沥青老化的原因及特征
模拟紫外环境下沥青流变行为及老化机理的研究
模拟紫外环境下沥青流变行为及老化机理的研究一、摘要本研究通过模拟紫外光降解环境，深入探讨了沥青的流变特性及其随老化过程的演变机制。
实验结果表明，随着紫外光暴露时间的延长，沥青的模量、粘度等流变参数呈现出不同程度的下降趋势，表明沥青在紫外光的作用下容易发生老化现象。
通过剖析沥青的化学组成和结构变化，发现紫外光辐射导致的自由基和活性氧成分是引起沥青老化的主要原因。
本研究还进一步探讨了老化沥青的路用性能，发现老化后的沥青在路用性能方面发生了显著劣化。
为了缓解沥青的老化问题，本研究提出了一种新型的养护策略，即添加高性能的紫外线吸收剂以减少紫外光对沥青的损伤作用。
通过对测试沥青样品的流变性能和微观结构进行对比分析，揭示了紫外线吸收剂在提高沥青抗老化性能方面的积极作用。
本研究为进一步理解和应对沥青路面的老化问题提供了重要的理论支持和实践指导。
1. 研究背景与意义随着全球能源需求的日益增长以及对环境保护意识的逐渐加强，研发新型环保材料愈发显得尤为重要。
沥青作为一种广泛应用的交通基础设施材料，不仅需要满足强度、耐久等基本性能要求，还需要具有良好的耐候性和抗老化性。
在实际使用过程中，沥青很容易受到紫外线、氧气等环境因素的侵蚀，从而引发软化、老化和力学性能下降等问题。
深入研究沥青在模拟紫外环境下的流变行为及老化机理，对于进一步改善沥青的性能、提高其耐久性和可靠性具有重大的实际和理论意义。
通过本研究，我们可以更全面地了解沥青的耐候性和抗老化机制，为沥青路面的设计、建设和维护提供科学依据和技术支持。
这一研究还有助于推动新型环保沥青材料的开发和应用，为构建可持续发展的交通基础设施网络提供有力支撑。
2. 国内外研究现状及不足近年来，随着环保意识的不断提高和道路建设材料的多样发展，对沥青在紫外环境下的流变行为及老化机理的研究越来越受到关注。
国内外关于沥青流变行为的研究已经取得了一定的成果，但仍存在一些不足。
众多学者对沥青在紫外环境下的流变特性进行了深入探究，主要集中在沥青的粘弹性、动态模量等方面。
沥青老化指标的分析与研究
沥青老化指标的分析与研究n沥青在贮运、加工、施工及使用过程中，由于长时间地暴露在空气中，在风雨、温度变化等自然条件的作用下，会发生一系列的物理及化学变化，如蒸发、脱氢、缩合、氧化等等。
此时，沥青中除含氧官能团增多外，其它的化学组成也有所变化，最后使沥青逐渐硬化变脆开裂，不能继续发挥其原有的作用。
沥青所表现出的这种胶体结构、理化性质或机械性能的不可逆变化称为老化。
n沥青是由多种极其复杂的碳氢化合物和它们的非金属衍生物组成的混合物，属于热塑性的高分子树脂材料，受热时会发生分解或聚合反应，并改变分子结构和分子量，引起内部化学组分的转化，最后使沥青逐渐硬化变脆开裂，导致性能下降从而不能继续发挥其原有的作用。
沥青混合料中沥青作为骨料的粘结剂，在储存、运输、施工及使用过程中，由于长时间地暴露在空气中，受环境因素如氧气、阳光、水及温度变化等自然条件的作用下，会发生一系列的物理及化学变化，如挥发、氧化、聚合等，乃至沥青内部结构发生变化。
随着组分的慢慢转化，沥青的流动性变小，稠度逐渐增大并变硬，直到粘结料完全失去塑性没有固结矿料的能力，从而导致路面破损严重影响路用性能。
沥青的老化过程n运输、贮存、加热过程中的老化沥青从炼油厂炼制出来以后，直至拌制沥青混合料之前，沥青的热态贮存、热态运输、在储油罐内预热、配油釜内调配等过程，往往要经历很长时间。
在此过程中，由于温度升高加速分子的运动，除引起沥青蒸发外，还能引起沥青发生某些物理化学变化。
这一时期沥青老化的机理主要是：（1）由于受热使沥青中的轻质油分不断挥发，使沥青变硬变脆，粘结性降低；（2）储油罐表面的沥青与空气接触，与空气中的氧气发生一些聚合反应，沥青也会发生一定程度的老化；（3）沥青在管道内不断运行并由储罐顶处洒落到罐内时，沥青的表面积增大，沥青将发生氧化反应。
由于这一段时间内沥青还贮存在储油罐内，沥青的数量多、深度深，接触加热源及空气的面积较小，所以老化并不严重，一般不予考虑。
不同老化条件对沥青性能的影响
维普资讯
第 ５卷 第 ４期 ２０ ０ ８年 ８月
现 代 交 通 技 术
Ｍ ｏ ｅ ａｎ ｐｏ ｔｔｏ ｃｈ ｏｌｇ ｄ ｍ Ｔｒ ｓ ｒａ ｉｎ Ｔｅ ｎ ｏ ｙ
ＶＯ ． ＮＯ． １ ５ ４
Ａｕ ． ０ ８ ｇ２ ０
不 同老化条件对沥青性能 的影响
缩开 裂性 能 下 降 。 目前 ， 室 内通 常 采用 薄 膜烘 箱 在
转薄膜加热试验 （ Ｔ Ｏ ）对薄膜加热试验 （Ｆ Ｔ Ｒ ＦＴ ， ＴＯ ）
不再 赘 述 。
表 １ 短 期老 化 的 ２种 老 化 条 件 比较
试验 （Ｆ Ｔ 和 旋 转 薄 膜烘 箱 试 验 （ Ｔ Ｏ ） 模 拟 ＴＯ ） Ｒ Ｆ Ｔ来 沥青 的短 期 老 化 过程 ， 采用 压 力 老化 试 验 （Ａ 模 Ｐ Ｖ） 拟沥青 的长期 老化 过程 。文章针 对 以上 ３ 不 同 的 种 老化 方式 ， 过 大量 的室 内试 验 研 究 了不 同 老化 条 通
件 下沥青 各项 性能 指标 的变 化规律 。 １ 沥青 老化 机理 及室 内模 拟老化试 验 室 内模 拟 沥 青短 期 老 化 试 验采 用 薄 膜 加 热 试 室 内模 拟 沥 青 长 期 老 化 的试 验 方法 源 于美 国 ＳＲ Ｈ Ｐ提 出的 压力 老 化试 验 （ Ａ 。压力 老 化试 验 Ｐ Ｖ） 主要 用于 衡 量沥 青 高温 稳定 性 、 劳及 低 温 开 裂性 疲
沥青的老化与防治
这 一 问题对 于 降雨 量大 ， 雨期 长 ， 冬 天 冷 夏 天 热 的 地 区尤 为 突 出 ， 有 的 路 面 使 用 不 到 １年 就 得 进 行 大 的维 修 ， 这不仅 造 成 了重大 的经 济损 失 ， 而 且 产 生 了 不 良的 社 会 影 响 。 早 期 损 坏 主 要 有 以 下 几 种 类
１ ． １ ． ４ 由 于 沥 青 与 石 料 失 去 粘 结 力 而 产 生 的 路 面 损坏 ， 其 主要 特征 是沥 青与 石料 失去 粘结 力后 ， 沥 青 砼有 黑色 变成 黄色 ， 砼 中 已 经 看 不 到 沥 青 的存 在 ， 只 有胶 泥 和石料 ， 弯 沉 明显 增 大 ， 车 辙 发 展 加快 ， 继 而 导 致 路 面 大 面 积 损 坏 。而 路 面 的 破 坏 往 往 并 不 是 其
型 。
泥量 ＞ １ 或 压 碎值 ＞ ２ ８时 ， 将 降 低 沥 青 与 石 料 的
粘 结 性 。碱 性 石 料 比 酸 性 石 料 与 沥 青 的 粘 结 性 强 ， 而表 面有 一定粗 糙 度 的 石料 与沥 因 素 造 成 水 渗 入 沥 青 路 面 后 ， 使 沥青砼 的强度及 沥 青 与 石料 的粘 结 力 下 降 ， 冻 融 将 对 沥 青 路 面 的使 用 寿 命 产 生 致 命 影 响 ， 这 在 冬 季 不 太 明显 ， 而 到 了 夏 季 高 温 季 节 这 种 破 坏 表 现 十 分 明
也 明显 ， 为使 设 计 人 员 对 沥 青 的 认 识 更 清 晰 ， 更 好地 应 用这 种材 料 ， 谈 一 些 工 作 中 和 查 阅 资 料 所 收 集 总
结 的 一 些 观 点 。
沥青常见病害及原因有哪些
沥青常见病害及原因有哪些沥青路面是当今城市道路建设中广泛使用的一种路面材料，但由于不同原因会出现各种不同类型的病害。
常见的沥青路面病害有微裂缝、龟裂、坑槽、车辙、沥青路面变质等。
下面我将详细介绍这些病害及其原因。
首先是微裂缝。
微裂缝是指在路面表面上出现的大量细小的裂缝。
造成微裂缝的主要原因是沥青路面的变形和沥青混合料的老化。
在道路使用过程中，地面会不断变形，沥青混合料水分含量过高、粘度过低、稠化剂含量不足等都会导致路面微裂缝的产生。
其次是龟裂。
龟裂是指路面上连续出现的多个裂缝，形状像龟壳。
龟裂的主要原因是路面下层材料的承载能力不足，以及沥青混合料的衰减。
路面下层材料承载不足，无法承受上层交通荷载，使得路面表层产生破坏，并形成龟裂。
第三种常见的沥青路面病害是坑槽。
坑槽是指沥青路面上出现的不规则形状的低凹区域。
坑槽的主要原因是交通荷载的不均匀分布，导致某些区域受到更大的压力而形成坑槽。
此外，水分渗入路面下层材料，引起路面的软化、松散，也会导致坑槽的产生。
第四种常见的病害是车辙。
车辙是指在沥青路面上出现的由车辆行驶形成的纵向凹槽。
车辙的主要原因是慢速滚压疲劳、过度交通荷载、过度使用反复荷载等。
车辙的形成会进一步削弱路面的抗沉降和抗剪切能力。
最后一种常见的病害是沥青路面变质。
沥青路面变质是指沥青路面的材料老化和性能退化，表现为它的力学性能、物理性能和化学性能的变差。
导致路面变质的原因有氧化老化、路面施工不当、外界环境因素等。
总的来说，沥青路面的常见病害主要包括微裂缝、龟裂、坑槽、车辙和路面变质等。
这些病害的出现与沥青路面材料的老化、变质以及外界环境因素等密切相关。
为了保证沥青路面的使用寿命和道路交通的安全性，需要进行定期的维护和修复工作，以及采取相应的预防措施，如及时修补裂缝、增强路面的承载能力等。
沥青老化评价指标
沥青老化评价指标
沥青老化评价指标是用来评估沥青材料老化程度的指标。
常见的沥青老化评价指标包括：
1. 软化点：沥青在高温下会软化，软化点是指沥青被加热到一定温度下开始软化的温度。
软化点越低，说明沥青老化程度越高。
2. 针入度：针入度是指将一定负荷的针插入沥青中所需的力量。
沥青老化会导致针入度增大，表明沥青变硬。
3. 黏度：黏度是指沥青在一定温度下的流动性。
沥青老化会使黏度增大，表明沥青变得更加粘稠。
4. 颜色：沥青的颜色也是评价其老化程度的一个指标。
沥青老化后会变得更加暗淡。
5. 力学性能：老化的沥青会导致其力学性能的下降，如抗拉强度、弹性模量等会减小。
以上指标可以通过实验室测试或现场观察来评价沥青的老化程度，从而判断其使用寿命和性能。
沥青路面裂缝产生的原因及防治措施和处理方法
沥青路面裂缝产生的原因及防治措施和处理方法1.材料老化：沥青作为一种胶结材料，具有一定的使用寿命。
随着时间的推移，沥青会发生物理和化学变化，变得硬化和脆化，导致路面裂缝产生。
2.环境因素：路面裂缝的产生与外界环境条件有关。
例如，温度变化、水分渗透和紫外线的辐射等都会导致路面材料发生膨胀和收缩，从而引发裂缝。
3.施工质量：施工过程中如果出现疏漏或错误操作，会导致沥青路面质量不达标，容易产生裂缝。
例如，材料的配比不正确、压实不充分、施工温度不适宜等都会对路面质量产生不良影响。
针对沥青路面裂缝问题，可以采取以下一些防治措施和处理方法：1.路面维护：定期对路面进行维护，包括清洗、打扫和补充新的沥青材料。
及时清理路面上的灰尘和杂物，以防止它们对路面的腐蚀。
同时，根据路面情况，选择合适的时间补充新的沥青材料，填补已有的裂缝。
2.选择优质材料：选择高质量的沥青材料，以提高路面的耐久性和抗裂性。
优质材料能够更好地抵抗外界环境因素的侵蚀，减少裂缝的产生。
3.控制施工温度：在施工过程中，要控制好沥青温度，避免温度过高或过低对路面质量产生不良影响。
合适的施工温度能够确保沥青材料充分熔化和压实，减少裂缝的产生。
4.加强质量管理：加强对施工质量的管理，严格控制各项施工参数，确保沥青路面的质量达到设计要求。
包括合理配比沥青材料、充分压实路面、合理控制施工温度等。
5.采取预防措施：预防是最有效的方法。
可以采取预防性的措施，如在路面施工前进行地基加固和排水处理，减少外界环境因素对路面的影响，从而减少裂缝的产生。
总结起来，沥青路面裂缝的产生与多种因素有关，包括材料老化、环境因素和施工质量等。
通过定期维护、选择优质材料、控制施工温度、加强质量管理和采取预防措施等方法，可以有效地预防和控制沥青路面裂缝的产生，提高路面的使用寿命和稳定性。
沥青老化方式及时间对沥青性能的影响
图 $! 23453 老化 .’ * ! $ " +,- ! 对比
图 ’! 改性壳牌 $% & 沥青老化粘度比较
图 )! 沥青 /01 老化 .’ * ! $ " +,- ! 对比
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图 6! 沥青 2 7 / 老化 .’ * ! $ " +,- ! 对比
时间在很大程度上决定了沥青的性能变化， 在 沥青发生老化的过程中不可缺少。分析沥青样品在 不同老化 时 间 时 不 同 旋 转 速 度 时 的 性 能 变 化， 图 #! 、 图 #4 分别是对壳牌 1$ 2 在 #$$ + ， $5 4 678、 *5 4
图 #$" 沥青 %&’(& 老化 ) #* + ! 值对比
图 "< E*6 老化 &!A H A$ IJK 粘度对比
文献标识码： B
!" 老化方式对沥青性能的影响
不同的老化方式会对沥青会结合料产生一定的 影响， 影响的程度如何， 对于采用的老化模拟方式是 否合理， 需要对沥青的相应指标进行验证。图 & 、 图 " 为 # 种沥青在 &!A H 、 A$ IJK 时， C/D,/ 和 E*6 这 " 种老化方式下粘度随老化时间的变化曲线。可以 看出， # 种沥青 &!A H 时的粘度有明显差别， 处于不 同的老化水平， 随老化时间的增加， 粘度值有所增 加， 增加速度也有所差异， 从此可以判断出沥青品种
图 03! ’()*( / +,- 沥青不同老化时间 ! $ " $%& ! 变化 图 01! ’()*( 不同老化时间 ! $ " $%& ! 变化
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沥青老化的原因及特征
1．沥青老化的机理
沥青“老化”是指沥青从炼油厂被炼制出来后，在储存、运输、施工及使用过程中，由于长时间暴露在空气中，在环境因素如受热、氧气、阳光和水的作用下，会发生一系列的挥发、氧化、聚合，乃至沥青内部结构发生变化，同时发生
性质变化，导致路用性能劣化的过程。
沥青老化是一个逐渐发生的过程，它的速率直接影响路面的使用寿命，因而是影响沥青路面耐久性的主要因素。
2．运输、储存、加热过程中的老化
沥青自从炼油厂炼制出来以后，直至拌制沥青混合料之前，一直装在保温的沥青罐内，沥青的热态储存、热态运输、在储油罐内预热、配油釜内调配等过程，
往往经历很长的时间。
由于温度升高加速分子的运动，除引起沥青蒸发外，还能引起沥青发生某些物理化学变化。
在这个时期，沥青老化的机理主要是：
①由于受热使沥青中的轻质油分不断挥发，使沥青变硬变脆，降低粘结性：
②储罐表面的沥青与空气接触，与空气中的氧气会发生一些聚合反应，沥青也会发生一定程度的老化；
③沥青在管道内不断运行并由储罐顶处洒落到罐内时，沥青的表面积增大，
沥青将发生氧化反应。
由于这段时间内沥青还储存在储油罐中，沥青的数量多、
深度大，接触加热源及空气的面积较小，所以老化并不会很严重。
试验证明，如
果沥青是被密闭封存的，并且不再加热，以冷态储存，可以储存许多年也不会有明显的老化。
沥青从炼油厂到拌和厂的加热温度一般在170℃左右。
由于油罐封闭，接触宅气面积小，所以这一阶段沥青的技术性能几乎没有变化，因此在运输过程中沥青几乎不发生老化。
3、加热拌和及铺筑中的老化
沥青最主要也是最常规的使用方式，是采用热拌沥青混合料的施工方式，此时沥青将经历一个比储存过程严重得多的老化过程。
拌和过程中的老化是最重要的，通常称之为热老化。