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基于等延度的增塑沥青老化耐久性的对比研究

导读:同时针入度数值也在提高,因 此,需要综合考虑沥青高低温性能以确定合适的增塑剂掺量。在耐老化性方面,增塑Sasobit90号改性沥青各项指标变化幅度最小,老化耐久性最


返回列表 来源:未知 发布日期:2019-10-10 14:46【
沥青混凝土路面温缩裂缝是沥青混凝土路面主要的病害之一,特别是在低温气候地区。由于沥青 路面裂缝引起的麻面、坑槽、沉陷和翻浆等一系列问 题严重影响道路使用功能及服务寿命。SHRP 相关研 究 成 果 表 明,沥 青 混 合 料 的 路 用 低 温 性 能 90%源于结合料自身特性,沥青结合料的低温性能 表现对混合料的低温性能起到举足轻重的作用,因 此可以尝试以提高沥青结合料的低温柔韧性为出发 点,通过提高沥青结合料的低温性能,达到减小沥青路面的裂缝问题。传统的沥青路面已经不能满足 要求,上海昌吉公路检测仪器对改性沥青的重要性就更加的突出。工程中常 用并且 技 术 成 熟 的 改 性 剂 为 SBS、SBR、PE、EVA 等高聚物改 性 剂。其 中 SBS因其自身良好的性能 和显著的改性效果而被广泛应用,改性后的沥青高 温性能和低温性能均具有明显的改善。

由于改性剂的用量越来越大,以及对环保要求 越来越高,现在更需要一种既环保又经济的改性剂, 现有改性剂已经无法满足这些要求。增塑剂是塑料 工业使用较多的酯类化合物添加剂,掺加到材料中 可以改善其拉伸性和柔韧性,增塑剂本身不会改变 物质的基本化学性质,本身不会与聚合物发生化学 反应。鉴于增塑剂的这种性能,以及沥青作为高分 子混合物与树脂等具有的相似性,可以尝试将增塑 剂作为改性剂来改善沥青的低温性能。增塑剂的塑 性增强原理是减弱分子间的范德华力,增加聚合物 分子链之间的可移动性,同时降低分子链之间的结 晶性,进而 提 高 了 聚 合 物 的 塑 性。本 试 验 采 用 DOP新型环保型增塑剂,抗 寒 性 能 优。DOP 增 塑 剂具备了环保、无毒、力学稳定、光泽性好、增塑效率 高、相溶性好、不易氧化和挥发、能抑制对油酯的渗 出作用等特点。 为了更好地进 行 不 同 沥 青 结 合 料 老 化 耐 久 性 的对比研究,本 项 目 提 出 了“等 延 度”概 念,“等 延 度”是指沥青在低温状态下所 产 生 的5℃延 度 处 于 一定的范围内。上海昌吉地质仪器有限公司研究目的是通过 备“等 延 度”的 不同道路沥青,对比分析增塑沥青结 合料的老化 耐久性。

试验材料与试验方案

1.1.1 试验材料
(1)沥青材料 试验采用基质90号沥青和110号沥青,其技术 指标如表1和表2所示。
1.1.2 沥青改性剂和增塑剂
验采用SBS、SBR、PE、Sasobit改性剂、DOP 增塑剂等外 掺 剂(如 图 1),以 沥 青 5℃ 延 度 30cm(低温性能)为标准,对增塑沥青及其他改性沥青进 行耐久 性 对 比 研 究。SBS、SBR、PE、Sasobit改 性 剂的技术指标如表3、表4、表5所示,DOP 增 塑 剂 的技术指标如表6所示。

1.2 沥青试样的制备 在90号改性沥青与110号基质沥青的前提下, 以沥青5℃延度30cm(低温性能)为标准,制备5种不同改性沥青(增塑90号沥青、增塑3%Sasobit90 号沥青、增 塑3%PE90号 沥 青、4%SBS90号 沥 青、1%SBR90号沥青)。通过与不同改性沥青对比,进 行增塑沥青老化耐久性的对比研究。将制备好的基质沥青或改性沥青温度保持在 165℃左右,向其中加入一定掺量的 DOP增塑剂,搅 拌机搅拌速度为2000r/min。搅拌大约15min,使 增塑剂与 沥 青 充 分 融 合,并 排 出 其 中 的 气 泡。 可以得到增塑改性沥青试样。

1.3 试验方案
在以上不同改性沥青试 样 的 基 础 上(表7~表 10所示),根 据“等 延 度”原 则,对 不 同 沥 青 试 样 分 别进行加热老化,老 化 时 间 分 别 为5h和20h,测 定沥青的 技 术 指 标,以此来评价增塑 沥青的老化 耐久性。

2 增塑沥青的老化耐久性对比分析
采用旋转薄膜烘箱(RTFOT)对等延度的6种沥 青进行老化试验。沥青老化时间为5h和20h。 不同 老 化 时 间 的 沥 青 各 项 性 能 指 标 如 图 2所 示。老化后的沥青各项性能指标变化幅度如表11 所示。表11中
①为增塑90号改性沥青;
②为增塑 Sasobit90号改性 沥 青;
③为 增 塑 PE90号 改 性 沥 青;
④为SBS90号改性沥青;
⑤为 SBR90号改性沥 青;
⑥为110号基质沥青。

3 结语

(1)沥青 中 加 入 增 塑 剂 后,低温性能有显著提 升,并且提升幅度随着掺量的增加而提高。对于高 温性能,随着增塑剂掺量的增加,高温性能有不同程 度的下降。因此,在沥青中加入增塑剂时,要综合考 虑沥青的高低温性能指标,确定增塑剂一个合适的 掺量。
(2)6种 沥 青 老 化 后,增 塑 Sasobit90号 改 性 沥 青各项指标变化幅度最小,老化耐久性最优。
(3)6种沥青老化后,低温5℃延度变化幅度大 小顺序依次是:SBR90号>基质110号>SBS90号 >增塑90号>增塑 PE90号>增塑Sasobit90号。