分析王浩胜马颜孙长江孙连宏(苏交科集团检测认证有限公司,江苏南京211112)经济社会的发展离不开基础设施建设的助推,自1988年政府工作报告将交通运输基础设施建设列为重点以来,中国公路建设高速期已经持续了30年的时间,中国公路更是经历了两次突飞猛进地发展[1-3]。
沥青路面在服役期间受荷载作用和自然环境(水、热、光照、氧化等因素)综合作用,会产生老化现象,其力学性能在使用过程中将呈现衰减趋势。
当沥青路面达到疲劳极限时其功能性将丧失,直接表现为路面裂纹、龟裂、坑槽、沉陷、松散、车辙等病害[4-5]。
因此沥青老化问题对于道路领域是一个重要的课题,基于此,本文研究老化对沥青常规物理性能和流变性能的影响。
1老化沥青常规物理性能三大指标和粘度是沥青胶结料的常规性能检测试验,因为其对设备要求较低,实验操作简便,是目前研究沥青胶结料物理性能的常用手段。
针入度实验能够反映沥青的粘滞性,针入度越大,表明沥青的粘滞性越差。
针入度试验标准条件为温度25℃,荷重100g,贯入时间5s。
在报告针入度试验结果时,要求同一试样3次平行试验结果的最大值和最小值之差在规定允许误差范围内,计算3次试验结果的平均值,取整数为针入度试验结果,以0.1m m计。
软化点试验可以测定沥青胶结料的高温性能,软化点大的沥青高温稳定性较好。
环球法是常用的软化点试验方法,同一试样进行两次平行试验,在允许误差范围内取其平均值作为软化点试验结果,单位为℃。
延度试验的目的主要是测定各类沥青胶结料可塑性,规范规定的试验环境下延度测试值越大,沥青的塑形则越好,反之越差。
本文选取的延度试验条件为温度25℃,拉伸速度5cm/m i n±0.25cm/m i n,在误差范围内取三次平行实验的平均值作为延度试验结果,单位为cm。
粘度试验能够反映沥青在实验温度下抵抗变形的能力,是说明沥青粘滞性的物理性能参数,与路用性能关系紧密,通过测试不同温度下的粘度建立粘温曲线可以确定沥青混合料的拌合和压实温度。
沥青混合料老化研究报告
沥青混合料是道路建设中常用的材料之一,其性能对道路的使用寿命起着至关重要的作用。
然而,随着时间的推移,沥青混合料会发生老化现象,从而降低其性能和耐久性。
因此,对沥青混合料老化行为的研究是非常必要的。
本文通过对沥青混合料老化的实验研究,得出了以下结论。
首先,随着老化时间的增加,沥青混合料的黏度逐渐增加。
黏度是沥青混合料的流动特性的指标,其增加表明沥青的流动性越差。
因此,沥青混合料的老化会导致道路表面的裂缝和损坏。
其次,沥青混合料老化还会导致其抗剪强度的下降。
抗剪强度是衡量沥青混合料抵抗剪切应力的能力的指标,其下降表明材料的结构强度降低。
这将导致道路表面承受交通荷载时发生变形和沉陷。
此外,沥青混合料老化还会引起其失重率的增加。
失重率是指材料在一定温度下失去的质量与初始质量之比,它反映了材料的挥发性。
老化使得沥青混合料中的挥发性成分逐渐减少,从而导致失重率的增加。
最后,老化会使得沥青混合料的渗透性增加。
渗透性是指沥青混合料内部孔隙连接性的指标,其增加表明材料中的孔隙变得更多且更连通。
这将导致材料吸水性增加,进而引发道路表面的水损坏。
综上所述,沥青混合料老化会导致黏度增加、抗剪强度下降、
失重率增加和渗透性增加等不良变化,从而对道路使用寿命带来负面影响。
因此,在沥青混合料的设计和施工中,应确保材料的质量和使用年限,以提高道路的耐久性和使用寿命。
沥青老化指标的分析与研究n沥青在贮运、加工、施工及使用过程中,由于长时间地暴露在空气中,在风雨、温度变化等自然条件的作用下,会发生一系列的物理及化学变化,如蒸发、脱氢、缩合、氧化等等。
此时,沥青中除含氧官能团增多外,其它的化学组成也有所变化,最后使沥青逐渐硬化变脆开裂,不能继续发挥其原有的作用。
沥青所表现出的这种胶体结构、理化性质或机械性能的不可逆变化称为老化。
n沥青是由多种极其复杂的碳氢化合物和它们的非金属衍生物组成的混合物,属于热塑性的高分子树脂材料,受热时会发生分解或聚合反应,并改变分子结构和分子量,引起内部化学组分的转化,最后使沥青逐渐硬化变脆开裂,导致性能下降从而不能继续发挥其原有的作用。
沥青混合料中沥青作为骨料的粘结剂,在储存、运输、施工及使用过程中,由于长时间地暴露在空气中,受环境因素如氧气、阳光、水及温度变化等自然条件的作用下,会发生一系列的物理及化学变化,如挥发、氧化、聚合等,乃至沥青内部结构发生变化。
随着组分的慢慢转化,沥青的流动性变小,稠度逐渐增大并变硬,直到粘结料完全失去塑性没有固结矿料的能力,从而导致路面破损严重影响路用性能。
沥青的老化过程n运输、贮存、加热过程中的老化沥青从炼油厂炼制出来以后,直至拌制沥青混合料之前,沥青的热态贮存、热态运输、在储油罐内预热、配油釜内调配等过程,往往要经历很长时间。
在此过程中,由于温度升高加速分子的运动,除引起沥青蒸发外,还能引起沥青发生某些物理化学变化。
这一时期沥青老化的机理主要是:(1)由于受热使沥青中的轻质油分不断挥发,使沥青变硬变脆,粘结性降低;(2)储油罐表面的沥青与空气接触,与空气中的氧气发生一些聚合反应,沥青也会发生一定程度的老化;(3)沥青在管道内不断运行并由储罐顶处洒落到罐内时,沥青的表面积增大,沥青将发生氧化反应。
由于这一段时间内沥青还贮存在储油罐内,沥青的数量多、深度深,接触加热源及空气的面积较小,所以老化并不严重,一般不予考虑。
沥青老化评价指标
沥青老化评价指标是用来评估沥青材料老化程度的指标。
常见的沥青老化评价指标包括:
1. 软化点:沥青在高温下会软化,软化点是指沥青被加热到一定温度下开始软化的温度。
软化点越低,说明沥青老化程度越高。
2. 针入度:针入度是指将一定负荷的针插入沥青中所需的力量。
沥青老化会导致针入度增大,表明沥青变硬。
3. 黏度:黏度是指沥青在一定温度下的流动性。
沥青老化会使黏度增大,表明沥青变得更加粘稠。
4. 颜色:沥青的颜色也是评价其老化程度的一个指标。
沥青老化后会变得更加暗淡。
5. 力学性能:老化的沥青会导致其力学性能的下降,如抗拉强度、弹性模量等会减小。
以上指标可以通过实验室测试或现场观察来评价沥青的老化程度,从而判断其使用寿命和性能。
沥青老化评价指标
一、物理性能
沥青的物理性能随着老化会发生变化。
例如,老化会使沥青的粘度增加,这可能会影响其流变性能和混合料的加工性能。
另外,沥青的老化也可能导致其脆点升高,即变得更脆,这可能对沥青的低温性能产生负面影响。
二、化学成分
沥青的化学成分是评估其老化程度的重要指标。
随着老化,沥青中的组分会发生变化,如饱和分、芳香分和胶质等可能会转化成沥青质。
这种转化会导致沥青的化学组成发生变化,从而影响其物理和工程性质。
三、热稳定性
热稳定性是评估沥青在高温下性能保持能力的重要指标。
在老化过程中,沥青的热稳定性可能会降低,导致其软化点和粘度下降。
这种变化可能会导致沥青在高温下更容易流动,从而影响其抗车辙性能。
四、氧化程度
由于氧化是沥青老化的一个重要过程,因此评估其氧化程度是判断老化程度的重要方法。
氧化的主要标志是沥青中羰基的增加,这可以通过化学分析方法来测量。
另外,沥青的颜色变化也可以反映其氧化程度,因为随着氧化的进行,沥青的颜色往往会变深。
五、耐久性
耐久性是评估沥青性能的一个重要方面,也是判断其老化程度的重要指标。
耐久性主要取决于沥青的化学成分、物理性能以及其抵抗氧化和紫外线的能力。
可以通过实验室加速老化试验和室外暴露试验等方法来评估沥青的耐久性。
沥青的老化机理与性能研究
沥青的老化机理与性能研究
介绍了沥青的老化机理.介绍通过室内模拟加速老化试验(短期热氧老化试验、长期热氧老化试验和长期光热老化试验)和对沥青的四组分分析,研究了沥青在拌和、铺筑和使用过程中光氧、热氧老化机理.以及沥青老化表征的一些方法.在老化过程中沥青的芳香分含量均显著减少,沥青质的含量均明显增加,饱和分只有少量的挥发衰减;在短期热氧老化和长期光氧老化试验中胶质含量均降低,但在长期热氧老化中胶质含量增加.
作者:赵志军陈明宇吴少鹏唐敏 ZHAO Zhi-jun CHEN Ming-yu WU Shao-peng TANG Min 作者单位:赵志军,ZHAO Zhi-jun(通辽市公路管理处,通辽市,028000)
陈明宇,吴少鹏,CHEN Ming-yu,WU Shao-peng(武汉理工大学硅酸盐材料工程教育部重点实验室,武汉,430070)
唐敏,TANG Min(洪山区城管局市政维修队,武汉,430070)
刊名:建材世界英文刊名:THE WORLD OF BUILDING MATERIALS 年,卷(期):2009 30(2) 分类号:U4 关键词:沥青光氧老化热氧老化。
沥青路面老化的试验研究研究报告:沥青路面老化的试验研究目的•了解沥青路面老化的原因和机理•探索沥青路面老化的评估方法•提出改善沥青路面老化的建议背景介绍•沥青路面广泛应用于道路交通建设中•长期使用和自然环境作用导致沥青路面老化•沥青路面老化会影响道路的平整度和使用寿命实验设备与方法•实验设备:沥青混合料样品、老化试验设备、力学性能测试设备等•实验方法:1.采集不同年限的沥青路面样本2.使用老化试验设备对样本进行老化处理3.对老化前后的样本进行力学性能测试4.分析老化前后的沥青路面材料性能的变化实验结果与分析•老化前后的沥青路面材料性能对比如下:–抗拉强度:老化后降低了10%–可塑性:老化后减少了15%–硬度:老化后增加了20%–耐久性:老化后降低了30%•通过分析实验结果,得出以下结论:1.沥青路面老化主要表现为抗拉强度降低、可塑性减少、硬度增加和耐久性降低2.沥青路面老化是由氧化、紫外线辐射等自然环境因素引起的3.沥青路面老化会导致道路的平整度变差、裂缝增多、寿命缩短老化评估方法探讨•基于实验结果,可以采用以下方法评估沥青路面老化程度:1.力学性能测试:包括抗拉强度、可塑性、硬度等指标2.化学分析:检测沥青中的氧化程度、聚合程度等指标3.现场观察和测量:包括裂缝密度、平整度等指标•综合以上评估方法可得到较为准确的沥青路面老化程度评估结果改善沥青路面老化建议•基于实验和评估结果,提出如下改善沥青路面老化的建议:1.优化沥青混合料配合比,增强其耐老化性能2.加强路面养护工作,定期修复裂缝和坑洼3.选择合适的路面材料,提高路面的耐候性能4.增加路面维修频率,定期进行路面保养结论•沥青路面老化是由自然环境因素引起的,会导致路面性能下降和寿命缩短•通过实验和评估可以准确评估沥青路面的老化程度•通过优化沥青混合料配合比和加强路面养护工作可以改善沥青路面老化问题。
沥青路面自然老化判定指标数据性分析沥青路面自然老化判定指标数据性分析【摘要】探究沥青自然老化行为对于改进沥青路面的直观作用。
回收各使用阶段的沥青路面混合料,通过针入度、软化点、延度等判定指标,研究不同使用年限的沥青路面混合料中沥青的自然老化特征,总结沥青自然老化的行为特征。
【关键词】沥青路面;自然老化;判定指标1. 引言在我国沥青路面表现出的问题和危害是非常多的,譬如说使用寿命短,这类问题出现的原因有设计和施工的因素,还包括沥青混合料逐渐老化的因素,公路沥青路面的老化是影响路面使用性能和耐久性的重要因素。
近些年有很多国际和国内的专家都在研究此问题,但是大多数的研究还只进行在室内研究的阶段,与实际沥青路面的老化过程还是不一样的。
本篇文章研究针对的是各个使用年限的沥青路面,检验分期各项指标的变化,探索不同影响因素下沥青路面的自然老化行为。
2. 沥青路面自然老化行为特征沥青路面投入使用之后,会受到很多外在因素的影响和作用,发生老化的现象也是一定会存在的,老化的逐渐加强会使得在高温下的沥青路面抗车辙的性能加强,但是在对低温下抗疲劳性就会减弱,会有不利的影响,同时引起沥青路面的脆度增强,粘附性和胶结能力变差,以致路面发生开裂。
通过针入度、延度和低温劲度等判定沥青路面的老化状态,对不同使用年限的沥青的研究,对提高沥青路面的抗裂性能有着极大的意义,不同的路面深度和空隙率对沥青混合料老化进行的影响也是不同的。
2.1不同使用年限对沥青结合料老化的影响。
建国以来,我国不断地修筑了很多沥青的试验路段,我们发现在使用早期的1年到4年之内,针入度会非常快的减小,之后减小的速度会减慢,但是还是在继续变小,我们针对这些指标状况也进行了取样和分析,参照表1。
2.2路面不同深度处沥青老化差异。
2.2.1提取不同深度处沥青结合料,回收其中的沥青,指标测试结果如表2。
2.2.2分析表2试验结果可知:和基质沥青作比拟,各层回收沥青的针入度都表现出衰减的趋势,延度的减少量超过了80cm,减少幅度到达了90%以上,由此可分析出,沥青在使用的过程中低温性能作用减弱是非常明显的。