沥青的短期老化评价方法(一)
沥青的短期老化(STOA) , 主要是指沥青在拌和和铺筑过程中的老化。国际上以前通用的 沥青蒸发损失试验(LOH) , 即我国《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ 052-2000) T 0608的方法,该方法是采用针人度试样皿装沥青试样50g,由于沥青试样的深度大,它仅能反 映沥青在沥青罐、沥青车中存放过程中的老化,其老化条件与热拌沥青混合料的条件相差甚 远,所以现在一般不再使用。现在通行的评价沥青在拌和过程中热老化程度的试验方法,是薄 膜加热试验(T FOT) 及旋转式薄膜加热试验(RTF OT) I 5] , 见图2-5-9及2-5-10。沥青在拌和机中 的热老化与沥青在沥青池、沥青罐中储存加热过程中的老化不同,它虽然时间短暂,但它与空 气的接触面大,温度高,因而老化速率很快。
我国I052-2000试验规程对薄膜加热试验方法有具体的规定,它是将50g沥青试样放人直 径5.5英寸(140mm)、深3/8英寸(9.5mm)的不锈钢 盛样皿中,沥青膜的厚度为3.2mm,在163℃通风烘箱 的条件下以5.5r/min的速率旋转, 试验经过5h后的 30 质量损失及针人度等各种性质指标的变化的试验方法。
FOT的加热时间越长, 沥青老化越严重, TFOT的标准加热时间规定为163℃,是为了模拟沥青混合料拌和过程中沥青的老化程度,图2-5-11示出了TFOT加热时间与沥青中沥青质含量的变化情况。试验规程T0610对旋转薄膜加热试验规定:沥青试样35g装人高140mm、直径64mm的开口玻璃瓶中,盛样瓶插人旋转烘箱中, 一边接受以4000mL/min流 加热时间(b) 量吹人的热空气, 一般在163℃的高温下以15r/min的 图2-5-11TFOT加热时间与沥青质含量 速度旋转, 经过75min的老化后, 测定沥青的质量损失及针人度、粘度等各种指标的变化。据推算,沥青在玻璃瓶中的膜厚仅5~10um左右,所以 沥青老化的过程不仅有轻质油分的挥发, 还含有氧化作用的发生, 老化的进程要比T FOT快得 多。
与原有的加热损失试验相比,薄膜加热试验的试验条件要苛刻得多,它更接近于强制式搅 拌中的老化过程。AAPT指出, 厚度3.2mm的沥青薄膜在163℃下加热5h的试验时间, 与针 人度85~100的沥青在149℃拌和温度下的硬化过程最为接近。尽管当针人度低于或高于 85~100范围时,试验条件的老化程度不一定与强制式拌和机中的拌和过程相当,拌和温度不 一样也会影响老化程度。但薄膜加热试验仍被公认为是反映拌和过程热老化的最好的试验方 法。另外,在不同条件下不同沥青的相对硬化程度,还可以通过改变薄膜烘箱试验的试验条件 得到的相对硬化程度进行评定。