溫度�(duì)瀝青針入度指�(biāo)影響
�(diǎn)擊次�(shù)�1013 更新�(shí)間：2018-08-26
溫度�(duì)瀝青針入度指�(biāo)影響
針入度指�(biāo)是評(píng)�(jià)瀝青性質(zhì)的關(guān)鍵指�(biāo)之一，在瀝青路面施工�(guò)程中，瀝青要經(jīng)�(guò)�(yùn)輸、儲(chǔ)�、拌和成瀝青混合料等各施工環(huán)節(jié)，不可避免的要�(jìn)行加�。瀝青在加熱過(guò)程中必然伴隨著老化的發(fā)�，使瀝青的性質(zhì)逐漸降低。通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)的方法尋求瀝青熱老化的規(guī)�，對(duì)科學(xué)指導(dǎo)施工具有重大意義�
石油瀝青是用石油�(jīng)各種煉制工藝和加工而得到的�(chǎn)�。石油瀝青在常溫下是黑色或黑褐色的粘稠液體、半固體或固�。粘�(jié)性和防水性是瀝青被廣泛用作道路材料的主要原因。道路瀝青是一種典型的溫度敏感性材料，其稠�、勁度以及粘度性質(zhì)隨溫度變化的而變化。關(guān)于瀝青感溫性能�(píng)�(jià)方法的研�，世界各�(guó)科研工作者已�(jīng)作了大量的工�，并提出了許多表示瀝青感溫性能的評(píng)�(jià)指標(biāo)，例如針入度指數(shù)指標(biāo)、瀝青針入�-粘度指數(shù)指標(biāo)、粘溫指�(shù)指標(biāo)和等�(jí)指數(shù)指標(biāo)，但是這些方法主要以針入度、軟化點(diǎn)等經(jīng)�(yàn)性指�(biāo)為基�(chǔ)�
在熱、氧、光輻射、雨水等的作用下，瀝青的性質(zhì)�(huì)�(fā)生質(zhì)量衰�，把這種瀝青的質(zhì)量發(fā)生的不可逆的變化叫做瀝青的老化。在老化�(guò)程中，瀝青的輕組分在逐漸減少，重組分在增�，導(dǎo)致瀝青稠度增加，針入度下降，其膠體�(jié)�(gòu)也在變差。老化后瀝青的粘性、柔性等性質(zhì)�(huì)出現(xiàn)劣化，導(dǎo)致瀝青混合料耐久�、水�(wěn)定性和低溫抗裂性逐漸降低�
1 瀝青老化的原�
引起瀝青老化的原因很��1963年Traxler曾列出了瀝青老化�15條原因。根�(jù)Vallerga和Finn等人的長(zhǎng)期研�，瀝青在瀝青混合料拌和、攤�、壓�(shí)及使用過(guò)程中的老化被認(rèn)為主要與以下原因有關(guān)�
1) 氧化
氧化是瀝青與空氣中的氧�(fā)生反�(yīng)，反�(yīng)速度取決于瀝青的化�(xué)組成特性與受熱溫度，溫度越�，發(fā)生氧化反�(yīng)的可能性和程度越大，反�(yīng)�(jié)果使瀝青中的輕組分向重組分轉(zhuǎn)�;
2) 揮發(fā)
揮發(fā)是瀝青中的輕質(zhì)組分在高溫情況下從瀝青中蒸�(fā)出來(lái)，瀝青的組分構(gòu)成和膠體�(jié)�(gòu)�(fā)生變化，�(jié)果使瀝青中輕組分減少，重組分雖然�(shù)量并�(méi)有減�，但比例卻在升高，揮�(fā)�(xiàn)象多出現(xiàn)在施工階�;
3) 聚合
聚合為同�(lèi)分子組合形成較大分子，引起不斷老化，結(jié)果使輕組分減�，重組分增加;
4) 觸變�
觸變性是由于在一定時(shí)間后瀝青膠結(jié)料內(nèi)形成�(jié)�(gòu)而發(fā)上的硬化，一般發(fā)生在路面使用�(guò)程中;
5) 瀝青組分離析
由于某些多孔性集料會(huì)選擇性地吸收瀝青中的某些成分，使瀝青的油分、樹(shù)脂或?yàn)r青質(zhì)的組分遷��
影響瀝青老化的因素有：大氣、日�、溫�、雨雪、環(huán)境以及交通等因素。瀝青路面施工�(guò)程中的瀝青老化主要是熱老化。熱能加速瀝青分子的運(yùn)�(dòng)，除了引起瀝青的蒸�(fā)�，并能促�(jìn)瀝青化學(xué)反應(yīng)的加�，終�(dǎo)致瀝青技�(shù)性能降低。尤其在施工加熱�(shí)，由于有空氣中的氧參與共同作�，可使瀝青性質(zhì)�(chǎn)生嚴(yán)重惡��
2 針入度試�(yàn)
2.1 瀝青單質(zhì)試驗(yàn)
在�(jìn)行關(guān)于瀝青紙入度指�(biāo)的老化試驗(yàn)之前，首先取大連西太平洋公司生�(chǎn)�90�(hào)瀝青根據(jù)《公路工程瀝青和瀝青混合料試�(yàn)�(guī)程�(JTJ052-2000)中規(guī)定的試驗(yàn)方法�(jìn)行瀝青單質(zhì)材料試驗(yàn)，此試驗(yàn)�(shù)�(jù)作為瀝青性質(zhì)的分析和老化�(píng)�(jià)的基本指�(biāo)，瀝青性質(zhì)試驗(yàn)�(jié)果見(jiàn)�1.1�
2.2 瀝青熱老化試驗(yàn)
為了�(yàn)證瀝青在一定溫度下的老化特性，試驗(yàn)采用大連西太平洋公司生�(chǎn)�90�(hào)瀝青盛放在敞口的容器�，分別在130℃和170℃的烘箱中�(jìn)行加熱保存，并在不同�(shí)間取出經(jīng)加熱的部分試樣�(jìn)行瀝青老化后針入度指標(biāo)試驗(yàn)，驗(yàn)證瀝青在高溫情況下的老化情況，并建立老化溫度、時(shí)間和老化程度的相�(guān)�(guān)系。試�(yàn)�(jié)果見(jiàn)�2和圖1�
為得到瀝青在一定溫度下�(chǔ)存過(guò)程中，針入度指標(biāo)隨加熱時(shí)間的變化趨勢(shì)，對(duì)試驗(yàn)�(shù)�(jù)�(jìn)行分�，并繪制其相�(guān)�(guān)系圖，得到儲(chǔ)存時(shí)間和針入度之間的�(guān)��
式中：P130—�130℃加熱條件下的針入度�0.1mm;
P170—�170℃加熱條件下的針入度�0.1mm;
—在相�(yīng)溫度條件下儲(chǔ)存的�(shí)�，h�
2.3 試驗(yàn)�(jié)果分�
基質(zhì)瀝青針入度為93�(shí)，在130℃溫度條件下�(jīng)�(guò)68h，針入度降到59，此�(shí)針入度比�63.4%，在170℃溫度條件下�(jīng)�(guò)68h，針入度降到32，此�(shí)針入度比�34.4%，根�(jù)上述公式�130℃溫度條件下�(jīng)�(guò)33h，針入度可下降到53，此�(shí)針入度比降到《規(guī)范》要求的A等級(jí)瀝青�57%;�130℃溫度條件下，在試驗(yàn)歷時(shí)范圍�(nèi)，針入度仍未下降�53，若針入度降�53，根�(jù)針入度下降的趨勢(shì)還需幾十�(gè)小時(shí)，證明在低于130℃溫度條件下�90�(hào)瀝青可適�(dāng)延長(zhǎng)的儲(chǔ)存時(shí)��
1) AH-90瀝青在高溫狀�(tài)下儲(chǔ)存時(shí)，隨著儲(chǔ)存時(shí)間的延長(zhǎng)，瀝青老化越來(lái)越嚴(yán)�，開(kāi)始階段老化較快，隨著儲(chǔ)存時(shí)間的延長(zhǎng)，老化趨于緩慢�
2) AH-90瀝青在高溫狀�(tài)下儲(chǔ)存時(shí)，隨著儲(chǔ)存溫度的升高，瀝青老化越來(lái)越嚴(yán)��
3) AH-90瀝青�130℃高溫狀�(tài)下儲(chǔ)存時(shí)，針入度在儲(chǔ)�11h�(shí)出現(xiàn)拐點(diǎn)，老化趨于緩慢�
4) AH-90瀝青�130℃高溫狀�(tài)�(chǔ)存時(shí)，可�(chǔ)存較�(zhǎng)�(shí)間瀝青仍可使用�
5) AH-90瀝青�170℃高溫狀�(tài)下儲(chǔ)存時(shí)，針入度在儲(chǔ)�10h�(shí)出現(xiàn)拐點(diǎn)，老化趨于緩慢�
6) AH-90瀝青�170℃高溫狀�(tài)下儲(chǔ)存時(shí)，不�(yīng)�(guò)15h�
3 �(jié)�
瀝青老化的原因主要有三條：瀝青中輕組分(油分)的揮�(fā);與空氣中的氧反應(yīng)，使瀝青的組分發(fā)生變�;瀝青分子�(jié)�(gòu)�(chǎn)生觸�?yōu)榻M�(dǎo)致瀝青硬化。雖然施工過(guò)程中瀝青一般在較密閉的容器中高溫儲(chǔ)�，與氧氣接觸有限，但是瀝青中輕組分的揮�(fā)和瀝青分子�(jié)�(gòu)�(chǎn)生觸變導(dǎo)致瀝青硬化仍不可避�，因此應(yīng)盡量縮短高溫�(chǔ)存時(shí)間并減少重復(fù)加熱的次�(shù)。瀝青的高溫儲(chǔ)存溫度宜不過(guò)150�，時(shí)間宜不過(guò)15h�
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