表面活性温拌剂对沥青材料短期老化性能影响.pdf

第43卷第2期
I材
Vol43. No.2
2017年2月
Sichuan Building Materials
February 2017
表面活性温拌剂对沥青材料短期老化性能影响
罗炉,雷宗建,颜加俊,姚虎
(湖北省高速公路实业开发有限公司,湖北武汉710064)
摘要:以旋转薄膜加热试验( RTFOT)、膜加热试验表1
表面活性温拌剂技术指标
(TFOT)作为短期老化试验方法,以针入度、软化点、延度及项日
技术指标
粘度作为常规评价指标,结合SHAP高温动态剪切试验及弯
棕萸色液体
曲梁流变试验,开展GHWM-H8表面活性温拌剂对沥青短主要成分
表面活性剂浓缩液
期老化性能影响研究。试验结果表明:表面活性温拌剂不仅有效物质含量/%
10.0
在降低施工温度方面减缓沥青材料老化,温拌剂材料本身也pI
能一定程度延缓沥青老化,提高温拌沥青抗老化能力。
密度/(?
关键词:表面活性温拌剂;常规指标;SHRP试验;短期老化
400~450
中图分类号:U414
文献标志码:A
降温幅度
文章编号:1672-4011(12017)02-(0011-03
D)(:10.39069/j.1is.1672-401.2017.02.006
试验方案
0前言
2.1老化方法选择
传统热拌沥青混合料对施工温度要求较高,且施工时间
J'T'G H-20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》
较长,造成沥青胶结料在高温作用下产生持续热化学反应,规定的沥青老化试验方法主要为旋转薄膜加热试验(RT
加了沥青短期老化速率,降低沥青材料技术性能,影响汤FOT)和薄膜加热试验(TFOT),二者属于同一性质试验,但
青路而使用耐久性-2。沥青路而温拌技术是一种路用性试验条件略有不同。
能达到热拌沥青混合料技术标准但可显著降低沥青混合料
RT:OT沥青膜更薄,只有5~10m,因此,试验时间可
施工温度的路面工程新型材料技术,相比于热拦沥混合以缩短,H更加接近沥青混合料拌和时的实际情况,能较好
料,可有效降低路画施工温度30~50℃,一定程度弱化了温体现温拌沥青在拌和阶段的老化情況。温拌沥青降温幅度
度因素对沥青材料的热老化影响
主要体现在拌和阶段,可采用旋转薄膜加热试验评价降温幅
温拌剂在降低施工温度方面延缓了沥青老化,但温拌剂度下温拌沥青的抗老化性能。
本身对沥青材料热老化改善作用仍未可知,因此,为明确温
TFOT沥青膜较厚,可经历较长时间热老化而保证有效
拌剂对沥青老化的影响,本文以自主研发的CHWM-H8表沥青厚度,可以通过改变试验时间来设賞沥青材料不同老化
面活性温拌剂为试验对象,以薄膜加热试验(TFGT)及旋转程度,用以评价老化时间对温拌沥青技术指标的影响。
薄膜加热试验( RTFOT)作为短期老化试验方法,研究表而活
2.2老化条件设置
性温抨剂对沥青材料短期老化性能的影响。
旋转薄膜加热试验( RTFOT)老化条件为163℃,保温85
原材料技术指标
min,考虑H8水性温拌剂降温幅度为30℃,因此设置水性温
拌沥青老化温度为130℃,保温时间不変。以未老化基质沥
1.1H8水性温拌剂技术指标
青为对比对象,分析标准老化试验条件的基质沥青及考虑降
GHwM-H8水性温拌剂是一种表面活性温拌剂,分子温幅度的温邦沥青针人度(25℃)、软化点及延度(5℃)变化
结构由可以相对集中的极性基(义称亲水基团)利非极性规律
基团(又称疏水基或亲油基)组成。在水溶液中,亲油基因极
薄膜加热试验(TFOT)老化条件为163℃,保温5h,为较
性相近而聚集,亲水基向水中发散,从而形成分散均匀的表好表征不同老化程度,设置老化时间为0、5、10、15及20h
面活性剂胶团水溶液。该表而活性温拌剂(水溶液浓度为分析不同老化程度下,基质沥青及温拌沥青残留针人度比、
5%)掺量(占青质量百分数)为10%。具体技术指标如表软化点増量、延度差及残留粘度比随老化时间变化规律
所
同时,为更深入反映温拌剂对沥青材料在实际使用温度
1.2沥青材料
区间内的流变特性,参考美国SHRP高温动态剪切及低温弯
本文选用的沥青材料为湖北国创生产的70"基质沥青,曲流变试验方法,研究经 RTFOT老化后温拌沥青的车撤
各项技术指标均满足规范要求。
因子(G/sin8)及蜻变幼度的变化规律
收稿日期:2016-12-26
作者简介:罗炉(1988-),男,硕士研究生,主要研究方向:交通运翰
专业。
万方数据
Vol 43. No.2
材
第43卷第2期
February 2017
Sichuan Building Materials
2017年2月
3试验结果分析
用,老化时间越长,温拌沥青抗老化能力强的优势体现得越
明显
老化温度对沥青常规指标影响
3.3温拌剂对车撤因子的影响
未老化基质沥青、标准老化试验条件下基质沥青及考虑
动态剪切流变试验采用动剪切流变仪(DSR),在规定
降温幅度下温拌沥青针入度、软化点及延度变化规律如图1
的试验角速度(10racd/s)下,测定沥青材料的复数模量
所示
和相位角8,并计算车徹因子(G"/sin8),用该指标来表沥
日老化前
老化前
163':、385mnin
l13C、85mn
肯结合料的高温性能。试验结果如图6~7所示。
6000
gpl:wt:85min g2
430642
2
70基质沥青
70基质汤青
70+H8
10
&
基澍百(113
基质渤青70FIl
華
之a+斗
图1沥青常规指标随老化温度变化规律
556065
758085
从图1可以看出:①老化前,基质沥青与H8水性温拌沥
件温拌沥青各项指标与基质沥青相当,说明表而活性类温拌。ぐか汤青车撤関子与湿图7老化后沥车因子与温
青针入度、软化点及延度均在规范规定范内,其中H8型水图6原
度的关系
剂的加入对沥青技术指标影响不大;②标准老化试验条件
沥肯特殊的流变性质决定了温度越高,其抗车辙性能必
(163℃)老化及变换老化试验条件(130℃)老化后,基质沥然越差6?。由图6~7可知,老化前后,两种沥青材料车辙
青与H8水性温拌沥青针入度较老化前分別下降了19%、因子都随着温度的増加而逐渐降低,但水性温拌沥青抗车辙
13.7%、13.3%和8%,软化点较未老化前分别提高了4.8、因子明显大于基质沥青,老化后这种趋势更加明显,说明温
2.1、1.2℃和0.6℃,延度较老化前分別降低了10、9、7cm和拌剂可有效控制沥青胶质和油性成分,使温拌沥青弹性降低
3.4cm,表明温拌沥青在正常拌和温度及考虑降温幅度下的较基质沥青更慢,即使在较高温度水平下,仍能保让足够的
各项指标均衰减程度均小于基质沥青,保证老化后温拌沥青弹性,保证温拌沥青抵抗高温变形能力较基质沥育更好
各项技术指标维持在较高水平。因此,温拌剂在降低拌和施3.4湿拌剂对变劲度的影响
工温度方面,有利于沥青材料抗老化性能的改善