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沥青固有与改善性能流变学分析

导读:沥青固有与改善性能流变学模型。


返回列表 来源:未知 发布日期:2020-06-20 09:06【

图为:上海昌吉地质仪器有限公司软化点仪
在沥青流变性的理论研究中,一般用塑性元件、弹性元件和黏性元件或串联或并联或串联加并联的方式组成相应的模型来分析不同种材料的流变学特征。通过流变学模型可以建立流变学方程,明确应变与应力、时间等之间的关系,随之可以分析不同时间下的各种材料的变化特征。如果可以成功地建立流变学模型就可以更好地了解材料的流变特性。

实验室研究沥青的流变性大多使用动态剪切试验,利用动态剪切流变( dynamic shear rheological, DSR) 试验测定了沥青的两个参数即复数剪切模量G*和 相 位 角 δ,得到高温稳定性指标车辙因子G* /sinδ,从而进行数值分析。在试验过程中采取的5 个温度分别是 52 ℃、58 ℃、64 ℃、70 ℃ 和76 ℃,准备了 6 种沥青,原样沥青包括 90#沥青、SBS 沥青,老化 5 h 沥青包括 90#沥青、SBS 沥青,老化 20 h 的 90#沥青、SBS 沥青。但是很明显无论是原样沥青,还是短期老化沥青,基质沥青车辙因子都比 SBS沥青小,所以在沥青的流变性能方面,SBS 改性沥青优于 90#基质沥青,改善后的沥青性质要比沥青固有的性质好。与上面的结论相呼应。但在老化 20 h 后 SBS 改性沥青的抗高温稳定性不如 90#沥青,所以当老化增加到一定时间时,改性沥青在某些性能方面不一定比基质沥青强。

讨论方案
( 1) 由试验结果可知,当老化时间不断增加,针入度、延度不断下降,软化点、135 ℃ 黏度不断增加,且基质沥青下降的速度和增加的速度都不如改性后的沥青,可得出 SBS 改性沥青的针入度、延度、软化点,基本优于基质沥青的结论。因此可以说明沥青改善之后的性能优于原有的性能。

( 2) 基于流变学理论,通过 DSR 试验发现 SBS改性沥青的车辙因子明显比基质沥青的大,说明SBS 沥青比基质沥青具备更好的抗高温车辙能力,但当两种沥青分别老化 20 h 后,其车辙因子发生不同的变化,在相同温度下 90#沥青老化 20 h 后车辙因子明显增加,但 SBS 沥青却在降低,且当同时老化 20 h 后,无论在哪个温度点 90#沥青比 SBS 沥青车辙因子都大,所以当老化时间过长后改性沥青的抵抗高温稳定性不一定比基质沥青强。

( 3) SBS 改性沥青的流变性能会受到很多因素的影响,包括温度、改性剂的掺量、改性沥青混合在一起的时间等,这些都会影响其性质,使其发生较大的变化。试验验证了温度变化带来的影响,温度越高,无论是基质类沥青还是改性类沥青的车辙因子都会下降。且当老化时间增加,90 #沥青的车辙因子还会比 SBS 改性沥青大。所以选择合适的改性沥青对未来的路面使用效果都会产生不一样的影响。