【摘要】：研究了老化前后硬質(zhì)瀝青的動(dòng)態(tài)力學(xué)流變性能并對高溫性能進(jìn)行比較,采用DSR對流變性能進(jìn)行分析,利用車轍試驗(yàn)對其高溫性能與4%抗轍裂劑改性瀝青進(jìn)行比較。研究表明:G*回歸得到的GTS證實(shí)老化前后硬質(zhì)瀝青的溫度敏感性均低于SBS改性瀝青和基質(zhì)瀝青;在實(shí)驗(yàn)溫度內(nèi),老化前后硬質(zhì)瀝青的黏彈性變化趨勢相似,溫度升高使得材料的彈性作用減弱,黏性行為增強(qiáng),但老化后瀝青黏性行為開始占據(jù)主導(dǎo)地位的溫度高于老化前,表明老化提升了硬質(zhì)瀝青的彈-黏轉(zhuǎn)變溫度。車轍因子、動(dòng)穩(wěn)定度的對比結(jié)果為:老化后硬質(zhì)瀝青硬質(zhì)瀝青抗轍裂劑改性瀝青,兩者綜合證實(shí)了硬質(zhì)瀝青具有優(yōu)異的抵抗高溫變形的能力,其可以作為原料或改性劑用于南方等高溫地區(qū)瀝青路面的鋪設(shè)及抗車轍劑類產(chǎn)品的研發(fā)。
【圖文】：

量的抗轍裂劑，在溫度170～180℃，轉(zhuǎn)速4000r/min下剪切混合均勻，剪切時(shí)間在30min左右。2結(jié)果與討論2．1流變性能分析瀝青是一種典型的黏彈性材料，其路用性能受溫度影響較大，因此需要分析其在連續(xù)變化溫度范圍內(nèi)的流變行為。鑒于硬質(zhì)瀝青自身的特性，筆者將考察溫度的上限提高至100℃。復(fù)數(shù)剪切模量G*是材料在重復(fù)剪切時(shí)抵抗剪切變形的度量，用來評價(jià)材料抵抗變形的總能力［8］。G*包括儲(chǔ)能模量G'(表征材料變形過程中能量的儲(chǔ)存和釋放)和損耗模量G″(表征材料變形過程中內(nèi)部摩擦而散失的熱量)。由圖1可見，G*隨溫度的升高而不斷降低，且硬質(zhì)瀝青老化后的G*均較老化前高，這是由于老化作用使得瀝青中輕質(zhì)組分減少，重質(zhì)組分增多，瀝青由溶-凝膠型向凝膠型轉(zhuǎn)變的結(jié)果。圖1硬質(zhì)瀝青老化前后G*隨溫度變化Fig．1IsochronalplotsofG*changingwiththetemperaturebeforeandafteraginghard-gradeasphalt對于瀝青感溫性能的評價(jià)，常規(guī)的針入度評價(jià)體系由于受到溫度范圍的限制因而存在局限性。G*是瀝青本身固有物理性質(zhì)的定量描述，采用G*回歸得到的復(fù)數(shù)模量指數(shù)GTS可在更廣泛的范圍內(nèi)表征瀝青材料的溫度敏感性。溫度的對數(shù)與G*的雙對數(shù)成如下線性關(guān)系:lglgG*=GTS×lgT+C式中:G*為復(fù)數(shù)模量，Pa;T為溫度，K。GTS控制的溫度范圍較針入度指數(shù)寬泛，且每個(gè)溫度下的G*對整個(gè)溫度范圍的GTS的影響很小，可減少外延性誤差，因此用GTS評價(jià)瀝青的感溫性能更具有科學(xué)性［9］。為了對硬質(zhì)瀝青老化前后的感溫性能進(jìn)行更直觀的判斷，筆者選取殼牌90#基質(zhì)瀝青、4%SBS改性瀝青與硬質(zhì)瀝青分別對其進(jìn)行短期老化，主要考察老化前后3種瀝青在中高溫區(qū)域的溫度敏感性，溫度取58、64、70℃

圖2不同瀝青老化前后lglgG*-lgT關(guān)系Fig．2ＲelationoflglgG*-lgTofdifferentasphaltbeforeandafteraging表2不同瀝青老化前后GTSTable2GTSvalueofdifferentasphaltbeforeandafteraging名稱老化前老化后GTSCＲ2GTSCＲ2基質(zhì)瀝青－6．0315．740．999－5．7715．110．999改性瀝青－4．1911．170．993－3．8610．360．998硬質(zhì)瀝青－2．156．200．998－1．745．170．999由圖2及表2可知，3種瀝青老化前后的GTS均為負(fù)值，且老化后斜率均較老化前小，表明對3種瀝青而言，老化過程均使其感溫性能下降。無論老化前還是老化后，，硬質(zhì)瀝青的斜率均低于另外兩種，曲線更趨于平穩(wěn)，表明硬質(zhì)瀝青的G*受溫度影響的趨勢更小，對溫度更不敏感。G'為瀝青中的儲(chǔ)能模量，其隨溫度的變化規(guī)律見圖3。圖3硬質(zhì)瀝青老化前后G'與tanδ隨溫度變化Fig．3VariationofG'andtanδchangingwiththetemperaturebeforeandafteraginghard-gradeasphalt由圖3可見，老化前后硬質(zhì)瀝青的G'均隨溫度的升高而不斷下降，表明高溫階段瀝青的彈性作用逐漸減弱。老化后硬質(zhì)瀝青的G'均高于老化前，代表老化過程增強(qiáng)了瀝青的彈性作用。老化前后硬質(zhì)瀝青的損耗因子tanδ隨溫度的升高而增大，代表高溫階段瀝青的黏性行為逐漸明顯。溫度的升高增大了瀝青的自由體積，黏性成分增加，彈性成分減小，使得瀝青從低溫時(shí)的高彈態(tài)向高溫時(shí)的黏流態(tài)轉(zhuǎn)變［10］。與此同時(shí)，硬質(zhì)瀝青老化前tanδ均高于老化后，表征老化過程降低了硬質(zhì)瀝青的黏性，增強(qiáng)了彈性。這與G'的變化趨勢一致，即隨溫度的升高，瀝青逐漸由彈性向黏性轉(zhuǎn)變。老化過程增強(qiáng)了硬質(zhì)瀝青的彈性行為，瀝青的彈性主要由瀝青質(zhì)等重組分決定，黏性主要由蠟含量決定［11］，老化過程增強(qiáng)了瀝青質(zhì)的
【作者單位】： 山西省交通科學(xué)研究院;新型道路材料國家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：山西省交通運(yùn)輸廳科研項(xiàng)目(2016-1-27) 山西省基礎(chǔ)研究項(xiàng)目(2015021074)
【分類號】：U414

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前6條

1 王嵐;陳剛;邢永明;胡江三;冷冰;;老化對膠粉和SBS改性瀝青流變性能的影響[J];建筑材料學(xué)報(bào);2015年03期

2 金芳;;高模量改性瀝青性能及技術(shù)指標(biāo)研究[J];山西交通科技;2010年06期

3 陸兆峰;何兆益;秦e

本文編號：2545976