瀝青的短期老化評價方法(一)
瀝青的短期老化(STOA) , 主要是指瀝青在拌和和鋪筑過程中的老化。國際上以前通用的 瀝青蒸發(fā)損失試驗(LOH) , 即我國《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》(JTJ 052-2000) T 0608的方法,該方法是采用針人度試樣皿裝瀝青試樣50g,由于瀝青試樣的深度大,它僅能反 映瀝青在瀝青罐、瀝青車中存放過程中的老化,其老化條件與熱拌瀝青混合料的條件相差甚 遠,所以現(xiàn)在一般不再使用?,F(xiàn)在通行的評價瀝青在拌和過程中熱老化程度的試驗方法,是薄 膜加熱試驗(T FOT) 及旋轉(zhuǎn)式薄膜加熱試驗(RTF OT) I 5] , 見圖2-5-9及2-5-10。瀝青在拌和機中 的熱老化與瀝青在瀝青池、瀝青罐中儲存加熱過程中的老化不同,它雖然時間短暫,但它與空 氣的接觸面大,溫度高,因而老化速率很快。
我國I052-2000試驗規(guī)程對薄膜加熱試驗方法有具體的規(guī)定,它是將50g瀝青試樣放人直 徑5.5英寸(140mm)、深3/8英寸(9.5mm)的不銹鋼 盛樣皿中,瀝青膜的厚度為3.2mm,在163℃通風(fēng)烘箱 的條件下以5.5r/min的速率旋轉(zhuǎn), 試驗經(jīng)過5h后的 30 質(zhì)量損失及針人度等各種性質(zhì)指標(biāo)的變化的試驗方法。
FOT的加熱時間越長, 瀝青老化越嚴(yán)重, TFOT的標(biāo)準(zhǔn)加熱時間規(guī)定為163℃,是為了模擬瀝青混合料拌和過程中瀝青的老化程度,圖2-5-11示出了TFOT加熱時間與瀝青中瀝青質(zhì)含量的變化情況。試驗規(guī)程T0610對旋轉(zhuǎn)薄膜加熱試驗規(guī)定:瀝青試樣35g裝人高140mm、直徑64mm的開口玻璃瓶中,盛樣瓶插人旋轉(zhuǎn)烘箱中, 一邊接受以4000mL/min流 加熱時間(b) 量吹人的熱空氣, 一般在163℃的高溫下以15r/min的 圖2-5-11TFOT加熱時間與瀝青質(zhì)含量 速度旋轉(zhuǎn), 經(jīng)過75min的老化后, 測定瀝青的質(zhì)量損失及針人度、粘度等各種指標(biāo)的變化。據(jù)推算,瀝青在玻璃瓶中的膜厚僅5~10um左右,所以 瀝青老化的過程不僅有輕質(zhì)油分的揮發(fā), 還含有氧化作用的發(fā)生, 老化的進程要比T FOT快得 多。
與原有的加熱損失試驗相比,薄膜加熱試驗的試驗條件要苛刻得多,它更接近于強制式攪 拌中的老化過程。AAPT指出, 厚度3.2mm的瀝青薄膜在163℃下加熱5h的試驗時間, 與針 人度85~100的瀝青在149℃拌和溫度下的硬化過程最為接近。盡管當(dāng)針人度低于或高于 85~100范圍時,試驗條件的老化程度不一定與強制式拌和機中的拌和過程相當(dāng),拌和溫度不 一樣也會影響老化程度。但薄膜加熱試驗仍被公認(rèn)為是反映拌和過程熱老化的最好的試驗方 法。另外,在不同條件下不同瀝青的相對硬化程度,還可以通過改變薄膜烘箱試驗的試驗條件 得到的相對硬化程度進行評定。