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沥青的长期老化评价方法

相对于拌和和铺筑过程的短期老化(STOA) 而言, 沥青在路面使用过程中的老化是一个漫 长的过程, 所以称为长期老化(L TO A) 。在相当长的时间内, 对沥青老化的研究都集中在短期 老化上,对长期老化的研究进展,收效甚微。 早期对沥青的长期老化试验方法的研究集中所模拟自然环境条件,采用类似于塑料、高聚 物的老化方法, 也有的直接采用在室外暴晒的试验方法。ASTM(D 1670) 有一个加速老化试验 方法是供屋面防水沥青用的,一些国家也参照此方法进行道路沥青加速老化试验。在我国,早 在60年代,交通部公路科学研究所就添置了能模拟日晒、雨淋、紫外光等自然环境的老化箱, 后来山西省交通科学研究所还研制成功了模拟气候条件的加速老化试验仪,但真正用于试验 则很少。 在日本,对各种模拟气候的加速老化条件,如碳弧灯、氙灯、紫外光等各种光源的老化条件 进行了深入的研究,尚无结论,最终未能成为为生产单位所接受的标准试验方法。 因此,许多学者进行沥青的加速老化试验主要还是对不同沥青品种的老化性能的定性比 较上。 直至20世纪90年代美国SHRP成果SUPERPAVE提出压力老化试验(Pressure Aging Ves- sel, 简称PAV) 后, 长期老化试验方法才成为为公众所接受的标准试验方法8] 。SHRP研究认 为,沥青结合料老化主要是基于两种不同的机理:沥青中轻质油分的挥发和与环境中的氧起反 应。在热拌和铺筑过程中,由于有高温热气流的存在,结合料的老化按这两种机理发生老化, 采用旋转薄膜加热试验是适宜的。在路面竣工后,虽然老化仍然继续进行,但使用温度较低, 挥发已经不再是主要的了,氧化机理将占主要的地位。沥青结合料是由有机高分子组成的,能 同环境中的氧气发生氧化反应使沥青变硬变脆,形成时间性氧化硬化或老化硬化,虽然在温暖 气候条件下氧化较快,但氧化硬化的过程相当缓慢,且与路面的压实情况和空隙率关系甚大。 应该着重指出的是, 美国SHRP研究计划在 压力气 提出沥青结合料路用性能规范时曾经列人 度监控 了老化指数的指标,试验根据西部研究院J. cl eine Petersen的方法进行, 沥青试样暴露在 43.3℃的高压氧状态下。据认为现行老化试 验的高温状态将破坏沥青的结构硬化(位阻 面青试样 变硬)使试验不大准确。新的老化试验方法 反映了路面5年的老化情况,一般沥青路面 的老化发生在头5年内,而疲劳开裂则通常 压力老化 试样架 在老化以后才发生。 

沥青路面老化

回收沥青的针入度随着路龄的增加而降低,软化点与粘度随路龄的增长而升 高,延度随路龄的增加而减小,两种沥青的大致趋势一致,尤其是开始30个月变化最快,以后 就渐渐速度减慢趋于稳定了。至于使用30个月之后各项数据有系统反弹,显然是回收沥青不 当造成的。结果表明单家寺沥青有较好的低温延度,路面完好未裂,而胜利沥青的15℃延度 很小,因而路面开裂严重。同时单家寺稠油沥青的软化点和粘度始终大于胜利沥青,反映了较 好的高温稳定性。 对不同路龄回收沥青的化学组成进行了四组分分析,以了解沥青在使用过程中化学组成  


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