热、光、水耦合老化对高黏度改性沥青性能的影响及微观机理

摘要

为了探究用于排水沥青路面的高黏度改性沥青在热、光、水耦合条件下老化规律及机理,自主开发了热、光、水耦合老化试验装置。采用正交试验,确定了室内模拟湿热地区的耦合老化条件。通过3大指标试验、布氏黏度试验、DSR试验和BBR试验研究了高黏度改性沥青宏观路用性能随耦合老化时间的变化规律;通过扫描电镜试验及红外光谱试验,分析了耦合老化时间对高黏度改性沥青微观形貌及官能团的影响,探究了高黏度改性沥青的耦合老化机理。研究结果表明:随着耦合老化时间的增加,高黏度改性沥青的残留针入度比、延度保留率减小,软化点增长比、黏度、抗车辙因子和蠕变劲度增大,且在短期老化和耦合老化5 d时老化速率较快,后期老化速率趋于平缓。高黏度改性沥青在耦合老化后,微观表面产生裂缝和皱褶,沥青化学键发生断裂且产生氧化加成反应,使得羰基指数和亚砜基指数逐渐增大,丁二烯基指数逐渐减小,且各官能团指数的变化速率与宏观试验规律相似,表明高黏度改性沥青短期老化和耦合老化5 d时以SBS改性剂降解为主,使其各项性能指标变化显著,而在耦合老化10 d后以沥青的热氧老化为主,变化速率变缓。