沥青老化过程中流变和化学性质的联系

作者：赵可成; 王予红; 杨震

来源：公路交通科技, 2021, 38(05): 10-17.

• 道路工程
• 关联模型
• 遗传算法
• 沥青
• 老化

沥青化学性能和物理性能的关联常被应用于预测沥青长期老化后沥青流变性质的下降,以判断其剩余工程性能,但由于沥青的来源不同、老化的环境不同等因素,目前没有一个普适的关联模型。为了解决该问题,基于6种不同原产地的基质沥青,采用了旋转薄膜烘箱、压力老化釜及高压氧化釜3种装置进行室内老化,模拟不同温度和氧气压力条件下沥青的物理化学变化,并尝试建立沥青流变性质和化学性质的联系。针对基质沥青和其不同老化状态下的56个沥青样品,通过动态剪切流变仪、傅立叶变换红外光谱分析仪、沥青化学组分分析法和分子凝胶色谱仪,分析了沥青在长期老化过程中流变性质和3类化学性质:含氧官能团、四组分成份和相对分子含量的变化规律。通过遗传算法和符号回归方法,探索了R值及ωc和不同化学性质的相关关系。结果表明:在沥青长期老化的过程中,沥青的关键流变特性参数流变指数R值呈有规律的上升,交叉频率ωc呈规律的下降;醛酮和亚砜产物的生成、环烷芳烃成分向沥青质成分的转换以及相对大分子含量的增加是改变沥青流变参数的主要驱动力;R值及ωc可以和两类及三类化学性质进行较好的回归拟合,共提出4项不依赖于沥青种类和老化状的沥青R值及ωc和化学性质关联模型,对R值和ωc的拟合结果相关系数分别达到0.82和0.91以上。

• 单位
  浙江交工集团股份有限公司