本文中选择两种典型的防老化剂( 抗氧化剂)AW、BLE, 紫外线屏蔽剂H110 炭黑( 后文简称H110) 以及改性材料SBR, 分别进行光老化试验。试验中采用的是克拉玛依A H-110# 重交通沥青。中国重交通沥青采用针入度分级, 因此测试沥青紫外线光老化前后的三大指标必不可少。沥青的软化点和延度, 尤其是沥青老化后的软化点和延度与沥青路面的抗裂性能有非常密切的关系。
1、紫外线光老化前性能指标
紫外线光老化前对各种沥青试样性能指标的测试主要目的是确定各种抗老化剂的最佳掺量, 确保抗老化剂添加之后沥青性能变化较小, 而沥青的抗老化性能却有明显提高。添加AW和BLE后沥青的针入度上升, 软化点下降; 相反, 添加SBR 后沥青的针入度下降, 软化点上升。添加H110后沥青针入度和软化点都是先下降后上升。AW、BLE、SBR与沥青之间的相溶性都非常好, 尤其是AW、BLE 可以直接加入沥青之中, 只需稍微搅拌即可迅速在沥青中分散, 所以添加它们之后对沥青的延度没有很大的影响。由于H110与沥青的直接相溶性较差,因此, 随着H110掺量的增加, 沥青的延度下降很快。另外, AW、BLE在质量分数为0. 8%左右时,对沥青的性能影响较小, 而H110掺量是越少越好。
2、紫外线光老化后性能指标
通过对原样沥青不同时间光老化的物理分析和表面观察发现: 室内强紫外线照射39d 后, 沥青试样表面已完全炭化, 炭化深度较大( 约0.5 mm) , 而且表面有多条裂纹。由于紫外线在沥青中的入射深度受到表面炭化物质的影响, 在39d以后的强紫外线照射对沥青性能影响较小, 因此, 本文中针对添加4 种抗老化剂的样品只进行39d 的光老化试验。
随着强紫外线照射时间的增加, 原样沥青的针入度和延度降低, 软化点上升,这与常规热老化的规律一致, 但是针入度和软化点相对热老化的变化较轻微, 延度下降则非常快。延度指标的高低对于防止沥青路面低温开裂具有重要影响, 所以本文中将各种沥青试样紫外线老化后的延度加以比较。从图1 可知: ①AW、BLE和SBR对于提高沥青抗紫外线光老化的延度性能效果非常明显, 分别比原样提高24.6% 、30.8% 和198.4%; ②H110由于自身与沥青不能直接相溶,因而延度的指标都非常低, 甚至比不添加任何防光老化剂的原样沥青还低; ③AW、BLE 对于提高沥青性能的效果远远不如SBR。这是因为SBR 在生产时添加了抗光老化剂, 由于SBR 通过高速剪切机能够非常均匀地分散在沥青之中, 受到沥青的光屏蔽作用, 常温条件下表面1 mm 以下静止不扩散的沥青很难被光老化, 因SBR 对于提高沥青低温延度的作用没有被弱化。另外, 软化点反映的是沥青的条件粘度, 因此可以用沥青紫外线光老化前后软化点变化的比值A来评价沥青抗紫外线光老化的性能
从上述对各种添加抗光老化剂的沥青试样在紫外线光老化前后延度和软化点的性能对比中得出,从防止沥青低温开裂的角度考虑, 添加SBR 能非常有效地增强沥青抗紫外线光老化的能力。
3、试验结语
( 1) 室内强紫外线照射39d 后沥青试样表面已完全炭化, 这表明强紫外线对沥青光老化的影响非常大。
( 2) 紫外线光老化作用后的延度和软化点变化率可以用来评价沥青的抗光老化性能。
( 3) 通过室内对各种添加抗光老化剂的沥青试样在紫外线光老化前后的性能对比得出, 添加SBR后沥青延度是原样沥青的3倍左右, 且软化点变化率最小, 表明SBR对于沥青抵抗强紫外线光老化的能力较强, 因此在沥青中添加SBR对于在中国西北部地区, 改善沥青路面抗强紫外线光老化的性能具有可行性。http://www.zhsysb.net
