掺加CAP沥青还原剂的老化沥青基本性能研究
2013-09-28戴忧华
戴忧华
广东省南粤交通投资建设有限公司(510100)
沥青路面在行车荷载和光照、空气、雨雪等自然因素的反复作用下,沥青混合料会产生老化[1],沥青组分中的油分会逐渐减少,胶质和沥青质会逐渐增加,导致沥青混合料逐渐变硬变脆,从而缩短了路面的使用寿命[2]。进行沥青的抗老化研究,改善沥青混合料的抗老化性能,可以延长沥青路面的使用寿命。
CAP是含活化物的双组分混合沥青还原剂,主要由改性乳化沥青、表面活化材料、渗透材料、树脂粘结材料等组成[3-4]。CAP利用沥青还原剂穿透和软化沥青结合料,对老化的沥青路面进行渗透和粘接,激活老化沥青胶质并提高其原有粘接性和弹性,使原有沥青形成新的保护封层,抗剥落能力得到提高,延缓老化的时间,可以对沥青路面进行预养护,延长道路使用寿命。
目前,在沥青混合料中掺加CAP技术实施简便、成本较低、可快速开放交通等优点,得到越来越广泛的应用,但是其对沥青老化的具体改善效果,对沥青基本性能的影响,仍然缺乏足够的数据基础。
通过一系列室内试验研究,分析了掺加CAP沥青还原剂后沥青的基本性能变化,以及抵抗老化的改善效果。
1 原材与试验
本次试验材料是70号基质沥青和CAP沥青还原剂。实验时将原样沥青分成若干份装入圆盘,每份沥青重50 g,通过烘箱进行加热,在163℃条件下对其进行5 h的薄膜烘箱老化。经过检测,70号沥青老化前后的各项基本性能指标见表l。
通过表1可知,经过5 h薄膜烘箱老化,基质沥青的各项指标均发生变化:针入度降低、软化点升高、延度降低,60℃的运动粘度升高。这表明经过旋转薄膜老化以后,沥青变硬、脆性增加、粘度有所提高。
表1 基质沥青老化前后的基本性能指标
将老化后的沥青掺入CAP沥青还原剂进行还原,为了使还原剂能与老化沥青溶合均匀,在掺入CAP沥青还原剂后进行搅拌,然后在常温下放置24 h,以保证CAP沥青还原剂和老化沥青充分发生反应。
2 试验结果分析
对掺加了CAP沥青还原剂的老化沥青进行基本性能试验,试验结果见表2。
表2 基质沥青基本性能变化
为了更直观地比较沥青老化前后和加入不同含量CAP还原剂后的指标变化,将表2的数据绘成柱状图和折线图,如图1~4所示。
通过图1~4可知:
老化沥青的针入度随CAP含量增加而递增,软化点和延度CAP含量增加而递减,这说明在老化沥青加入CAP后关键技术指标都得到了修复,且老化沥青中添加的CAP越多,对老化沥青的粘性、稠度和延性的改善作用越好。
图1 沥青基本性能指标柱状图
图2 老化沥青的针入度随CAP含量增长变化规律
图3 老化沥青的软化点随CAP含量增长变化规律
图4 老化沥青的延度随CAP含量增长变化规律
3 结论
通过室内试验,对老化沥青的基本性能进行了分析,得到结论如下:
1)经过5 h薄膜烘箱老化后,基质沥青的针入度降低、软化点升高、延度降低、60℃的运动粘度升高。这表明经过了旋转薄膜老化以后,沥青变硬、脆性增加、粘度提高。
2)老化沥青的软化点随CAP含量增加而递减,说明CAP可以改善老化沥青的粘性。
3)老化沥青的针入度随CAP含量增加而递增,说明CAP可以改善老化沥青的稠度。
4)老化沥青的延度随CAP含量增加而递增,说明CAP可以改善老化沥青的延性。
[1]高爽.沥青混合料疲劳损伤机理研究[D].重庆:重庆交通大学,2008.
[2]吕松涛.老化对沥青混合料疲劳性能的影响[J].科技信息,2012,1:67~68.
[3]陈勇鸿,胡冰,龚啸.CAP沥青还原剂处治沥青老化路面研究[J].湖南交通科技,2012,4(38):4~7.
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