受阻胺类抗老化剂对沥青混凝土路面性能影响的实验研究.pdf

第 卷 第 期 年 月 公路工程 收稿日期 作者简介 陈 雨 湖北黄冈人 在读硕士 助教 研究方向 工程管理及造价 建筑与土木工程 受阻胺类抗老化剂对沥青混凝土路面性能影响 的实验研究 陈 雨 黄冈师范学院 湖北 黄冈 摘 要 将不同含量受阻胺类抗老化剂 添加到沥青中 研究了 对沥青混凝土路面性能影 响 结果表明 随 含量的增加 老化后沥青相位角出现整体下降趋势 老化前沥青相位角则先减小后增 大 老化前沥青车辙因子的增加幅度是先增大后减小 含量为 时 对老化前后的复合剪切模量影响 最大 老化前后沥青抗疲劳性能在一定程度上得到降低 随温度的增加 老化前沥青相位角先增加后减小 老化后 沥青相位角在含量为 时 相位角最大 在沥青含量为 时 老化前后的沥青抗车辙因子最大 老化前原样 沥青提高疲劳性能的作用逐渐减小 老化后沥青对疲劳性能的影响逐渐加大 抗老化剂 添加量对老化前 的原样沥青低温性能影响较小 对老化后 下的的沥青延度改善明显 随着 添加量 延度变 化幅度先增大后减小 在 时最大 延度提高了 关键词 混凝土路面 沥青 受阻胺类 抗老化剂 中图分类号 文献标识码 文章编号 概述 近年来 我国公路建设发展加速 同时道路建设 存在的问题也日益引起关注 由于沥青路面长 年自然环境下裸露 尤其在北方 易发生温度疲劳和 低温收缩等老化作用 导致沥青路面的进一步老化 公路工程 卷 导致沥青路面性能变差 沥青路面的寿命影响严 重 在影响的主要自然因素中 紫外光作用是引 起沥青路面损坏的常见因素 沥青路面使用寿 命与其抗老化性能有密切联系 随着高分子化学进 一步发展 不同用途 不同材料的抗老化剂相继出 现 添加抗紫外光老化剂在道路沥青中 是目前提高 道路抗老化能力的采用的主要手段 沥青以其 优良的路用性能在道路建设领域得到广泛应用 采用合适抗老化剂改善沥青耐老化性能 延长沥青 混凝土路面使用寿命意义重大 受阻胺抗老化剂属于一种多功能性光稳定剂 具有捕获自由基 分解氢过氧化物 捕获单线态氧的 作用 能将高分子材料耐老化性能有效提高 将受 阻胺抗老化剂加入沥青中 通过捕获光 热引发的自 由基 阻止沥青进一步老化 本文将受阻胺类抗 老化剂 添加到沥青中 研究了其对沥青混 凝土路面性能影响 原材料及方法 实验原材料 本文按照 公路沥青路面施工技 术规范 中对基质沥青要求事物性能指标 试验选 用辽阳基质沥青 在 旋转薄膜烘箱中 提前 进行紫外老化试验样品的短期老化 受阻胺类抗氧 剂采用北京加成助剂研究所生产的 表 为沥青性能检测结果 表 为 质量指标 表 沥青性能检测结果 检测项结果规范规定 延度 软化点 闪点 含蜡量 密度 实测 溶解度 表 相关指标 检测项结果 外观白色粉末 挥发份 灰分 熔融温度 透光率 密度 氮含量 热失重 试样制备 称取一定量沥青 加热熔融后 恒温下使用剪切 机进行高速搅拌 分别将含量为沥青的 的 加入到基质沥青中 搅拌 时间为 在直径 培养皿中 倒入一 定量沥青 放置于 恒温干燥箱中 自流平形成 沥青薄膜试样 将沥青试样放置于南京环科试 验设备有限公司生产的紫外光老化箱内进行强紫外 光辐射 其中强紫外光辐射的条件为 的光照强度 温度 光照时间 紫外光灯波 长满足 为 为 性能测试 沥青高温性能事物评价采用动态剪切流变仪 进行 对不同测试频率 温度等条件下的沥青 试样进行流变性能分析 在进行 试验时 应变 控制模式条件为模板 角速度 间 距 应变 测试老化前后的基质沥青试样 性能指标 采用 的扫描温度分析相位角 和抗车辙因子 结果与讨论 对相位角的影响 相位角 是评价沥青胶结料弹塑性程度的重要 指标 值越小反应沥青的弹性大 塑形越小 在外力 作用下产生的永久变形越少 一定程度上可以反应 沥青高温性能 表 分别为不同受阻胺类 相位角 随温度和含量的变化值 表 不同含量 和温度对相位角的影响 沥青 抗老化剂 含量 相位角 老化前的 原样沥青 老化后的 沥青 从表 可以看出 随着抗老化剂 含量 的变化 老化前后的沥青相位角的影响差别较大 随 含量的增加 老化后的沥青相位角出现 整体下降趋势 老化前的原样沥青相位角则先减小 后增大 含量为 时 相位角最小 含量为 时 相位角最小最大 随温度的增加 不同 含量下 老化前的沥青相位角先增加 后减小 时 相位角较大 老化后的沥青相位角 第 期陈 雨 受阻胺类抗老化剂对沥青混凝土路面性能影响的实验研究 在含量为 时 相位角最大 含量为 时 相位 角最小 随温度增加 老化后的沥青相位角基本呈线 性减小趋势 对抗车辙因子的影响 见表 表 为不同含量 和温度对抗车辙因子 的 影 响 沥 青 高 温 性 能 评 价 指 标 为 越大表明沥青流动变形越小 则沥青 的抗车辙能力就越强 从表 可以看出 添加 抗光老剂 沥青高温性能得到一定提高 主要在沥青光老化后阶段起较大作用 光老化 前影响则较小 随着温度的升高 影响效果 逐渐降低 随 含量的增加 光老化后沥青的 呈先减小再增加最后再减小的趋势 在沥 青含量为 时 老化前后的沥青抗车辙因子最 大 显改善了沥青的高温性能明 说明 提升 沥青的高温抗车辙性稳定有效 表 不同含量 和温度对抗车辙因子的影响 沥青 抗老化剂 含量 抗车辙因子 老化前的 原样沥青 老化后的 沥青 图 为 含量下沥青抗车辙因子增加幅 度 从图 可以看出 随着 添加含量的增 加 老化前的原样沥青车辙因子 的增加幅 度是先增大后减小 添加量 时 改善 高温性能作用最佳 整体增加约 添 加量 时次之 添加量 时 高温性能改善 幅度最小 随着温度的升高 添加量变化 对改善高温性能的作用逐渐降低 在温度为 时 添加 和 的 改善幅度几乎一 样 随着 添加量的增加 老化后的沥青车 辙因子 的增加幅度是先增大后减小 添加量为 时 改善高温性能作用最佳 随 着温度的升高 添加量变化 对改善高温性 能的作用逐渐降低 在 添加量为 温 度 时 对其改善幅度已经不存在 掺量 时 对其改善幅度几乎不存在 添加量为 时 整体改善幅度为 对沥青复合剪切模量的影响 表 为不同 含量下沥青复合剪切模 图 含量下沥青抗车辙因子增加幅度 量 由表 可知 抗老化剂 含量变化对复合 剪切模量 的影响程度有一定的差别 对于老化 前的原样沥青来说 含量为 时 对 影响最大 含量为 时 对 影响最 小 对于老化后的沥青来说 含量为 时 对 影响最大 含量为 时 对 影响最小 对 的影响随着温度的升高 老化 前后沥青复合剪切模量 呈减小趋势 这说明温 度对老化前后沥青的 敏感性不同 表 不同 含量下沥青复合剪切模量 沥青 抗老化剂 含量 复合剪切模量 老化前的 原样沥青 老化后的 沥青 对沥青疲劳因子的影响 图 为 不同掺量下沥青疲劳因子变化 幅度 由图 可以看出 添加抗老化剂 老 化前后沥青抗疲劳性能在一定程度上得到降低 对 公路工程 卷 于老化前的原样沥青来说 随着 添加量的 增加 沥青疲劳因子 的变化幅度呈现增大 趋势 添加量为 时 疲劳性能 所受影响最大 对于老化后的沥青来说 添加量为 时 疲劳性能所受影响最大 温度 变化对老化前后沥青的疲劳性能影响是不同的 随 着 含量的变化 疲劳性能差别较大 老化 前的原样沥青随着温度的升高 添加量提 高疲劳性能的作用逐渐减小 不同添加量在温度为 时 变化幅度的差别较大 老化后的沥青随着 温度的升高 添加量对疲劳性能的影响逐 渐加大 不同添加量在温度为 时 变化幅度差 别较大 图 不同掺量下沥青疲劳因子变化幅度 对沥青延度的能影响 评价沥青老化效果 老化程度的依据是老化前 后沥青指标的变化 表征流变性能的重要指标是延 度 路面低温开裂性能和低温延度有一定的关联 图 为 不同添加量下沥青 时的延度 图 为 不同添加量下下沥青 延度增 加幅度 从图 和图 可以看出 抗老化剂 添 加量对老化前的原样沥青低温性能影响较小 随着 添加量的增加 下的延度变化不大 添加量为 和 时变化幅度分别 为 对于老化后的沥青来说 图 不同添加量下沥青的延度 图 不同添加量下沥青延度增加幅度 对其 下的延度改善明显 随着 添加量 延度变化幅度先增大后减小 在 时最大 延度提高了 对老化沥青 低温性能改善显著 这是由于在有氧状态下 受阻胺 对光的吸收转变为氮氧自由基 在紫外光老化过程 中 氮氧自由基具有再生功能 稳定功能 抑制了连 锁反应 结论 随 含量的增加 老化后沥青相位角 出现整体下降趋势 老化前沥青相位角则先减小后 增大 老化前沥青车辙因子 的增加幅度是 先增大后减小 含量为 时 对老化前 后的复合剪切模量 影响最大 老化前后沥青抗 疲劳性能在一定程度上得到降低 随温度的增加 老化前沥青相位角先增加后 减小 老化后沥青相位角在含量为 时 相位角 最大 在沥青含量为 时 老化前后的沥青抗车 辙因子最大 老化前原样沥青提高疲劳性能的作用 逐渐减小 老化后沥青对疲劳性能的影响逐渐加大 第 期陈 雨 受阻胺类抗老化剂对沥青混凝土路面性能影响的实验研究 抗老化剂 添加量对老化前的原样 沥青低温性能影响较小 对老化后 下 的的沥青延度改善明显 随着 添加量 延度 变化幅度先增大后减小 在 时最大 延度提高 了 参考文献 张文刚 王芳 邹玲 沥青复合抗紫外线老化剂的试 验研究 建筑材料学报 陈鸿毅 李平 胡雨铭 抗紫外光老化剂对民用机场沥青道面 用沥青性能的影响 西安工业大学学报 韦慧 曾胜 李振存 等 抗紫外老化剂对沥青性能的影响 铁道科学与工程学报 李变华 路面沥青复合抗紫外光老化剂的研究 长沙 长 沙理工大学 李惠霞 王宏艳 紫外光老化对沥青混合料路用性能的影响 中外公路 孙式霜 王彦敏 张爱勤 等 紫外线吸收抗老化剂在沥青混合 料中的应用 公路工程 范婷婷 周元林 范超超 一种新型防老剂的合成 表征及性能 研究 功能材料 徐松 冯振刚 余剑英 受阻胺光稳定剂对不同沥青性能的影 响研究 公路 魏义青 受阻胺类抗老化剂对基质沥青老化性能的影响 公路与汽运 孙式霜 王彦敏 张爱勤 等 紫外线吸收抗老化剂在沥青混 合料中的应用 公路工程 李变华 刘其城 贺平均 复配抗紫外光老化剂对改善沥青光 老化性能的影响 长沙理工大学学报 自然科学版 櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧 上接第 页 度的变化 芯样混凝土的变化呈线性关系 评估分析 混凝土腐蚀程度评价指标分为结构损坏 强度 损失 强度损失是指受到腐蚀后 在腐蚀影响区 深 度内 混凝土因材料发生化学变化 物理变化 导致 其强度降低 因腐蚀深度不同 混凝土强度损失不 同 在实际工程中 通常根据混凝土受损程度 对混 凝土强度损失进行估计 结构损坏是指混凝土某些 成分和腐蚀介质发生化学反应 反应引起混凝土表 面出现溶析 空隙增大 软化 酥松等 在混凝土硫 酸腐蚀后 随腐蚀时间的增加 腐蚀程度增大 长龄 期混凝土受硫酸腐蚀后 其横劈强度降低同时间呈 正比关系 而 现浇混凝土 在浓度随时间减小 时 其横劈强度逐渐减小 最后趋于稳定 结论 本文以贵州某水库服役约 的泄洪闸底板的 混凝土钻芯样为研究对象 对其老化测试和耐久性 评估试验进行了研究 老化测试表明 碳化深度小于 混凝土 碳化层 未碳化层 交接面的横劈强度值相差较小 横劈强度值浮动范围分别为 范围内浮动 在碳化深度较 小时 不易碳化的混凝土碳化后 其未碳化混凝土 碳化混凝土强度变化不大 耐久性评估试验表明 对于 现浇混凝土 试件 在 其 强 度 下 降 分 别 比 芯 样 快 最后 现浇试件强度趋于平 稳 经 的 溶液浸泡后 混凝土芯样 现浇混凝土的横劈强度 随着浸泡天数的增加 横劈强度均呈减小趋势 在纯净水中浸泡的芯样 横 劈强度呈增大趋势 现浇混凝土蚀强率随着时 间变化不呈线性关系 芯样混凝土呈线性关系 参考文献 方翔 陈龙 汤雁冰 等 脱盐与裂缝愈合同步的混凝土修复 技术研究 混凝土 刘超英 付磊 大田港闸混凝土结构耐久性检测与分析 水利与建筑工程学报 付文艺 陈达波 混凝土大坝的工程寿命评估及评价方法 混凝土与水泥制品