老化对沥青结合料粘弹性的影响

田小革; 郑健龙; 张起森

老化对沥青结合料粘弹性的影响

长沙理工大学公路工程学院, 湖南长沙 410076

基金项目:

国家自然科学基金项目 50178012

详细信息

作者简介:
田小革(1970-),男,湖北武汉人,长沙理工大学副教授,从事路面工程研究

中图分类号: U414
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出版历程
- 收稿日期: 2003-06-25
- 刊出日期: 2004-02-25

Effect of aging on viscoelastic performance of asphalt binder

School of Highway Engineering, Changsha University of Science and Technology, Changsha 410076, China

More Information

Author Bio:
TIAN Xiao-ge(1970-), male, associate professor, 86-13873102451, txgly@cs.hn.cn

摘要

摘要: 沥青结合料的老化是影响沥青路面使用性能的一个重要因素, 应用旋转薄膜烘箱 (RTFO) 对沥青进行短期老化, 通过压力老化仪 (PAV) 对经RTFO短期老化的沥青进行不同时间的老化, 对老化沥青进行系统试验, 研究老化对沥青结合料粘弹性的影响。结果表明老化使沥青结合料的粘性逐渐降低, 增强了沥青结合料的抗变形能力 (高温稳定性) , 但抗疲劳开裂性能下降。
- 道路工程 /
- 沥青结合料 /
- 老化 /
- 粘弹性 /
- 弯曲梁流变仪(BBR) /
- 动态剪切流变仪(DSR)
Abstract: The aging of asphalt binder is an important factor to asphalt pavement service property. The paper applied short-term age to asphalt binder by using RTFO, then agthe residue various hours by using PAV, and studied the effects of aging on viscoelastic performance of asphalt binder by using bending beam rheometer and dynamic shear rheometer. The results indicate that the aging of asphalt binder decreases its viscous performance and enhances its elastic performance, so the resistance to deformation is enhanced while the anti-fatigue cracking capacity decreases.
- road engineering /
- asphalt binder /
- aging /
- viscoelasticity /
- bending beam rheometer (BBR) /
- dynamic shear rheometer (DSR)

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图 1 沥青残留物的蠕变劲度随温度的变化规律

Figure 1. Rules of creep stiffness S varies with temperature

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图 2 沥青残留物的蠕变劲度变化速率随温度的变化规律

Figure 2. Rules of creep stiffness change rate varies with temperature

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图 3 沥青残留物的蠕变柔量

Figure 3. Creep compliance of asphalt binder

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图 4 沥青残留物的复数剪切模量随温度的变化规律

Figure 4. Rules of asphalt complex stiffness modulus varies with temperature

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图 5 沥青残留物的相位角δ随温度的变化规律

Figure 5. Rules of asphalt phase angle varies with temperature

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图 6 沥青残留物的G^*sinδ随温度的变化规律

Figure 6. Rules of G^*sinδ varies with temperature

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表 1 原样沥青的技术指标

Table 1. Technical indices of original asphalt

项目		单位	指标值
针入度 (100 g, 5 s)	5℃	0.1 mm	9.63
	15℃	0.1 mm	28.57
	25℃	0.1 mm	68.80
针入度指数PI		℃	-0.43
当量软化点T₈₀₀		℃	49.59
当量脆点T_{1, 2}		℃	-16.5
软化点		℃	46.50
延度 (5 cm/min)	5℃	cm	5.50
	15℃	cm	>100
	25℃	cm	>100

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表 2 沥青的蠕变劲度 S

Table 2. Creep stiffness S of asphalt /MPa

试验温度/℃	PAV老化时间/h
试验温度/℃	0	5	10	15	20
-30	382	456	600	958	119 1
-20	135	220	269	374	406
-18	120	185	216	300	325
-15	71	140	178	179	224
-10	43	62	85	94	106
-8	42	47	70	74	77

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表 3 沥青的蠕变劲度变化速率 m

Table 3. Creep stiffness change rate m of asphalt

试验温度/℃	PAV老化时间/h
试验温度/℃	0	5	10	15	20
-30	0.174	0.169	0.152	0.144	0.137
-20	0.266	0.274	0.248	0.212	0.190
-18	0.310	0.290	0.274	0.240	0.201
-15	0.330	0.320	0.282	0.263	0.268
-10	0.385	0.369	0.337	0.314	0.310
-8	0.401	0.387	0.351	0.327	0.318

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表 4 沥青残留物的DSR试验结果

Table 4. DSR test results of asphalt binder

PAV老化时间/h	粘弹性指标	温度/℃
PAV老化时间/h	粘弹性指标	5	10	15	20	25	30
0	G^*/kPa	19 600	14 000	7 590	3 480	1 290	375
	δ/ (°)	40.7	43.2	48.3	54.3	60.8	67.1
	G^*sinδ/MPa	12.80	9.61	5.67	2.82	1.13	0.35
5	G^*/kPa	22 900	15 900	8 940	4 340	1 900	814
	δ/ (°)	40.7	43.2	48.3	54.3	60.8	67.1
	G^*sinδ/MPa	14.93	10.88	6.67	3.52	1.66	0.75
10	G^*/kPa	29 200	18 000	9 930	4 710	2 150	865
	δ/ (°)	37.5	43.4	48.2	53.8	60.0	65.7
	G^*sinδ/MPa	17.78	12.37	7.40	3.80	1.86	0.79
15	G^*/kPa	34 800	20 500	11 300	5 600	2 370	986
	δ/ (°)	33.2	39.7	43.5	49.6	55.0	61.7
	G^*sinδ/MPa	19.06	13.09	7.78	4.26	1.94	0.87
20	G^*/kPa	50 400	30 600	16 100	7 670	3 790	1 490
	δ/ (°)	34.7	37.8	42.6	48.8	54.4	60.9
	G^*sinδ/MPa	28.69	18.75	10.90	5.77	3.08	1.30

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参考文献(8)

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