瀝青及瀝青混凝土光氧老化性能研究.pdf

1、公路交通是國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的命脈。截至2008年底，我國高等級公路通車?yán)锍坛^6.03萬公里，逐步形成東部加密、中部成網(wǎng)、西部連通的交通體系。高速公路服役期間，對瀝青路面性能的要求越來越高；然而瀝青的老化、揮發(fā)物的衰減、自然硬化及滲流必將導(dǎo)致路面使用性能的下降；其中太陽光、氧氣是誘發(fā)瀝青老化及瀝青路面性能下降的主要因素。本文研究光氧因素對瀝青及瀝青混凝土性能的影響，探討瀝青及瀝青混凝土在光氧老化作用下瀝青化學(xué)組分及其結(jié)構(gòu)性能的演變規(guī)律

2、。 本文對以往研究成果總結(jié)的基礎(chǔ)上，選取基質(zhì)瀝青AH70和SBS改性瀝青PG76—22為研究對象，運(yùn)用布氏粘度儀、四組分分析、傅立葉紅外光譜分析儀、原子力顯微鏡及動態(tài)剪切流變儀等檢測分析手段，研究瀝青在光氧老化作用下的路用性能、化學(xué)組分、化學(xué)結(jié)構(gòu)及流變性能的室內(nèi)外老化演變規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn)：室內(nèi)外老化性能演變趨于一致；光氧老化使瀝青路用性能的粘度增加、溫度敏感性降低、高溫性能增強(qiáng)；光氧老化使瀝青的輕質(zhì)組分減少，膠質(zhì)、瀝青質(zhì)增多，同時

3、羰基和亞砜基指數(shù)顯著增加，形成較多的分子量相對較大的瀝青質(zhì)：SBS改性瀝青PG76—22中，C=C峰值含量減少，表明改性劑降解；光氧作用增大了瀝青復(fù)合剪切模量G*和相位角δ減小，使瀝青彈性增強(qiáng)；同時發(fā)現(xiàn)，瀝青老化與瀝青膜厚成反比、老化時間、光強(qiáng)度成正比。 本文選用SBS改性瀝青PG76—22合成AC-13及SMA-13級配瀝青混凝土進(jìn)行瀝青混凝土光氧老化性能研究，采用低溫三點(diǎn)彎曲實(shí)驗(yàn)和四點(diǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)檢測瀝青混凝土老化過程中的性

4、能變化；研究表明：低溫彎曲強(qiáng)度隨老化程度減小，老化程度越高，其減小的變化趨勢越快；室內(nèi)外老化條件下彎曲勁度模量與老化時間之間呈現(xiàn)近似相同的變化趨勢；通過計(jì)算小梁試件的彎拉斷裂能判定在短期老化及路面老化12個月附近，瀝青混凝土AC-13和SMA-13具有最大的彎曲應(yīng)變能；運(yùn)用現(xiàn)象學(xué)法和耗散能疲勞理論，對比研究兩種級配結(jié)構(gòu)的抗老化、抗疲勞特性，發(fā)現(xiàn)SMA-13的抗老化及抗疲勞特性均優(yōu)于AC-13級配結(jié)構(gòu)；材料的累積耗散能均與疲勞壽命成正比；