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随着我国公路通车里程增长,道路预防性养护在路面病害防治工程中的应用得到越来越多的关注。高海拔地区具有紫外辐射强、昼夜温差大等极端气候条件,沥青材料更易发生老化,加速了微表处罩面路用性能的衰减,严重影响微表处在高原地区预防性养护中的应用效果。国内外进行了大量沥青紫外老化模拟研究,然而对沥青在高海拔地区微表处养护中的实际老化情况的研究较少。
本研究针对这一现状,从施工现场选取原材料制备微表处试件,并在3500m海拔的自然环境中老化6、12、18个月,考察矿粉含量、沥青含量、摊铺厚度、级配、沥青种类和老化时间对微表处结合料自然老化过程的影响。然后通过沥青抽提实验回收老化程度不同的沥青,采用动态剪切流变试验(DSR)测试沥青老化后的流变性能,最后利用红外光谱技术(FTIR)探究了微表处沥青材料在高海拔地区自然环境下的老化规律。
研究表明,沥青混合料老化时间越长,沥青老化越严重,沥青在夏、秋两季老化速率大于春、冬两季。矿粉含量与沥青老化程度呈正相关,沥青含量与沥青老化程度呈负相关,矿粉5%、沥青9%时沥青老化程度最低,矿粉15%、沥青6%时沥青老化程度最大。未添加SBR的沥青车辙因子增长率高于SBR改性沥青,SBR改性沥青紫外老化后具有更好的温度敏感性和高温稳定性,抵抗老化的能力更强。摊铺厚度0.8cm和1.2cm的微表处混合料沥青紫外老化后无明显差异。MS-III型混合料相较MS-II型混合料具有更大的孔隙率,暴露在空气中的面积更大,老化更为严重。红外光谱分析表明,沥青老化过程中羰基吸收峰增强。SBR改性沥青相较于基质沥青,羰基吸收峰增长较弱,亚砜基团增长明显,说明SBR改性乳化沥青中具有更多硫键。MS-III型SBR沥青混合料中的沥青羰基吸收峰强于MS-II型SBR沥青混合料中的沥青,说明MS-III型混合料中的沥青老化更为严重。综合以上结论,推荐使用SBR改性乳化沥青铺筑微表处路面,根据工程实际减少矿粉用量,增加沥青含量。本文研究成果对于延缓高海拔、强紫外线地区微表处罩面沥青的老化速率,提高路面使用寿命以及微表处配合比设计具有指导意义。
本研究针对这一现状,从施工现场选取原材料制备微表处试件,并在3500m海拔的自然环境中老化6、12、18个月,考察矿粉含量、沥青含量、摊铺厚度、级配、沥青种类和老化时间对微表处结合料自然老化过程的影响。然后通过沥青抽提实验回收老化程度不同的沥青,采用动态剪切流变试验(DSR)测试沥青老化后的流变性能,最后利用红外光谱技术(FTIR)探究了微表处沥青材料在高海拔地区自然环境下的老化规律。
研究表明,沥青混合料老化时间越长,沥青老化越严重,沥青在夏、秋两季老化速率大于春、冬两季。矿粉含量与沥青老化程度呈正相关,沥青含量与沥青老化程度呈负相关,矿粉5%、沥青9%时沥青老化程度最低,矿粉15%、沥青6%时沥青老化程度最大。未添加SBR的沥青车辙因子增长率高于SBR改性沥青,SBR改性沥青紫外老化后具有更好的温度敏感性和高温稳定性,抵抗老化的能力更强。摊铺厚度0.8cm和1.2cm的微表处混合料沥青紫外老化后无明显差异。MS-III型混合料相较MS-II型混合料具有更大的孔隙率,暴露在空气中的面积更大,老化更为严重。红外光谱分析表明,沥青老化过程中羰基吸收峰增强。SBR改性沥青相较于基质沥青,羰基吸收峰增长较弱,亚砜基团增长明显,说明SBR改性乳化沥青中具有更多硫键。MS-III型SBR沥青混合料中的沥青羰基吸收峰强于MS-II型SBR沥青混合料中的沥青,说明MS-III型混合料中的沥青老化更为严重。综合以上结论,推荐使用SBR改性乳化沥青铺筑微表处路面,根据工程实际减少矿粉用量,增加沥青含量。本文研究成果对于延缓高海拔、强紫外线地区微表处罩面沥青的老化速率,提高路面使用寿命以及微表处配合比设计具有指导意义。