一种基于弯曲梁蠕变试验的沥青抗老化性能表征方法

摘要

本发明公开了一种基于弯曲梁蠕变试验的沥青抗老化性能表征方法。当沥青样品经实验室模拟长期老化后弯曲梁流变仪检测的蠕变劲度S值与原样沥青S值比值＞1.5时，认为该沥青样品抗老化性能较差，当沥青样品经实验室模拟长期老化后弯曲梁流变仪检测的蠕变劲度S值与原样沥青S值比值在1.2～1.5之间时，认为该沥青样品抗老化性能良，当沥青样品经实验室模拟长期老化后弯曲梁流变仪检测的蠕变劲度S值与原样沥青S值比值＜1.2时，认为该沥青样品抗老化性能优。

说明书

技术领域

本发明涉及石油炼制及化工工业领域、石油沥青材料应用的交通领域，具体涉及一种基于弯曲梁蠕变试验的沥青抗老化性能表征方法。

背景技术

在我国，早期建设的沥青路面存在着裂缝等早期病害普遍、服役年限短等现象，究其原因，除施工设计和质量控制方面原因外，沥青材料在拌和、摊铺及使用过程中的老化是影响路面性能和服役寿命的重要因素。沥青老化是指沥青产品经原油蒸馏生产后，在拌和、摊铺以及使用过程中，由于热、氧、光照等因素的影响下，发生氧化、分解、聚合、轻组分挥发等物理化学作用，导致其组分组成、微观分子结构等发生变化，外在表现为沥青宏观物理、流变性能变化。沥青在老化初期阶段针入度下降、粘度增大，粘韧性降低，弹性增加，抗低温疲劳性能降低。随着沥青老化到后期阶段，沥青变硬变脆，致使沥青路面产生大量的裂缝等病害，导致路面破坏。

据统计，到2019年底，全国公路养护里程已达495万公里，占公路总里程的比重达98.8％，每年产生的沥青路面回收料要超过300万吨，并以较高的速度增长。沥青路面回收料的最大比例的再生利用，是实现固体废弃物资源化利用的有效途径。再生是老化的逆过程，沥青路面中材料的老化信息可为判断沥青路面再生时机的判断提供重要依据，目前沥青路面中沥青老化信息的判断主要包括路面取样、抽提沥青、样品检测等环节，流程较长、程序繁琐，且无具体沥青抗老化性能优劣的表征方法，无法为沥青路面的再生与否提供技术支持。

发明内容

基于上述技术问题，本发明提供一种基于弯曲梁蠕变试验的沥青抗老化性能表征方法，为沥青产品抗老化性能优劣提供依据，为沥青路面再生提供技术支持。

技术特征如下：

1、一种基于弯曲梁蠕变试验的沥青抗老化性能表征方法，其特征在于：采用实验室模拟长期老化后弯曲梁流变仪检测的蠕变劲度S值与原样沥青S值比值来评价沥青的抗老化性能。

2、根据权利要求1所述的一种基于弯曲梁蠕变试验的沥青抗老化性能表征方法，其特征在于：所采用的的实验室模拟长期老化试验为旋转薄膜烘箱老化后样品进行压力老化试验。

3、根据权利要求2所述的旋转薄膜烘箱老化试验以及压力老化试验，其特征在于：旋转薄膜烘箱老化试验温度为163±0.5℃，老化时间为85分钟，空气流量4000ml/min±200ml/min；压力老化试验温度为100±0.5℃，老化时间为20小时±10分钟，压力为2.1±0.1MPa。

4、根据权利要求1所述的一种基于弯曲梁蠕变试验的沥青抗老化性能表征方法，测试温度为-12±0.1℃，记录60s时对应的蠕变劲度模量，用MPa表示。

5、根据权利要求1所述的一种基于弯曲梁蠕变试验的沥青抗老化性能表征方法，其特征在于：当沥青样品经实验室模拟长期老化后弯曲梁流变仪检测的蠕变劲度S值与原样沥青S值比值＞1.5时，认为该沥青样品抗老化性能较差，当沥青样品经实验室模拟长期老化后弯曲梁流变仪检测的蠕变劲度S值与原样沥青S值比值在1.2～1.5之间时，认为该沥青样品抗老化性能良，当沥青样品经实验室模拟长期老化后弯曲梁流变仪检测的蠕变劲度S值与原样沥青S值比值＜1.2时，认为该沥青样品抗老化性能优。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均属于本申请所附权利要求所限定的范围。

本发明公开了一种基于弯曲梁蠕变试验的沥青抗老化性能表征方法。当沥青样品经实验室模拟长期老化后弯曲梁流变仪检测的蠕变劲度S值与原样沥青S值比值＞1.5时，认为该沥青样品抗老化性能较差，当沥青样品经实验室模拟长期老化后弯曲梁流变仪检测的蠕变劲度S值与原样沥青S值比值在1.2～1.5之间时，认为该沥青样品抗老化性能良，当沥青样品经实验室模拟长期老化后弯曲梁流变仪检测的蠕变劲度S值与原样沥青S值比值＜1.2时，认为该沥青样品抗老化性能优。

下面通过具体实施例对本发明做进一步说明：

实施例

(1)样品制备

沥青样品按照JTG E20-2011公路工程沥青及沥青混合料试验规程中的T0610沥青旋转薄膜加热试验进行老化，得到短期老化样品；

短期老化样品按照JTG E20-2011公路工程沥青及沥青混合料试验规程中的T0630压力老化容器加速沥青老化试验进行老化，得到长期老化样品。

(2)样品检测

将沥青样品原样及长期老化后样品按照JTG E20-2011公路工程沥青及沥青混合料试验规程中的T0627沥青弯曲蠕变劲度试验进行测试，测试温度-12℃，得到长期老化后样品及原样样品的S值。

本发明测试了10种不同油源的基质沥青老化前后的S值，沥青相关信息如下，检测结果见表-1：

根据生产沥青的油源种类，沥青生产工艺及针入度等级的不同，选取具有代表性的，抗老化性能不同的典型沥青样本，选取沥青10种分别标记为：A70，B70，C70，D70，E70，F70，G70，H70，I70，J70，用于生产以上沥青的原油，涵盖目前国内外适于生产沥青的几种典型原油分别为：波斯坎原油，马瑞原油，九区稠油，辽河欢喜岭稠油，渤海D7036-1原油，沙特中质原油和科威特原油，委内瑞拉油等；生产沥青的工艺包括：蒸馏法，溶剂法，氧化法和调和法。其中A70来源：九区稠油；B70来源：沙特中质原油；C70来源：科威特原油；D70来源：渤海原油；E70来源：辽河欢喜岭稠油；F70来源：沙特中质油；G70来源：九区稠油；H70：马瑞原油；I70、J70来源：马瑞与波斯坎原油混炼。

表-1检测结果

从表-1中可以看出，抗老化性能优的为：E70、F70及I70；抗老化性能良的为：C70、D70及H70；抗老化性能差的为：A70、B70、G70及J70。