瀝青老化及老化原因

瀝青的耐久性是影響瀝青路面使用質(zhì)量和壽命的蕞主要因素。路面鋪筑時(shí)受加熱作用，路面建成后受自然因素和交通荷載作用，瀝青的技術(shù)性能向著不理想的方向發(fā)生不可逆的變化即瀝青的老化。受瀝青老化的制約，瀝青混合料的物理力學(xué)性能隨著時(shí)間的推移逐年降低直至滿(mǎn)足不了交通荷載的要求。

下圖表示瀝青的老化過(guò)程。在路面施工中瀝青始終處于高溫狀態(tài)，受熱會(huì)產(chǎn)生短期老化或施工期老化和熱老化；路面使用期內(nèi)瀝青長(zhǎng)期裸露在自然環(huán)境中，同時(shí)還要受到汽車(chē)交通等應(yīng)力的作用而產(chǎn)生長(zhǎng)期老化或使用期老化。

瀝青的短期老化可分為三個(gè)階段。

(1) 運(yùn)輸和貯存過(guò)程的老化

瀝青從煉油廠(chǎng)到拌和廠(chǎng)的熱態(tài)運(yùn)輸一般在70攝氏度左右，進(jìn)入貯油罐或池中溫度有所降低，調(diào)查資料表明，這一階段里瀝青的技術(shù)性能幾乎沒(méi)有變化，這可能與油罐密封和接觸空氣面積小有關(guān)。因此，在運(yùn)輸過(guò)程中瀝青的老化非常小。

   （2）拌和過(guò)程中的熱老化

瀝青與骨料加熱拌和過(guò)程中，瀝青是在薄膜狀態(tài)下受到加熱，比運(yùn)輸過(guò)程中的老化條件嚴(yán)酷的多。瀝青混合料拌和后，40/60級(jí)瀝青針入度降低到拌和前瀝青針入度的85%，60/80級(jí)瀝青針入度降低到80%，這說(shuō)明拌和過(guò)程引起的老化是嚴(yán)重的，是瀝青短期老化蕞主要的一個(gè)階段。

    （3）拌和后施工期的老化

瀝青混合料拌和后，運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)攤鋪、碾壓完畢降溫至自然溫度，這一過(guò)程中裹覆石料的瀝青薄膜仍處于高溫狀態(tài)。從下圖瀝青針入度的變化可以看出，瀝青混合料攤鋪、碾壓和降溫期間，瀝青的熱老化會(huì)進(jìn)一步發(fā)展。

 混合料中瀝青的長(zhǎng)期老化是一個(gè)漫長(zhǎng)而復(fù)雜的過(guò)程，從下列三個(gè)圖中可以看出：

（1） 瀝青路面使用性能早期針入度急劇變小，其后繼續(xù)變小，但變化緩慢。雖然急劇變化的時(shí)間因路面所在的地區(qū)的氣候、交通量和瀝青品種的不同而不同，但大體在使用1年至4年之間。

（2） 瀝青老化主要發(fā)生在路表與大氣接觸部分，因此路面表層瀝青老化的發(fā)展比面層內(nèi)部的瀝青要迅速，在深度0.5cm左右處的瀝青針入度降低幅度是相當(dāng)大的。

（3） 瀝青混合料的空隙率是影響瀝青老化的主要因素。路面邊緣瀝青的老化要比路中行車(chē)帶瀝青的老化嚴(yán)重，這可能是在車(chē)輛行駛部分，由于交通荷載作用，使路面更加密實(shí)，空隙率變小的緣故。

（4） 當(dāng)路面中瀝青針入度減小至35-50之間時(shí)，路面容易產(chǎn)生開(kāi)裂，針入度小于25時(shí)路面容易產(chǎn)生龜裂。