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。

沥青老化试验方法
沥青老化试验方法包括短期和长期老化试验。

短期老化试验方法主要有烘箱老化法、延时拌和法和微波加热法。

这些方法旨在模拟沥青混合料在施工阶段的短期老化效果。

例如，烘箱老化法是通过将混合料置于烘箱中加热，模拟沥青在施工过程中的受热老化过程。

试验中需要控制温度和时间，以模拟实际施工条件下的老化效果。

长期老化试验方法主要有加压氧化处理、延时烘箱加热和红外线或紫外线处理。

这些方法旨在研究沥青混合料在压实成型后的长期氧化效应。

例如，加压氧化处理是将沥青混合料置于加压条件下进行氧化处理，以模拟自然环境中的长期老化过程。

评价沥青混合料老化效果的指标包括针入度、粘度、延度、脆点等指标的变化，以及力学性能试验和回收沥青的性能试验。

这些试验旨在评估沥青混合料在老化过程中的性能变化，以及老化后沥青混合料的力学性能和回收沥青的性能。

总的来说，沥青老化试验方法是根据实际施工条件和环境因素制定的，旨在模拟和评估沥青混合料在实际使用过程中的性能表现。

废轮胎胶粉改性沥青的耐久性能研究随着全球汽车保有量的增加，废轮胎的处理问题愈发严重。

废轮胎的垃圾填埋和焚烧对环境产生了严重的污染，而废轮胎胶粉的再利用则成为了一种重要的解决方案。

废轮胎胶粉可以通过改性技术应用于道路建设领域，其中嵌入改性沥青的应用已经得到了广泛关注。

通过将废轮胎胶粉与沥青混合，可以明显提高改性沥青的性能，使其具有更好的耐久性。

改性沥青的研究旨在探索不同混合比例、不同胶粉颗粒大小和不同改性剂对沥青性能的影响。

首先，改性沥青相较于传统沥青具有更好的抗老化能力。

研究表明，废轮胎胶粉的添加可以延长沥青的使用寿命。

通过使用不同比例的胶粉掺入沥青中，可以有效控制沥青的软化点和粘度，从而实现更长久的路面使用寿命。

其次，改性沥青具有更好的耐水性和抗湿滑性能。

轮胎胶粉的改性添加可提高沥青的耐水性，减少因雨水侵蚀而引起的路面损坏。

此外，改性沥青通过提高路面抗滑性，减少路面湿滑事故的发生，大大提高了道路安全性。

此外，改性沥青还具有更好的耐温性能。

以废轮胎胶粉为改性剂的沥青可以有效降低路面温度，减轻热胀冷缩对道路的影响。

尤其在高温地区，改性沥青能够有效提高路面的耐久性，减少沥青的龟裂和变形。

除了上述性能提升之外，改性沥青还可以改善道路的环保性能。

废轮胎胶粉的再利用不仅减少了废弃物的排放，还能减少对天然资源的需求。

此外，通过使用改性沥青，可以减少沥青施工过程中产生的挥发性有机物的排放，对空气质量起到积极的影响。

值得注意的是，废轮胎胶粉改性沥青的应用仍然面临一些挑战。

首先是胶粉的质量问题。

由于废轮胎的品质参差不齐，其中所得到的胶粉的性能差异也较大。

因此，在实际应用中需要对废轮胎进行细致的筛选和处理，以确保所得到的胶粉质量稳定可靠。

其次是改性沥青的施工和养护问题。

相较于传统沥青，改性沥青在施工和养护方面存在一定的技术难度。

如何控制胶粉的加入量、保证充分的混合均匀度以及适时进行养护维护，对于改性沥青的工程应用起到至关重要的作用。

沥青混合料老化与抗老化研究综述摘要：沥青作为路面材料中的有机高分子材料，在生产、运输、储蓄和路面运营的过程中均会发生老化的现象，从而使路面很容易就产生裂缝、疏松和坑槽等路面病害。

另外沥青路面服役期间，受降水、温差、交通荷载等因素耦合作用会进一步老化，从而导致路面寿命降低。

所以，我们对沥青及沥青混合料的老化及其抗老化性的研究对路面的养护有着非常重要的作用。

为进一步推动沥青及沥青混合料老化及其抗老化性研究方向的发展，本文主要从沥青老化对性能的影响、沥青老化实验方法和沥青抗老化研究进行展开，系统地阐述了沥青老化的主要研究内容，为沥青老化的发展提出进一步的探讨。

关键词：沥青；沥青混合料；老化；抗老化0引言沥青路面破坏最主要的影响因素是沥青的老化，沥青材料在生产、运输、存储和路面运行过程中都会出现老化的现象，使得路面就很容易产生裂缝、坑槽和疏松等等的路面病害。

除此之外，沥青路面使用期间，由于受到降水、交通荷载、昼夜温差等因素的综合作用会进一步加快老化，进而使路面的寿命降低。

因此，对沥青老化前后的性能变化以及沥青老化指标之间的关联性深入地进行分析有利于探寻沥青老化对沥青混合料的影响，能够对沥青进行抗老化研究，从而缓解沥青路面的老化。

本文在国内外学者对沥青老化与抗老化的科研成果的基础上，从多角度认真的分析了沥青老化的原因，较为系统地介绍了沥青老化的试验方法，从而进一步提出沥青老化与沥青抗老化技术的发展前景。

1 沥青老化机理的研究当前国内外道路建设学者研究的热门话题就是沥青材料的老化机理以及规律,很多的学者[1-6]都已经用实验验证了造成沥青的物理性能、微观结构变化以及族组成的主要原因就是光氧老化和热氧老化。

有大量的研究表明，影响沥青老化的另一个重要因素就是光氧老化,特别是自然光里的紫外线。

因为室外实验的周期都太长，因此现在主要使用人工的强紫外线光源环境箱来模拟在自然光环境下老化的试验方法,可以在短时间内就取得老化效果。

沥青混合料耐久性能研究一、引言沥青混合料是道路建设中常用的材料，其性能直接关系到道路的耐久性、安全性和舒适性。

本文将对沥青混合料的耐久性能进行研究，以提高其在实际应用中的性能和可靠性。

二、沥青混合料的组成和性能1. 沥青混合料的组成沥青混合料主要由骨料、沥青和填料组成。

其中，骨料是指石子、砂子等颗粒状的物料，沥青是一种黏性液体，填料是指用于填充骨料和沥青之间的空隙的物料。

2. 沥青混合料的性能沥青混合料的性能包括以下几个方面：（1）强度：反映了沥青混合料的承载能力，是指在一定条件下，沥青混合料的抗压强度、抗拉强度、抗弯强度等。

（2）稳定性：反映了沥青混合料的抗变形能力，是指在一定条件下，沥青混合料的沉降、变形、裂缝等情况。

（3）耐久性：反映了沥青混合料的抗老化、抗疲劳、抗水解等能力，是指在长时间使用后，沥青混合料的性能变化情况。

三、沥青混合料耐久性能研究方法1. 试验方法沥青混合料的耐久性能试验主要包括以下几个方面：（1）抗老化试验：通过模拟自然环境下的老化过程，测定沥青混合料的老化程度，通常采用高温老化试验或紫外线辐射试验。

（2）抗疲劳试验：通过模拟实际交通载荷下的往复荷载作用，测定沥青混合料的疲劳寿命和疲劳性能，通常采用往复荷载试验或四点弯曲试验。

（3）抗水解试验：通过模拟水的入侵和渗透作用，测定沥青混合料的抗水解性能，通常采用浸水试验或冻融试验。

2. 试验指标沥青混合料的耐久性能试验指标主要包括以下几个方面：（1）抗老化性能：测定沥青混合料的软化点、粘度、弹性恢复率、拉伸性能等指标。

（2）抗疲劳性能：测定沥青混合料的疲劳寿命、疲劳裂纹扩展速率等指标。

（3）抗水解性能：测定沥青混合料的体积稳定性、抗拉强度、抗压强度等指标。

四、沥青混合料耐久性能影响因素分析1. 沥青的性质沥青的性质对沥青混合料的耐久性能有着重要的影响。

例如，沥青的软化点越高，其抗老化能力就越强；沥青的粘度越大，其抗水解性能就越好。

改性沥青紫外光老化性能变化研究张杰【摘要】To study the properties of aging resistance of asphalt,in this study,three different types asphlat were invested through conventional indexes,viscosity and bending beam rheometer.The results show that the penetration of rubber asphalt is the highest,the ductility of SBS asphalt is the highest while the soft point of Sasobit asphalt is the highest.the rubber had the smallest change of viscosity and the ag-ing index.The results also indicated the conclusion were different when used different evaluating indica-tor.%为了研究沥青在紫外光老化作用下的性能变化，本文采用三种不同性质的改性沥青，通过室内模拟自然界的紫外光老化，对沥青的常规指标、旋转粘度及低温蠕变性能进行了研究。

研究结果表明，当对3种沥青进行紫外光老化后，老化前后的橡胶沥青的针入度最大，SBS 沥青的延度最大，而 Sasobit的软化点最高。

SBS 沥青的粘度比和老化指数最大，而橡胶沥青的粘度比及老化指数最小。

试验发现采用不同的评价指标得到的沥青抗老化性能也不一致。

【期刊名称】《公路工程》【年(卷),期】2014(000)002【总页数】4页(P295-298)【关键词】道路工程;沥青;光老化;评价指标【作者】张杰【作者单位】攀枝花学院土木工程学院，四川攀枝花 617000【正文语种】中文【中图分类】U414.10 前言沥青结合料的老化是影响沥青路面使用寿命的重要因素，.沥青路面长期暴露在自然环境中，经受热、氧、光、水等因素的作用，沥青不可避免的发生老化［1－4］。