沥青抗老化性能的研究

基于DSR 的碳纳米管/SBS复合改性沥青抗老化性能分析**墓金项目：国家重点研发计划(2016YFC0701605-02);黑龙江智交通运输厅重点科技项目(2016hljjt017)作者简介：解双瑞，硕士研究生，研究方向为胳面工程及道胳工程林料。

解双瑞"，徐文远"，苏 禹'(1东北林业大学土木工程学院，黑龙江哈尔滨150040;2东北林业大学黑龙江省道桥结构与绿色生态技术重点实验室，黑龙江哈尔滨150040 )摘要：为研究碳纳米管(CNTs )对SBS 改性沥青抗老化性能的影响，对不同CNTs 掺量的CNTs/SBS 复合改性沥 青进行动态剪切流变实验;以CNTs 掺量为自变量，对CNTs/SBS 复合改性沥青与SBS 改性沥青进行旋转薄膜加热试 验及紫外老化试验，并对沥青残留物进行动态剪切流变试验以评价其老化性能。

结果表明，CNTs 的加入可有效提高 SBS 改性沥青的高温性能及老化性能。

通过动态剪切流变试验结果来看，CNTs 的加入降低了改性沥青的温度敏感性， 并随着掺量的增加改善效果也越明显。

关键词：碳纳米管，复合改性沥青，动态剪切流变实验，短期老化，紫外老化中图分类号：U 414The Analysis on Anti-aging Performance of Carbon Nanotubes/SBSCompound Modified Asphalt Based on DSR TestXIE Shuang-rui", XU Wen-yuan 1'2, SU Yu 1(1 Civil Engineering College, Northeast Forestry University, Harbin 150040, Heilongjiang, China;2 Key Laboratory for Road Structure and Green Ecological Technology of Heilongjiang Province,Northeast Forestry University, Harbin 150040, Heilongjiang, China)Abstract : In order to study the effect of carbon nanotubes (CNTs) on the anti-aging properties of SBS modified asphalt, dynamic shear rheology experiments were performed on CNTs / SBS composite modified asphalt with different CNTs ing the CNTs content as an independent variable, the CNTs / SBS composite modified asphalt and SBS modified asphalt were subjected to a rotating film heating test and an ultraviolet aging test, and a dynamic shear rheological test of the asphalt residue was performed to evaluate its aging performance.The results show that the addition of CNTs can effectively improve the high temperature performance and aging performance of SBS modified asphalt. According to the results of dynamic shear rheological tests, the addition of CNTs reduces the temperature sensitivity of the modified asphalt, and the effect is more obvious as the amount of CNTs increases.Key words : carbon nanotubes , composite modified asphalt , dynamic shear rheological test, short-term aging, ultraviolet agingSBS 作为一种改性剂，由于其能够显著改善基质沥 青的高低温性能，且价格低廉，而被国内外广泛应用。

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。

AC16C型纤维沥青混凝土路用性能研究首先，AC16C型纤维沥青混凝土具有较好的机械性能。

纤维材料的添加可以有效防止沥青混凝土的开裂和变形。

通过对AC16C型纤维沥青混凝土进行拉伸试验和抗剪试验，发现在纤维含量适宜的情况下，其抗拉强度和抗剪强度都能得到有效提升。

其次，AC16C型纤维沥青混凝土具有较好的耐久性能。

纤维材料的添加可以提高沥青混凝土的抗老化性能，延长其使用寿命。

通过对AC16C型纤维沥青混凝土进行抗沥青析出试验和抗紫外线辐射试验，发现纤维材料的添加可以有效减少沥青析出和沥青膜老化速率，提高沥青混凝土的耐久性。

第三，AC16C型纤维沥青混凝土具有较好的抗滑移性能。

纤维材料的添加可以增加沥青混凝土的内聚力和摩擦系数，提高其抗滑移性能。

通过对AC16C型纤维沥青混凝土进行附着力试验和抗滑移试验，发现纤维材料的添加可以有效提高沥青混凝土的附着力和抗滑移能力。

最后，AC16C型纤维沥青混凝土具有较好的声学性能。

纤维材料的添加可以有效吸音和减震，提高沥青混凝土的行车舒适性和降低噪音污染。

通过对AC16C型纤维沥青混凝土进行声学衰减试验和动态模量试验，发现纤维材料的添加可以显著提高沥青混凝土的声学性能。

综上所述，AC16C型纤维沥青混凝土具有较好的机械性能、耐久性能、抗滑移性能和声学性能，可以满足道路使用的要求。

然而，需要注意的是，纤维材料的添加应控制在适宜的范围内，过多或过少的纤维掺量都会影响AC16C型纤维沥青混凝土的路用性能。

因此，在实际工程中需要根据具体情况合理设计AC16C型纤维沥青混凝土的配比。

橡胶沥青老化性能的试验研究程培峰;李艺铭;李吉庭;李新宁【摘要】为了研究橡胶沥青的老化特征与规律,选取营口7矿和盘锦90#2种基质沥青以及由其改性得到的橡胶沥青胶浆进行室内模拟老化试验,并将原样基质沥青与橡胶沥青胶浆进行对比,从针入度、软化点、延度以及弹性恢复4个角度进行分析.试验结果表明:废旧轮胎橡胶粉具有改善沥青胶浆性能的作用,能够降低沥青胶浆的针入度,但是由于胶浆中胶核的存在,需要增加试验数量才能保证试验的准确性;5℃和15℃延度的试验结果显示,为保障橡胶沥青胶浆稳定的延度性能,180℃施工时胶粉的掺入量应大于15％;随着胶粉掺量的增加,弹性恢复改变率逐渐趋于稳定.%In order to study the rubber asphalt aging characteristics and laws,selecting No.70 and No.90 two matrix asphalt and the rubber asphalt mortar modified by them to conduct indoor simulating aging test.And compared the original matrix asphalt with rubber asphalt mortar,analyzing it from the four angles of penetration,softening point,ductility and elastic recovery.The test results showed that waste rubber powder has the effect to improvethe performance of asphalt mortar and can reduce the penetration of asphalt mortar.But because of the existence of colloidal nucleus in mortar,it needs to increase the number of test to ensure the test accuracy.The results of 5 ℃ and 15 ℃ ductility tests show that the mixed powder amount should be greater than 15％ when the construction temperature is 180 ℃ to guarantee the stable ductility performance of the rubber asphalt mortar.With the increase of rubber powder dosage,elastic recovery change rate gradually stabilized.【期刊名称】《新型建筑材料》【年(卷),期】2017(044)003【总页数】4页(P144-147)【关键词】道路工程;橡胶沥青;老化试验;橡胶粉掺量【作者】程培峰;李艺铭;李吉庭;李新宁【作者单位】东北林业大学土木工程学院,黑龙江哈尔滨150040;东北林业大学土木工程学院,黑龙江哈尔滨150040;东北林业大学土木工程学院,黑龙江哈尔滨150040;烟台大学,山东烟台264000【正文语种】中文【中图分类】TU535橡胶沥青的应用不仅解决了废旧轮胎的处理难题，也为道路工程提供了一种性能优异的路用材料，在我国得到了较大规模的推广与应用[1]。

SBS随着城市建设的不断发展，防水材料的需求量也在稳步增长。

SBS 改性沥青防水卷材因其良好的综合性能，在建筑工程中得到了广泛的应用。

然而，SBS 改性沥青防水卷材作为一种高分子材料，其耐久性一直是研究的热点之一。

本文主要对SBS 改性沥青防水卷材的老化耐久性研究进展进行综述。

一、SBS 改性沥青防水卷材的构成与性能特点SBS 改性沥青防水卷材主要由聚合物SBS 改性沥青、各种填料和纤维素等组成。

其中，聚合物SBS 改性沥青是其核心材料，能够提升卷材的柔韧性、延展性、抗裂性和耐温性，从而增强其防水性能。

各种填料和纤维素则能够起到加强材料、增强稳定性、防止老化等作用。

该材料具有以下特点：1. 高强度、抗老化性能好2. 密封性能好、耐腐蚀性强3. 极佳的防渗透性能，不渗水、不透气、不起皱二、SBS 改性沥青防水卷材的老化形式光、热、氧化和湿气等因素都会引起SBS 改性沥青防水卷材老化。

其中，光线对其的影响主要是引起其表面A 面的变化，变化程度和波长大小有关。

在太阳照射下，SBS 改性沥青防水卷材会产生各种紫外线，其中UV-A 和UV-B 的作用最大。

热老化主要是指在高温下，材料内部的化学物质结构发生变化，导致物理性能下降。

常见的热老化温度是70℃、80℃、90℃和100℃等。

其中，90℃是常见的高温老化条件。

氧化老化是由于材料与空气中的氧气接触，导致化学反应，使原有的物理性能发生变化。

常规的氧化老化条件是温度为70℃的恒温氧化，氧气流量为20mL/min，时间为10 天。

湿气老化是针对位于寒冷和多雨地区的防水卷材而言的，由于潮湿天气的影响，材料的防水性能偏弱，时间长了会导致老化。

经过湿气老化后的材料，其弯曲强度、伸长率和撕裂强度等物理性能显著降低。

三、SBS 改性沥青防水卷材的老化机理SBS 改性沥青防水卷材老化的机理非常复杂，主要涉及材料结构的改变和化学反应的发生。

根据材料内部结构发生变化，可将老化过程分为以下几类：1.压缩变形：改性沥青中的大部分聚合物会在热老化过程中产生降解反应，使其内部出现一定程度的压缩变形。

基质沥青和sbs改性沥青老化行为与机理研究《基质沥青和sbs改性沥青老化行为与机理研究》是一个重要的研究课题，长期以来也一直受到专家和学者的重视。

沥青是全球建筑行业中最常用的结构材料之一，由于其优良的耐磨性能、耐腐蚀性能和低成本，沥青在建筑行业中得到了广泛应用。

然而，由于沥青中含有脂肪酸、烃基硫酸盐以及其他从石油中提取的合成物，沥青易受热量、湿度、紫外线等环境因素的影响，导致迅速老化。

随着气候变化，沥青老化的影响将更加显著。

因此，研究基质沥青和sbs改性沥青的老化行为与机理，已经成为本领域研究的重点。

研究内容主要研究分为三个方面：1、沥青老化机理：主要研究基质沥青和sbs改性沥青老化过程中主要温度、湿度、紫外线等外部因素和沥青内部结构变化之间的关系，以及沥青材料表面层结构、反射，疏水性能及摩擦系数变化规律等。

2、改性沥青性能研究：主要是研究sbs改性沥青的耐热性、耐磨性、耐冷性、耐水性与耐腐蚀性的性能。

3、基质沥青与改性沥青比较研究：利用老化机理及性能研究的结果，比较基质沥青与改性沥青间的性能优劣，确定改性沥青最佳配方及抗老化性能，进而制定施工技术措施，减少沥青老化带来的损失和危害。

研究方法本研究以相关理论为基础，采用实验、理论分析等多种方法，从实验及理论分析上分析沥青老化机理及性能变化。

1、实验研究：首先，制备基于原底料的sbs改性沥青，然后将其放入老化设备中进行模拟实验，同时进行改性沥青和基质沥青的比较试验。

其次，通过观察沥青表面形态、元素组成及结构特征，分析沥青老化机理及性能变化。

2、理论分析：在实验得到的沥青性能参数基础上，采用相关研究技术分析基质沥青和sbs改性沥青老化行为与机理，并建立相应理论模型，以验证和改进实验结果。

结论本研究的结论主要有：基质沥青容易受外界环境因素而老化，sbs 改性沥青可以明显改善沥青老化行为，提高沥青的抗老化性能。

此外，还可以通过改进沥青配方，以及及时施工安全防护措施等，进一步提高沥青的耐久性能。