沥青老化方式及时间对沥青性能的影响

下， 经过 /01 老化比经过 23453 老化的更严重， 经 过 23453 老化后再经过 /01 老化最严重。这同粘 万方数据同常规指标结论也基本一致。 度结果比较一致，
!期
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曲线则趋于缓和， 各类沥青在较低温度时区分才比 较明显。
!" 老化时间对沥青性能的影响
时间在很大程度上决定了沥青的性能变化， 在 沥青发生老化的过程中不可缺少。分析沥青样品在 不同老化 时 间 时 不 同 旋 转 速 度 时 的 性 能 变 化， 图 #! 、 图 #4 分别是对壳牌 1$ 2 在 #$$ + ， $5 4 678、 *5 4
图 #$" 沥青 %&’(& 老化 ) #* + ! 值对比
图 "< E*6 老化 &!A H A$ IJK 粘度对比
文献标识码： B
!" 老化方式对沥青性能的影响
不同的老化方式会对沥青会结合料产生一定的 影响， 影响的程度如何， 对于采用的老化模拟方式是 否合理， 需要对沥青的相应指标进行验证。图 & 、 图 " 为 # 种沥青在 &!A H 、 A$ IJK 时， C/D,/ 和 E*6 这 " 种老化方式下粘度随老化时间的变化曲线。可以 看出， # 种沥青 &!A H 时的粘度有明显差别， 处于不 同的老化水平， 随老化时间的增加， 粘度值有所增 加， 增加速度也有所差异， 从此可以判断出沥青品种
的抗老化能力。改性壳 ?$ L 与改性泰 >$ L 抗老化能 力与壳牌 ?$ L 、 泰普克 >$ L 相比稍强一些， 显然改性 后沥青的性质较原质沥青要好， 抵抗老化的性能有 了一定程度的提高。 通过壳牌 ?$ L 和改性壳牌 ?$ L 在 &!A H 、 "$ IJK 下对 E*6、 C/D,/、 C M E 这 ! 种老化方式进行试验 分析， 得出其粘度随老化方式的变化， 结果见图 ! 、 图 #， 其中 E*6、 C/D,/ 老化条件是以原样沥青开 始、 C M E 是以 C/D,/ 老化 =A KNO 后再进行 E*6 老 化。从图中可以看出在相同温度、 相同转速下粘度 随老化时间的增大而增大， 但在相同的时间下， 粘度 随 C/D,/、 E*6、 C M E 老化程度的深入而依次变大， 这说明经过 E*6 老化比经过 C/D,/ 老化的 更 严 重， 经过 C/D,/ 老化后再经过 E*6 老化最严重。 由对同一温度不同老化方式下 ! $ " PNO ! 随老 化时间的变化， 以壳牌 ?$ L 沥青 A= H 、 %# H 不同老 化方式在不同老化时间的 ! $ " PNO ! 变化为例 （见
第 !" 卷第 # 期 "$$% 年 &" 月
湖 南 交 通 科 技
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沥青老化方式及时间对沥青性能的影响
对同一种沥青在同一老化方式下对应不同的温 度下随老化时间的弯曲劲度模量 # 值和蠕变速率 $ 值变化规律基本一致。对 ’ 种沥青分别在不同老化 方式的不同温度下的老化进行对比， 以此表明不同
图 .! 壳牌 $% & .’ * 不同老化方式 ! $ " +,- !
沥青抗低温性能的不同。图 8% 9 图 8" 分别是 23: 453 和 /01 条件下沥青 ; 8# * 和 ; 8) * 时随老化 时间的沥青弯曲劲度模量 # 值和蠕变速率 $ 值的 变化。
原样沥青
! ! 从图 07 、 图 #8 中可以明显看出， 低温劲度 @ 随 老化时间的增加而增加， 但不同的温度其增幅不同。 5 1 6 时， 随老化时间的增加， 低温劲度的变化比较 明显， 但却不利于区分不同沥青的性能； 5 03 6 时， 万方数据 低温劲度的变化则明显地减小； 在 +,- 老化 08 >
王 < 鹏& ， 曾凡奇" ， 郭成超&
（ &9 郑州大学 环水学院， 河南 郑州< #A$$$" ； "9 河南省交通基本建设质量检测监督站， 河南 郑州< #A$$A" ）
< < 摘< 要： 老化是沥青使用过程不可避免要经历的过程， 老化将导致沥青逐渐硬化变脆开 裂， 不能发挥其原有的作用。试验比较了原样沥青、 短期老化和长期老化沥青及其在不同老化 时间的性能变化， 从而寻求沥青老化方式及时间对沥青性能的影响。 关键词： 沥青老化； 短期老化； 长期老化； 老化时间 < < 中图分类号： (#&# < < 沥青老化的标准分析过程， 就是确定一个模拟 实际状态的老化条件， 使沥青结合料经受模拟生产 过程的短期老化和使用过程的长期老化， 短期老化 采用旋转薄膜烘箱试验 （ C/D,/ ） 来模拟沥青在储 存、 运输及沥青混合料拌和时产生的老化； 长期老化 采用压力老化试验 （ E*6 ） 来模拟沥青在路面使用 中 A F % G 的老化。能够对沥青的抗老化程度进行 比较全面的评价， 从而体现结合沥青老化时的高、 低 温性能， 对于沥青的选择具有重要的指导意义。
图 02! +,- 不同老化时间 ! $ " $%& ! 变化
变化规律也和此类似。
表 0! 低温劲度 # 9 :+; 和蠕变速率 $ 数据
老化时间 温度 9 6 51 5 03 51 => 5 03 51 08 > 5 03 +,51 0= > 5 03 51 #8 > 5 03 48" 8? #=# 417 8? #"7 #17 8? #73 "#4 8? #30 "7# 21? 8 8? #=4 8? "70 413 21? # 8? #48 8? 4=1 #=3 44? = 8? "83 8? 4"" "## =0? 2 8? #30 8? 4=7 17? 1 8? 40# 28? = 8? 4=3 "7? 0 8? 4=4 42? 3 8? 413 "33 8? #=3 413 8? #4" #44 8? "04 "01 8? #3" "32 1#? = 8? #17 8? 4"3 40= 11? 3 8? #1# 8? 4=7 #"1 ""? 8 8? "#8 8? 437 #33 4=? 7 8? "## 8? 432 壳牌 28 < # #4? 0 #32 =1? 3 $ 8? 10# 8? "41 8? 41# 泰普克 78 < # $ #0? 1 "#= =2? 4 8? 121 8? "41 8? 417 改性壳牌 28 < # $ 04? 7 03" #7? " 8? 108 8? "1# 8? =8" 改性泰普克 78 < # $ #8? # #47 "4? 8 8? 1#0 8? ""7 8? =07
图 #0" 沥青 ,-. 老化 ) #/ + " 值对比
" " ! 种沥青在不同的温度条件下， 对应不同的老 化方式弯曲劲度模量 ! 值和蠕变速率 " 值都发生 了变化， 在 %&’(& 和 ,-. 老化条件下， 随着老化时 间的增加， 沥青的 ! 值增大， " 值减小， 老化趋于严 重。对测试的 ! 种沥青， 改性沥青的抗老化性能要 好于原质沥青， 而且改性壳 1$ 2 的抗低温开裂的性 能最好， 泰普克 3$ 2 的性能相对最差。 ! 值的变化比 万方数据 较明显， 可以判断出沥青的低温下性质的不同； "值
678、 45 $ 678 和 #04 + ， *$ 678、 4$ 678、 #$$ 678 时不 同老化时间的趋势， 由此可看出， 随老化时间的增加 壳牌 1$ 2 #$$ + 、 #04 + 的粘度都在增大， 随旋转速度 的不同 #$$ + 和 #04 + 的变化趋势基本一致。这说 明， 粘度随温度变化有较大的变化， 同样温度下不同 的旋转速度对粘度影响不大。
图 "! 壳牌 $% & 老化方式下粘度比较
图 $! 23453 老化 .’ * ! $ " +,- ! 对比
图 ’! 改性壳牌 $% & 沥青老化粘度比较
图 )! 沥青 /01 老化 .’ * ! $ " +,- ! 对比
图 (! 壳牌 $% & () * 不同老化方式 ! $ " +,- !
图 6! 沥青 2 7 / 老化 .’ * ! $ " +,- ! 对比
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甚至不满足测试的条件， 但在同一温度下随老化时 间的增加 ! $ " $%& ! 的值也随之增大， 而且从图中的 +,- 老化以及 ’(. 变化趋势可以看到 ’()*( 老化、 )*( / +,- 老 化 " 种 方 式 下， 沥 青 测 试 指 标 !$ " $%&!变化趋势基本一致， 这与常规指标老化的变化规
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图 $、 图 )、 图 6 为 ’ 种沥青在 .’ * 时， 23453、 /01 和 23453 7 /01 这 " 种老化方式下 ! $ " +,- ! 随老化时间的变化曲线。可以看出， ’ 种沥青 .’ * $ 时的 ! " +,- ! 有所差别， 随老化时间的增加， !$ " +,- ! 值迅速增加， 增加速度也有所差异， 但大致上 都是壳牌 $% & 、 泰普克 6% & 增加速度与改性壳 $% & 、 改 性泰 6% & 相比稍快， 可以看出改性壳 $% & 、 改性泰 6% & 抗老化能力与壳牌 $% & 、 泰普克 6% & 相比要强一些， 与粘度试验的结论一致。
后， 增加量更小， 甚至几乎不发生变化。 由此认识到， 较高的低温 （如 5 1 6） 有利于判 断沥青的老化程度， 不利于区分不同沥青的低温性 能。而较低的低温 （ 如 5 03 6 ） 则不利于判断同一 ! ! （ 下转第 03 页）
图 03! ’()*( / +,- 沥青不同老化时间 ! $ " $%& ! 变化 图 01! ’()*( 不同老化时间 ! $ " $%& ! 变化
律基本吻合， 但是不同的老化方式， ! $ " $%& ! 的变 化幅度并不一致， ’()*( 老化开始增长比较快， 但 随后逐渐平缓； 而 +,- 老化则是开始增长也比较 快， 随着老化时间的延长， 增长幅度更大； ’()*( / +,- 老化随老化时间的增长， 一直表现出比较高的 增长趋势； 可见短期老化和长期老化机理比较一致， 它们只是随着老化的深入对沥青影响程度不同。 但是， 沥青低温性能随老化时间的变化却呈现 不同的特点。表 0 为 4 种沥青在不同老化阶段 5 1 6 和 5 03 6 时的低温劲度 # 以及蠕变速率 $ 值。 其低温劲度曲线见图 07 、 图 #8 。蠕变速率 $ 值的
图 &< C/D,/ 老化 &!A H A$ IJK 粘度对比
图 A、 图 %） 。可以看出在同一温度下随老化时间的 增加 ! $ " PNO ! 也随之增大， 而且在相同的老化时间
< < 收稿日期： "$$%! $#! "= 万方数据 作者简介： 王< 鹏 （ &>?!! ） ， 女， 讲师， 主要从事路面工程与道路材料的研究。
以壳牌 1$ 2 为例来说明在不同的老化方式、 不 $ 同温度下随老化时间的 # $ 9:; ! 的变化规律， 图 #< = 图 #/ 分别为： 壳牌 1$ 2 沥青 %&’(& 老化 4/ + 、 <! + 、 1$ + 、 1< + 时在不同老化时间的 # $ $ 9:; ! 变 化； 壳牌 1$ 2 沥青 ,-. 老化 4/ + 、 <! + 、 1$ + 、 1< +、 /* + 时在不同老化时间的 # $ $ 9:; ! 变化； 壳牌 1$ 2 沥青 %&’(& > ,-. 老化 4/ + 、 <! + 、 1$ + 、 1< + 时在不同老化时间的 # $ $ 9:; ! 变化。从图 #< 可 以看出， 随着温度的升高， # $ $ 9:; ! 的值逐渐变小，
图 ##" 沥青 %&’(& 老化 ) #* + " 值对比
图 #!" #$$ + 下不同的旋转速度沥青粘度
图 #*" 沥青 ,-. 老化 ) #/ + ! 值对比
图 #4" #04 + 下不同的旋转速度沥青粘度
通过以上分析表明， 布氏旋转粘度 （ %.） 试验可 以初步判别沥青结合料性能之间的差异， 可用来作 为评价沥青老化性能以及预测沥青老化规律指标。