沥青路面的老化机制及诱因

咱们和贵州沥青路面施工小编一起来了解一下：

1. 概述

沥青路面长期暴露在外在环境下，受到诸多因素，如：紫外线、水分、氧化等影响。沥青在生产到使用过程中与空气长时间接触，发生一系列的变化，如蒸发、脱氢等。沥青的物理性能表现为逐渐硬化变脆。这种受到外界环境影响而导致内部结构、化学性质发生的不可逆转的变化叫作老化。为研究各个因素作用下对沥青老化的影响，在不同沥青老化分类下从物理性质、化学组成结构及老化机理方面进行讨论。

2. 沥青的热氧老化

沥青热氧老化主要分为三个阶段：

第一阶段是生产后的运输和储存环节，该阶段沥青与空气的接触面积很小，热氧老化较轻；

第二阶段是沥青和集料的拌合及摊铺、碾压过程，该过程中拌合沥青温度将达170°C左右，性能指标会剧烈降低并产生严重的热氧老化反应，该阶段是热氧老化的主要阶段；

第三阶段是沥青路面铺筑完成后，路面在温度变化、紫外线照射等因素的影响下发生的老化反应，也是老化的主要过程。

沥青在发生热氧老化之后其针入度和延度减小，软化点增大，使得沥青变硬变脆，抗温度裂缝和抗疲劳破坏能力下降。沥青在热氧老化的过程一般表现为四组分之间的转变：芳香分转化为胶质，胶质转化为沥青质，饱和分的变化较小，即按照芳香分-胶质-沥青质的顺序转化。之所以这个转化过程发生是因为沥青中的芳香分在热氧老化中较易发生氧化缩合，继而产生缩聚、氧化等化学反应。

沥青分子在热和氧的作用下生成游离自由基，进而与氧分子结合，生成过氧化游离自由基，过氧化游离自由基，又与沥青分子反应，生成氢过氧化物。随着自由基反应的进行，沥青分子不断被氧化，同时生成更多的氢过氧化物，氢过氧化物在不断生成的同时，也会发生歧化反应，从而形成新的游离自由基。这些新生成的游离自由基又会引发沥青分子发生进一步的化学反应，由于歧化作用，游离基还可能发生断链反应，同时氢过氧化物发生分解反应，沥青分子中的双键也会参与氧化反应。随着反应进行到一定程度，游离自由基就会发生终止反应，意味着沥青的老化过程减缓或停止。

3. 沥青的光老化

紫外线波长为290-400nm，其能量高于沥青中与苯环等稳定基团相连的C-C键和C-H键键能，所以紫外线对沥青结构将会产生破坏作用并形成自由基，使得沥青分子发生缩合及脱氢等化学反应。影响沥青光老化的因素有许多，包括：紫外光辐照强度、辐照时间、沥青膜厚等，其中紫外光辐照强度是影响光老化速率最为重要的因素，沥青光老化的速率随着紫外光辐照强度的增加和辐照时间的增长而加快。

3.1 光老化对沥青物理性能、化学结构的影响

紫外光照射后沥青的老化和热氧老化对沥青老化性能的影响并不完全相同。对应于沥青路面低温开裂的延度和劲度模量这两个指标的研究来看，沥青热氧老化对沥青性能的影响是不如光老化的。同时沥青在光老化后流变性能也会发生变化：粘度增大，感温性能降低。紫外光老化增大了沥青的复数剪切模量，降低了相位角，从而使沥青劲度增大。

3.2 沥青的光老化机理

沥青经过紫外线照射，其中光子的能量引发沥青中生成初始自由基。沥青的紫外光老化属于自由基链锁反应，包括链引发、链增长和链终止三个阶段。沥青分子生成游离自由基的原因是在紫外光的辐射作用下吸收了光子的能量。

（1）沥青路面老化机制的研究对于提高道路长期服役性和加快道路工程资源的循环再利用具有非凡意义。

（2）根据不同老化机制及诱因，有针对性地开展能够提高沥青抗老化及沥青路面耐久性的添加剂及方法研究。

（3）完善老化测试及抗老化性能评价方法，解决紫外老化评价方法缺失，室内室外老化模拟差异及全气候环境下沥青老化机制不清晰等问题。

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