瀝(lì)青路麵要保證具有(yǒu)一(yī)定(dìng)的使用(yòng)年限，而(ér)不會在較(jiào)短時間內出現(xiàn)路(lù)麵大(dà)修，除考(kǎo)慮(lǜ)路(lù)麵結構上(shàng)設(shè)計合理之外還要(yào)保證麵混合料(liào)具有(yǒu)耐久(jiǔ)性(xìng)。耐久性好壞使用抗(kàng)老(lǎo)化(huà)性能(néng)，耐疲(pí)勞(láo)性(xìng)能，水穩定性和抗(kàng)滑(huá)特性幾(jī)方麵(miàn)評(píng)價(jià)。而(ér)其中的抗老化性能(néng)評(píng)價(jià)較復雜，且瀝(lì)青(qīng)老(lǎo)化(huà)的影(yǐng)響(xiǎng)因素較(jiào)多。從(cóng)影響瀝青老(lǎo)化的(dí)各個階段(duàn)出發，合(hé)理分(fēn)析(xī)不同因素的影響(xiǎng)，並列(liè)舉出現(xiàn)階(jiē)段的(dí)試驗評(píng)價方法(fǎ)，總結(jié)試驗方法的(dí)差異(yì)。
關鍵(jiàn)詞(cí)： 瀝(lì)青(qīng)老化 因(yīn)素 紫(zǐ)外(wài)綫
中(zhōng)圖分類號：U418 文(wén)獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-3973（2012）007-009-02
1 引(yǐn)言
瀝(lì)青(qīng)老化是從(cóng)瀝青產生開(kāi)始(shǐ)直到(dào)其性質發生改變，內部結構(gòu)發(fā)生(shēng)改(gǎi)變導致(zhì)路(lù)用性(xìng)能(néng)劣化的過程(chéng)。這(zhè)一(yī)過程中，發(fā)生老化階段包括貯存(cún)，運(yùn)輸(shū)，混(hùn)合(hé)料製備(bèi)和(hé)後(hòu)期(qī)路麵(miàn)使用過(guò)程(chéng)。影響老(lǎo)化的主(zhǔ)要是外(wài)界(jiè)因素(sù)，如(rú)：加熱，氧氣，光照和水。瀝青(qīng)的(dí)老化主(zhǔ)要(yào)發生(shēng)在混合(hé)料拌(bàn)和(hé)以及(jí)道(dào)路使(shǐ)用(yòng)過程中，是隨(suí)時(shí)間的(dí)延長逐(zhú)漸產生的，老(lǎo)化速(sù)率直(zhí)接關聯路麵的使用(yòng)壽(shòu)命，是影響(xiǎng)瀝(lì)青路(lù)麵耐久性的主要因(yīn)素(sù)。
為(wéi)評(píng)價(jià)瀝青(qīng)老化(huà)，在我(wǒ)國(guó)瀝(lì)青(qīng)技(jì)術標準中用旋轉薄膜烘箱試驗和(hé)薄(báo)膜(mó)烘箱(xiāng)試驗兩種(zhǒng)方(fāng)法(fǎ)評價。在不同(tóng)的階段還(huán)用短(duǎn)期老化和長(cháng)期老化試驗方法(fǎ)評價。短期老化(huà)的方(fāng)法總結(jié)三種(zhǒng)方(fāng)法(fǎ)：烘(hōng)箱老(lǎo)化法，延時拌(bàn)和法(fǎ)和微波(bō)加(jiā)熱法(fǎ)；長期(qī)老化總結三(sān)種(zhǒng)方法：加壓氧(yǎng)化(huà)處理，延時烘箱加熱和紅(hóng)外(wài)綫或(huò)紫外(wài)綫處(chǔ)理。瀝青(qīng)混(hùn)合(hé)料(liào)老化(huà)前(qián)後的性能發生較(jiào)大變化，可以利(lì)用(yòng)瀝青混(hùn)合料(liào)的(dí)力學性能(néng)試(shì)驗和瀝(lì)青(qīng)混(hùn)合(hé)料回(huí)收瀝青(qīng)的(dí)性(xìng)能試(shì)驗結(jié)果(guǒ)的變化(huà)來評價。
2 影響老(lǎo)化因(yīn)素(sù)
老化(huà)的(dí)影(yǐng)響因(yīn)素是多方麵的，大(dà)體分為兩(liǎng)種(zhǒng)，內部(bù)因素(sù)和外部因素。兩種因(yīn)素(sù)共同(tóng)影(yǐng)響產(chǎn)生(shēng)瀝青老化(huà)。按時(shí)間的(dí)長短分(fēn)短期(qī)和長期老(lǎo)化。各(gè)階段存(cún)在(zài)的影(yǐng)響因素(sù)同老化的(dí)分期如圖(tú)1所示。
2.1 老(lǎo)化內(nèi)部(bù)因素(sù)
內部因素(sù)主(zhǔ)要(yào)是(shì)材(cái)料(liào)自(zì)身的組分差異(yì)導致(zhì)。不(bù)同產地(dì)生產(chǎn)的瀝(lì)青(qīng)組分(fēn)不(bù)同(tóng)導(dǎo)致抗老化性(xìng)能(néng)有較大(dà)差異(yì)。如瀝(lì)青粘度(dù)，瀝青(qīng)粘(nián)度(dù)越大，氧氣擴散(sàn)進人(rén)瀝青(qīng)分子的(dí)難度越大，氧化反(fǎn)應(yīng)越(yuè)少(shǎo)，則瀝青性質(zhì)變化較小，相反則(zé)較(jiào)大；生(shēng)產(chǎn)時是(shì)否(fǒu)引入改性劑，也有(yǒu)較大影響(xiǎng)。因此(cǐ)，瀝青自(zì)身的(dí)性質(zhì)必(bì)然會影響(xiǎng)瀝(lì)青老化(huà)；另(lìng)外(wài)，瀝青(qīng)老(lǎo)化(huà)還(huán)與(yǔ)在(zài)混(hùn)合(hé)料中所處的狀(zhuàng)態有關，如(rú)成(chéng)型後空隙率和瀝青(qīng)用量等。
2.2 老化外部因素(sù)
瀝(lì)青作(zuò)為路麵材料同外界環境(jìng)接(jiē)觸，且在(zài)加工(gōng)，儲(chǔ)存(cún)，運輸和混(hùn)合(hé)料(liào)拌(bàn)和(hé)的過(guò)程中(zhōng)一直處(chǔ)於(yú)較高溫度，加快了瀝青各(gè)組(zǔ)分的變(biàn)化。在成型(xíng)以(yǐ)後，路(lù)麵(miàn)長期(qī)受外界(jiè)作用(yòng)，如(rú)日(rì)光照(zhào)射(shè)，空氣(qì)氧(yǎng)化，雨(yǔ)水浸泡，冰雪(xuě)覆蓋(gài)，交通負荷(hé)等(děng)，導(dǎo)致(zhì)瀝(lì)青(qīng)發生(shēng)揮發(fā)，分(fēn)解，氧化等(děng)反(fǎn)應，瀝青會逐漸(jiàn)失(shī)去粘(nián)彈(dàn)性質(zhì)產生老(lǎo)化。
包括的主(zhǔ)要類(lèi)型(xíng)有：(1)瀝(lì)青(qīng)的(dí)氧(yǎng)化老(lǎo)化，其速度受溫(wēn)度影響較大(dà)。當溫度>100℃時，瀝(lì)青有明(míng)顯的脫氫(qīng)縮合現象(xiàng)；(2)瀝(lì)青受(shòu)熱老(lǎo)化，是指(zhǐ)瀝(lì)青(qīng)中的輕質(zhì)油分在受(shòu)熱(rè)狀(zhuàng)態(tài)下不斷(duàn)揮(huī)發，影響瀝青組分組成比例所產生(shēng)的(dí)瀝(lì)青性(xìng)能的變化(huà)，另(lìng)外(wài)由(yóu)於(yú)瀝青(qīng)中含有的不飽和(hé)碳(tàn)鏈(liàn)具有不穩(wěn)定性(xìng)，在溫度(dù)較(jiào)高(gāo)時(shí)會(huì)發(fā)生縮聚反(fǎn)應使瀝(lì)青(qīng)組(zǔ)分的結(jié)構(gòu)鏈(liàn)接(jiē)改(gǎi)變，導(dǎo)致(zhì)瀝(lì)青(qīng)性質變化；(3)水損害(hài)老(lǎo)化，瀝(lì)青(qīng)中(zhōng)可(kě)溶性(xìng)物質(zhì)易(yì)被雨水溶解而(ér)產生(shēng)流失(shī)，這也會造成(chéng)瀝(lì)青的(dí)老(lǎo)化變質(zhì)；(4)光照老化(huà)，瀝(lì)青(qīng)路麵長時間(jiān)處(chǔ)於(yú)日光照(zhào)射(shè)之下(xià)，光對瀝青的(dí)耐(nài)久性(xìng)影響(xiǎng)較(jiào)大。在自(zì)然(rán)光(guāng)中，紫(zǐ)外綫(xiàn)對(duì)瀝(lì)青老化(huà)的影響zui大(dà)。
3 瀝青老(lǎo)化試驗方法(fǎ)
道路瀝青路(lù)麵(miàn)施工時，受加(jiā)熱(rè)過程(chéng)影響(xiǎng)瀝(lì)青產生(shēng)短期老化。路麵(miàn)建成後(hòu)，長(cháng)期(qī)暴(bào)露在大(dà)氣(qì)環境(jìng)中，經(jīng)受自(zì)然(rán)因素的作用(yòng)，同時(shí)還(huán)要(yào)受到汽車等應力(lì)作用，因此(cǐ)瀝(lì)青(qīng)混合料老(lǎo)化後的(dí)性(xìng)能更(gēng)接近瀝(lì)青路(lù)麵的使(shǐ)用(yòng)性能，這(zhè)對評(píng)價(jià)和預(yù)測瀝(lì)青路麵的耐(nài)久(jiǔ)性更(gēng)有實(shí)際(jì)意(yì)義。
3.1 短(duǎn)期(qī)老化的試驗(yàn)方(fāng)法
短(duǎn)期老化(huà)是(shì)在(zài)混合(hé)料(liào)施(shī)工中(zhōng)由(yóu)於受熱使(shǐ)瀝(lì)青(qīng)輕質油分揮發和氧化(huà)造成(chéng)。試驗方法應(yīng)體(tǐ)現施工階段的老化(huà)效果，主要采用(yòng)的有(yǒu)三(sān)種方法：烘(hōng)箱(xiāng)老(lǎo)化(huà)法(fǎ)，延(yán)時拌和法(fǎ)，微(wēi)波(bō)加熱(rè)法。根據規範(fàn)瀝(lì)青薄膜加(jiā)熱試驗和瀝青(qīng)旋(xuán)轉(zhuǎn)薄(báo)膜加熱試驗模擬短期的老化(huà)行為(wéi)。對比試(shì)驗前後(hòu)瀝青的(dí)質量(liáng)損(sǔn)失(shī)，殘留物(wù)的針入度，粘度，延度及(jí)脆點等指(zhǐ)標的變(biàn)化，以評定(dìng)瀝(lì)青(qīng)的(dí)耐老化性能(néng)。
烘箱(xiāng)加熱法(fǎ)具(jù)有模(mó)擬(nǐ)施工條件(jiàn)好，易(yì)於(yú)操(cāo)作(zuò)和設(shè)備(bèi)費(fèi)用低等優勢，被業界(jiè)認為(wéi)是室內模(mó)擬(nǐ)瀝(lì)青混(hùn)合料(liào)短期老化的(dí)zui有效的(dí)方法。烘箱(xiāng)加熱(rè)法(fǎ)作為瀝青混合料短(duǎn)期(qī)老(lǎo)化的(dí)試驗評價方(fāng)法，在使用中模擬瀝(lì)青(qīng)混(hùn)合料(liào)老化程度(dù)，需(xū)要控製的重(zhòng)要條件(jiàn)是溫度和時(shí)間(jiān)效應。該試(shì)驗條件(jiàn)是(shì)將混合(hé)料置於(yú)(135�?)℃的強製通風箱中(zhōng)老(lǎo)化4h�?min，而後測(cè)定其力學(xué)性質。通過不(bù)同(tóng)工程瀝青路麵(miàn)鑽芯取樣(yàng)與室內(nèi)經過不(bù)同(tóng)老(lǎo)化時(shí)間後成型(xíng)試(shì)件(jiàn)的(dí)回彈(dàn)模(mó)量試(shì)驗(yàn)進行(háng)了(liǎo)比較(jiào)，混合料(liào)試(shì)件的回(huí)彈模量相近，說明模擬(nǐ)試(shì)件(jiàn)代表了(liǎo)瀝青混合料在施(shī)工(gōng)階(jiē)段的(dí)一個(gè)水平。
瀝青(qīng)薄膜加(jiā)熱試驗方法(fǎ)為(wéi)：利用(yòng)圓(yuán)盤形盛(shèng)樣皿裝50g�?.5g瀝青，製成厚度均匀的瀝青(qīng)薄(báo)膜(mó)，放入(rù)烘箱內的轉(zhuǎn)盤(pán)上恒溫(wēn)在163℃，並(bìng)使轉盤(pán)以(yǐ)5.5r/min的速(sù)度(dù)旋(xuán)轉。持續(xù)加(jiā)熱5h後(hòu)，瀝(lì)青的老(lǎo)化完成(chéng)。冷卻瀝青(qīng)試樣並幹燥(zào)後，測(cè)定(dìng)質量損失(shī)和(hé)老化後殘留物(wù)的各項基本(běn)指標(biāo)。瀝(lì)青(qīng)旋轉薄膜(mó)加熱試(shì)驗的方法(fǎ)同瀝青(qīng)薄膜加(jiā)熱相(xiāng)似，主要(yào)是采用了(liǎo)旋轉薄(báo)膜烘(hōng)箱(xiāng)並利(lì)用盛樣(yàng)瓶(píng)裝試樣(yàng)，加快了老化(huà)速率，因此(cǐ)持續時(shí)間(jiān)變(biàn)為85min，指標(biāo)測(cè)定(dìng)等同瀝(lì)青(qīng)薄膜加熱(rè)試驗，瀝(lì)青旋(xuán)轉(zhuǎn)薄(báo)膜加熱試(shì)驗對瀝(lì)青(qīng)的老化作用(yòng)要強於瀝(lì)青薄(báo)膜加熱(rè)試驗。
3.2 長期老化試(shì)驗方法
長(cháng)期老(lǎo)化(huà)試驗(yàn)方(fāng)法(fǎ)主要是研究(jiū)瀝青(qīng)混(hùn)合(hé)料在壓(yā)實成型試件(jiàn)後(hòu)持(chí)續(xù)氧化效(xiào)應等(děng)因素作用(yòng)導致(zhì)的老化。主(zhǔ)要有三種方(fāng)法(fǎ)：加(jiā)壓氧(yǎng)化(huà)處(chǔ)理，延(yán)時(shí)烘(hōng)箱加(jiā)熱以及紅外(wài)綫(xiàn)或(huò)紫外(wài)綫處(chǔ)理(lǐ)。延(yán)時(shí)烘箱(xiāng)加熱(rè)和加壓氧(yǎng)化處理是混合料(liào)試(shì)驗室(shì)長(cháng)期老化方(fāng)法中(zhōng)zui有效(xiào)的(dí)方法(fǎ)。現(xiàn)處於研究(jiū)階段(duàn)的主要是瀝青(qīng)紫外綫(xiàn)老化，這(zhè)一(yī)方(fāng)法(fǎ)考慮(lǜ)到(dào)在紫外(wài)綫的作用下(xià)，誘(yòu)發(fā)氧(yǎng)化(huà)反應(yīng)所(suǒ)需(xū)氧的(dí)影(yǐng)響，還(huán)有(yǒu)模(mó)擬過程(chéng)中溫(wēn)度的控(kòng)製等(děng)關鍵(jiàn)因(yīn)素(sù)，若(ruò)能較好(hǎo)控製，將(jiāng)會(huì)得(dé)出更(gēng)加(jiā)接(jiē)近實際(jì)的(dí)結(jié)果。
3.3 評價瀝(lì)青混(hùn)合(hé)料老(lǎo)化效果的(dí)指標(biāo)
長(cháng)期老(lǎo)化評價(jià)有三種方(fāng)法：(1)加(jiā)壓(yā)條件(jiàn)下對(duì)瀝青氧化(huà)處(chǔ)理；(2)利用烘(hōng)箱，對(duì)材料(liào)采取延時烘箱加(jiā)熱(rè)；(3)利(lì)用瀝(lì)青敏感的光綫(xiàn)照射處理，如采用紅(hóng)外綫或紫外綫(xiàn)照(zhào)射(shè)。現在(zài)大(dà)多(duō)采(cǎi)用評(píng)價瀝青混合料(liào)老(lǎo)化效(xiào)果(guǒ)的方(fāng)法分為兩(liǎng)方(fāng)麵：對老化(huà)後瀝(lì)青混(hùn)合料(liào)進行(háng)力學性能(néng)試(shì)驗和通過回(huí)收的方式(shì)得到的老化(huà)後瀝青(qīng)的性能試(shì)驗。利用(yòng)老化後瀝青混(hùn)合料做(zuò)力(lì)學(xué)性能試驗，包括(kuò)有(yǒu)靜(jìng)態和(hé)動(dòng)態模(mó)量(liáng)試(shì)驗，間(jiān)接(jiē)拉伸(shēn)試驗，蠕變(biàn)試(shì)驗(yàn)。模(mó)量試(shì)驗可以(yǐ)獲(huò)得老(lǎo)化全過程中各個(gè)階段的(dí)模量(liáng)數據。間接抗(kàng)拉試驗值增(zēng)量(liáng)明顯(xiǎn)，因此(cǐ)也(yě)開(kāi)始漸(jiàn)漸被重視。從(cóng)試(shì)驗室和野外(wài)老化(huà)瀝青混合料(liào)中回收瀝青，采用針(zhēn)人(rén)度，延度，粘度，組分(fēn)等指標(biāo)同(tóng)已(yǐ)有數據(jù)對比，作(zuò)為(wéi)評價(jià)瀝(lì)青混合料有效(xiào)性的(dí)評估結果。
對(duì)不同(tóng)方法(fǎ)得(dé)到(dào)的老化後瀝青(qīng)進(jìn)行組分考(kǎo)察(chá)，分析(xī)化(huà)學組分(fēn)變(biàn)化同路用性能改變之間。得出(chū)老(lǎo)化後(hòu)瀝青變化(huà)組分(fēn)是(shì)膠質和(hé)瀝(lì)青(qīng)質(zhì)，在基本指標(biāo)上，軟(ruǎn)化點的值成近(jìn)似等比上(shàng)升(shēng)趨勢，針入度呈現(xiàn)曲綫下(xià)降趨勢，延(yán)度值表現為(wéi)下降(jiàng)。所(suǒ)以(yǐ)通過老(lǎo)化(huà)後的基(jī)本指(zhǐ)標(biāo)可以很(hěn)好反映出(chū)瀝青(qīng)老化後(hòu)的性(xìng)能變(biàn)化。
4 結(jié)語
瀝(lì)青(qīng)老(lǎo)化(huà)受(shòu)很多因素影響，所以研(yán)究和試(shì)驗(yàn)過程中(zhōng)應(yīng)考慮到不同因(yīn)素的(dí)作用方(fāng)麵。文(wén)中指(zhǐ)出(chū)內(nèi)外的(dí)影響(xiǎng)因(yīn)素，並(bìng)分階(jiē)段(duàn)說明(míng)了各因素(sù)的(dí)主(zhǔ)要(yào)影響方(fāng)麵，有(yǒu)利於(yú)為使用者們在使(shǐ)用瀝青過(guò)程(chéng)中控製工藝，減(jiǎn)小不(bù)同階段(duàn)的(dí)瀝青(qīng)老化。
對於道路中(zhōng)的(dí)瀝(lì)青(qīng)混凝土路麵(miàn)，在(zài)不同階段瀝青的(dí)老(lǎo)化(huà)程度決定著(zhuó)路麵(miàn)的路用性能。使(shǐ)用不同(tóng)的(dí)試(shì)驗(yàn)方法(fǎ)可(kě)以模(mó)擬出老化後的瀝青狀態，根(gēn)據(jù)不同的指標(biāo)測(cè)試(shì)可(kě)以(yǐ)判(pàn)斷出老化後的(dí)性能變(biàn)化(huà)，進而(ér)指(zhǐ)導道(dào)路(lù)的施(shī)工(gōng)和(hé)後(hòu)期(qī)路(lù)麵的養(yǎng)護處理(lǐ)，所以(yǐ)應合(hé)理選擇(zé)老(lǎo)化判(pàn)斷方法(fǎ)和(hé)指(zhǐ)標對比。
