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沥青老化试验的重要性
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  • 2021-11-18
  • 来源:中科检测
  • 沥青老化试验沥青老化试验机构沥青老化测试
  沥青路面应保证一定的使用寿命,而不会在短时间内出现路面大修,除考虑路面结构上设计合理之外还要保证面混合料具有耐久性。耐久性好坏使用抗老化性能、耐疲芳性能、水稳定性和抗滑特性几方面评价。
 
  而其中的抗老化性能评价复杂,影响沥青老化的因素很多。从影响沥青老化的各个阶段出发,合理分析不同因素的影响,并列举出现阶段的试验评价方法,总结沥青老化试验方法的差异。
 
  沥青老化是从沥青产生到其性质发生变化,内部结构发生变化,导致路用性能下降的过程。在此过程中,老化阶段包括贮存、运输、混合料制备与后期路面使用。
 
  影响老化的主要是外界因素,如:加热、氧气、光照和水。沥青的老化主要发生在混合料混合和道路使用过程中,随着时间的推移逐渐产生,老化速率直接关联路面的使用寿命,是影响沥青路面耐久性的主要因素。
 
  为评价沥青老化,在我国沥青技术标准采用旋转薄膜烘箱试验与薄膜烘箱试验两种方法进行评价。在不同的阶段还用短期老化和长期老化试验方法评价。
 
  短期老化的方法总结了三种:烘箱老化法、延时拌和法与微波加热法;长期老化总结三种方法:加压氧化处理、延时烘箱加热与红外线或紫外线处理。沥青混合料老化前后的性能发生较大变化,可以利用沥青混合料的力学性能试验和沥青混合料回收沥青的性能试验结果的变化来评价。
 

  影响老化因素

 
  老化的影响因素是多方面的,大体分为两种,内部因素和外部因素。两种因素共同影响产生沥青老化。按时间的长短分短期和长期老化。各阶段存在的影响因素同老化的分期如图1所示。
 

  1、老化内部因素

 
  内部因素主要是材料自身的组分差异导致。不同产地生产的沥青组分不同导致抗老化性能有较大差异。比如沥青粘度,沥青粘度越大,氧气扩散进人沥青分子的难度越大,氧化反应越少,则沥青性质变化较小,相反则较大﹔生产时是否引入改性剂,也有较大影响。所以沥青本身的性质必然会影响沥青的老化;此外,沥青老化还与在混合料中所处的状态有关,如成型后空隙率和沥青用量等。
 

  2、老化外部因素

 
  沥青作为路面材料同外界环境接触,且在加工、储存、运输和混合料拌和的过程中一直处于较高温度,加快了沥青各组分的变化。在成型以后,路面长期受阳光、空气氧化、雨水浸泡、冰雪覆盖、交通负荷等外界影响,导致沥青发生挥发、分解、氧化等反应,沥青会逐渐失去粘弹性,导致老化。
 

  包括的主要类型有:

 
  ⑴沥青的氧化老化,其速度受温度影响较大。当温度>100℃时,沥青有明显的脱氢缩合现象﹔
 
  (2)沥青受热老化,是指沥青中的轻质油分在受热状态下不断挥发,影响沥青组分组成比例所产生的沥青性能的变化,另外由于沥青中含有的不饱和碳链具有不稳定性,在温度较高时会发生缩聚反应使沥青组分的结构链接改变,导致沥青性质变化;
 
  (3)水损害老化,沥青中可溶性物质易被雨水溶解而产生流失,这也会造成沥青的老化变质;
 
  (4)光照老化,沥青路面长时间处于日光照射之下,光对沥青的耐久性影响较大。在自然光中,紫外线对沥青老化的影响大。

 
沥青老化试验


  沥青老化试验方法

 
  在道路沥青路面施工过程中,沥青在加热过程中会产生短期老化。路面建成后,长期暴露在大气环境中,经受自然因素的作用,同时还要受到汽车等应力作用,因此沥青混合料老化后的性能更接近沥青路面的使用性能,这对评价和预测沥青路面的耐久性更有实际意义。
 

  1、短期沥青老化试验方法

 
  短期老化是在混合料施工中由于受热使沥青轻质油分挥发和氧化造成。试验方法应反映施工阶段的老化效果,主要采用三种方法:烘箱老化法、延时拌和法、微波加热法。
 
  根据规范沥青薄膜加热试验与沥青旋转薄膜加热试验,模拟短期的老化行为。对比试验前后沥青的质量损失,残留物的针入度、粘度、延度及脆点等指标的变化,以评定沥青的耐老化性能。
 

  2、长期沥青老化试验方法

 
  长期沥青老化试验方法主要是研究在压实成型试件后沥青混合料的持续氧化效应。主要有三种方法:加压氧化处理、延时烘箱加热以及红外线或紫外线处理。延时烘箱加热和加压氧化处理是混合料试验室长期老化的有效方法。
 
  现处于研究阶段的主要是沥青紫外线老化,该方法考虑到在紫外线的作用下,诱发氧化反应所需氧的影响,还有模拟过程中温度的控制等关键因素,若能较好控制,将会得出更加接近实际的结果。
 

  3、评价沥青混合料老化效果的指标

 
  长期老化评价有三种方法:
 
  (1)加压条件下对沥青氧化处理;
 
  (2)利用烘箱,对材料采取延时烘箱加热﹔
 
  (3)利用沥青敏感的光线照射处理,如采用红外线或紫外线照射。
 
  现在大多采用评价沥青混合料老化效果的方法分为两方面:对老化后沥青混合料进行力学性能试猃和通过回收的方式得到的老化后沥青的性能试验。利用老化后沥青混合料进行力学性能试验,包括有静态与动态模量试验、间接拉伸试验、蠕变试验。
 
  模量测试能够在整个老化过程的各个阶段获得模量数据。间接抗拉试验值增量明显,因此也开始渐渐被重视。从试验室和野外老化沥青混合料中回收沥青,与现有数据对比针人度、延度、粘度、组分等指标,作为评价沥青混合料有效性的评估结果。
 
  对不同方法得到的老化后沥青进行组分考察,分析化学组分变化同路用性能改变之间。得出老化后沥青变化组分是胶质和沥青质,在基本指标上,软化点的值成近似等比上升趋势,针入度呈现曲线线下降趋势,延度值表现为下降。所以通过老化后的基本指标可以很好反映出沥青老化后的性能变化。
 
  沥青老化受很多因素影响,所以研究和沥青老化试验过程中应考虑到不同因素的作用方面。文中指出内外的影响因素,并分阶段说明了各因素的主要影响方面,有利于为使用者们在使用沥青过程中控制工艺,减小不同阶段的沥青老化。
 
  对于道路中的沥青混凝土路面,在不同阶段沥青的老化程度决定着路面的路用性能。采用不同的沥青老化试验方法能够模拟老化沥青的状态,根据不同的指标测试能够判断老化沥青的性能变化,进而指导道路的施工和后期路面的养护处理,所以应合理选择老化判断方法和指标对比。
 
  以上就是为大家介绍的影响沥青老化的因素和沥青老化试验方法的讲解,希望对大家有所帮助。
 
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