改性瀝青目前廣泛運用在道路工程中,但改性瀝青路面長期暴露在外在環境下,受到許多不同因素,如:紫外線、水分、氧化等影響。為研究各個因素作用下對改性瀝青老化的影響,在不同改性瀝青老化分類下從物理性質、化學組成結構及老化機理方面進行討論。下面帶大家了解一下四川改性瀝青路面老化的不同原因。
1.改性瀝青的熱氧老化
改性瀝青的老化主要發生在與外部環境接觸的過程中,主要因素是氧和溫度。在生產到投入使用過程中,改性瀝青就開始發生不同程度的熱氧老化反應,目前普遍認為熱氧老化可分為三個階段,階段是生產后的運輸和儲存環節,該階段瀝青與空氣的接觸面積很小,熱氧老化并不嚴重;二階段是改性瀝青和集料的拌合及攤鋪、碾壓過程,該過程中拌合改性瀝青溫度將達170°C左右,性能指標會劇烈降低并產生嚴重的熱氧老化反應,該階段是熱氧老化的主要階段;三階段是改性瀝青路面鋪筑完成后,路面在溫度變化、紫外線照射等因素的影響下發生的老化反應,也是老化的主要過程。
2.改性瀝青的水老化
瀝青為憎水性材料,其內部的可溶性物質會由于水的長期滲透作用下而減少,從而發生老化反應。由于水等液體可以滲透到改性瀝青內部,而這類液體的PH值不同,對于改性瀝青中瀝青質以及油水界面張力的影響很大。
隨著老化程度的加深,改性瀝青的復數模量增加、相位角減小。有水參與的作用使得改性瀝青的復數模量較無水參與的增量更大,其相位角更小。有水參與使得改性瀝青的疲勞度下降溫度下降,降低了改性瀝青的抗疲勞性能。有水壓力老化改性瀝青的勁度模量大于常規壓力老化改性瀝青的,表明水分的作用使瀝青變硬、低溫勁度增加及老化程度加深,降低了改性瀝青的低溫抗裂性能。
3.改性瀝青的光老化
太陽光透過大氣層照射在地表的紫外線波長為290-400nm,其能量高于瀝青中與苯環等穩定基團相連的C-C鍵和C-H鍵鍵能,所以紫外線對改性瀝青結構將會產生破壞作用并形成自由基,使得改性瀝青分子發生縮合及脫氫等化學反應,從而部分芳香分轉化為膠質,部分膠質轉化為瀝青質,終瀝青質的比重明顯增加。老化后的改性瀝青逐漸變脆變硬,路面的低溫抗裂性、疲勞耐久性顯著降低。影響改性瀝青光老化的因素有許多,包括:紫外光輻照強度、輻照時間、瀝青膜厚等,其中紫外光輻照強度是影響光老化速率。為重要的因素,改性瀝青光老化的速率隨著紫外光輻照強度的增加和輻照時間的增長而加快。改性瀝青在拌合之后,包裹在集料上的瀝青膜很?。ㄒ话阒挥?0μm左右),在紫外光照射下,越薄的改性瀝青膜更容易發生老化且老化越嚴重。
改性瀝青是由不同分子量的碳氫化合物及其非金屬衍生物組成的黑、褐色復雜混合物,物理形態表現為高粘度有機液體,表面呈黑色。改性瀝青在生產到使用過程中與空氣長時間接觸,會發生一系列的物理化學變化,如蒸發、脫氫、氧化、縮合等。此時改性瀝青的物理性能表現為逐漸硬化變脆,在外力作用下易開裂破碎,不能繼續發揮其原有的粘結、密封等作用。這種受到外界環境影響而導致內部結構、化學性質發生的不可逆轉的變化叫作老化。