沥青的老化与再生

90
90
100
100
< 5000 kPa
10 7 4 25 22 19
(Dynamic Shear Rheometer)
16 13 10 7 25 22 19 16 13 31
DSR G* sin d
28 25 22 19 16 34 31 28 25 22 19 37 34 31 28 25 40 37 28 31 34
沥青化学组成与使用性能的关系




沥青的化学组成按“ 族”分为饱和分、芳香分、胶 质、沥青质。 “族”组分分离是按照极性分的。 沥青老化过程中，饱和分相对惰性，芳香分减少， 沥青质增加，胶质视以上变化倾向减少或增加。 沥青的性质，不仅与化学组成相对量有关，还与各 组分的结构有关。
具有普遍意义的 “沥青化学组成与使用性质 的关系” 尚未见报道
BBR “S” Stiffness
RWM
Avg 7-day Max, oC 1-day Min, oC
PG 82
-34 -40 -46 -10 -16 -22 -28 -34 -40 -46 -16 -22 -28 -34 -40 -10 -16 -22 -28 -34 -40 -10 -16 -22 -28 -34 -40 -10 -16 -22 -28 -34 -10 -16 -22 -28 -34
沥青的老化与再生
目
一 二
录
沥青老化及其评价方法 老化沥青的再生原理 再生剂及其选择原则 再生沥青的性质 再生沥青混合料设计流程
三 3
4 四
4 五
常

识
有机材料在光、温度、水、大气、污染物、 应力等因素作用下，其性质会发生变化。 沥青是一种有机大分子材料。 沥青在施工/使用过程中，性质都会发生 变化，直接表现是变硬变脆。
指标 针入度(25℃,5s,100g) 适用的气候分区 针入度指数 PI 不小于 软化点(R&B) 不小于 60℃动力粘度不小于 10℃延度 不小于 15℃延度 不小于 蜡含量(蒸馏法) 不大于 闪点 不小于 溶解度 密度(15℃) TFOT (或 RTFOT)后 质量变化 不大于 残留针入度比 不小于 残留延度(25℃) 不小于 残留延度(15℃) 不小于 残留延度(10℃) 不小于 单位 等级 dmm 1-1 ℃ Pa.s cm cm ％ ℃ ％ 3 g/cm ％ % cm cm cm A A A A A A 新标准 80～100 1-2 1-3 2-2 2-3 -1.5～＋1.0 45 160 140 30 20 30 20 100 2.2 230 99.5 实测记录 0.8 64 取消 取消 8 原标准 80～100 无 42～52 无 无 100 3 230 99.0 实测记录 1.0 50 75 实测记录 无
RTFO
64
Mass Loss < 1.00 %
> 2.20 kPa
46
(Dynamic Shear Rheometer)
52 58
DSR G*/sin d
70 76 82
(PRESSURE AGING VESSEL)
PAV
100 (110) 100 (110) 110 (110)
20 Hours, 2.07 MPa
沥青老化影响因素
挥发作用 氧化作用 拌 合 使 用
沥青老化因素
聚合作用
光 作 用 水 作 用 触变作用
沥青在老化过程中，平均分子量增加
A 同一沥青，不同时间
B
沥青老化后化学组成发生变化
沥青
正庚烷溶解过滤
不溶物
甲苯洗涤
可溶物
氧化铝层析色谱Biblioteka Baidu甲苯+乙醇 甲苯
石油醚
沥青质
胶质
芳香分
饱和分
沥青老化组成变化规律
Creep Stiffness, TP1:
Determine Critical Cracking Temperature as described in PP42
-24 -30 -36 18 -24 0 -6
( Bending Beam Rheometer)
-12 -18 -24 -30 -36 -6 -12 -18 -24 -30 0
60º C 的粘度 Pa.s 135º C 的粘度 mm2/s min 0.2 Min 针入度 25º C 100g, 5s 0.1mm 130 闪点 º C 250 溶解度 60º C 的粘度 %
CEC
AASHTO MP1a Specifications
PG 46 PG 52 PG 58 PG 64 PG 70 PG 76
饱和分
芳香分
胶质
45.0
沥青质
60
胶质
饱和分 芳香分 胶质 沥青质
50
胶质
40.0
四组分含量/%
40
四组份含量
饱和分 芳香分 胶质 沥青质
35.0 30.0 25.0 20.0 15.0 10.0
30
AH-90
AR
20
10
5.0
0 0 5 10 老化时间/h 15 20 25
0.0 0 5 10 15 老化时间/h 20 25
沥青老化的宏观表现
针入度的降低 软化点升高
粘度增加
延度减小
沥青老化模拟方法

薄膜烘箱试验（TFOT）


旋转薄膜烘箱试验（RTFOT） 短期老化
旋转老化瓶试验


压力老化罐试验
氧化老化试验 吸氧试验 长期老化
GB/T15180-2010 重交通道路沥青
A级新旧道路石油沥青标准的比较
ORIGINAL
> 230 oC < 3 Pa.s @ 135 oC
> 1.00 kPa
46 52 (Flash Point) (Rotational Viscosity)
FP RV
(Dynamic Shear Rheometer)
58
DSR G*/sin d
64 70 76 82
(ROLLING THIN FILM OVEN)
45
A A A A
欧盟标准化委员会CEN
美国粘度分级标准
澳大利亚沥青标准
Australia 沥青分级 等级 指标 Class 50 min max 40 60 0.3 Class 170 min max 140 200 0.25 60 250 99.0 TFOT 300 99.0 300 0.45 Class 320 min max 260 380 0.40 40 250 99.0 300 0.65 Class 600 min max 500 700 0.60 20 250 99.0 300 0.85