基质沥青短期老化性能研究

基质沥青短期老化性能研究

摘要：对基质沥青进行了不同周期短期老化试验，通过测定不同周期老化后的性能，随着老化时间的延长，沥青的针入度、针入度指数、15℃延度都是逐渐降低的，沥青的粘度、软化点是逐渐升高的，由此说明沥青在老化后感温性能，高温性能以及低温性能都发生不同程度的改变，缩短了路面使用寿命。

关键词：基质沥青；常规试验；RTFOT；沥青残留物

沥青结合料的老化是影响沥青路面使用寿命的重要因素，目前关于道路沥青的老化研究主要集中在热老化方面。中国青海、西藏、新疆等西北部地区海拔高、空气稀薄、光辐射强烈，强烈的光照容易造成沥青路面迅速老化，再加上西部地区高寒、干早、风沙、盐碱等自然环境的综合作用，容易使路面产生裂缝、坑槽、剥落等病害，严重影响了沥青路面的使用寿命。

1 材料选择

本文选用韩国SK AH-70沥青作为试验沥青，经测定沥青各项性能指标均达到规范要求。

2 试验方案

本文采用RTFOT试验来模拟沥青老化试验，进行不同时间的RTFOT老化，试验温度163℃，老化试验时间分别为一周期（85min）,二周期（160min），三周期（235min），四周期（310min）。通过测定各阶段沥青的性质来描述沥青的老化性能。

3试验结果分析

本文参考国内外评价沥青老化性能的指标，选用了旋转薄膜烘箱加热试验后性质的变化，包括质量变化、残留针入度比、延度以及60℃粘度的变化。沥青经过不同周期老化后的性能测试结果见表1

由表1可以看出，随着老化周期的延长，沥青在三个不同温度下的针入度均一直减小。对针入度影响较大的组分是芳香分，其次是胶质、沥青质和饱和分。沥青质含量增加，针入度降低，芳香分、胶质和饱和分含量增加，针入度增大。在老化过程中，沥青质含量一直增加，芳香分和胶质含量的总体变化趋势均是减小的，饱和分含量也在减小，这些方面综合影响的结果是针入度一直降低。在老化中后期，沥青的针入度降低明显减慢。

3.2 25℃残留针入度比的对比

由表1可以看出，25℃残留针入度比随老化时间的延长而逐渐降低，且从两个周期以后变化相当小，这和针入度变化是一致的，沥青质的增加是针入度降低的主要原因，所以这里不在累述其原因。

3.3粘度的对比

由表1数据得出老化后各阶段的粘度对比图（图1

从图1看出，沥青是一种具有流变性能的材料，经过加热老化试验，随老化时间的延长，稠度增加，粘度也越来越大，粘度比也越来越大，温度敏感性越来越强，感温性能越来越高，分析原因沥青中的饱和分等轻组分不稳定，树脂及沥青质等大分子比较稳定，故经过长时间老化后沥青由粘弹性行为转化为粘性行为。

3.4软化点的对比

沥青软化点是评价沥青耐热性的性能指标。在薄膜烘箱老化过程中，沥青的软化点随老化时间升高。软化点主要受沥青质含量的影响，其次是胶质、芳香分和饱和分。在163℃的高温下，沥青分子的氧化、缩合使得沥青质含量不断增加，因而软化点不断升高。

3.5延度的对比

沥青延度是评价沥青粘结性和韧性的性能。在薄膜烘箱老化过程中沥青的10℃、15℃延度都是降低的，延度主要受饱和分和胶质含量及其组成的影响，饱和分含有较长的烷基侧链，分子链的柔顺性大，对延度的贡献最大。胶质的分子链也有一定的柔顺性，它对延度的贡献主要是与其它组分匹配，使沥青形成稳定的胶体结构。随着饱和分挥发和胶质的减少，老化沥青的延展性变差。

由表1数据得出老化后各阶段的质量损失对比图（图2

由图2看出，基质沥青在不断老化过程中，质量都是增加的，沥青在老化过程中：一方面因为轻质油分的挥发，质量损失。同时与空气中氧反应又使质量增加，所以当氧反应增加的质量大于轻质油分挥发的质量时，总的质量变化是增加的，这样看来与实际针入度值减小是不对应的；另外，在二、三周期时沥青质量增加远不如第四周期，这正可以充分说明了沥青在早期老化过程中伴随着轻质油分的挥发与氧反应，而中后期氧反应似乎占据了主导地位，使得沥青质量迅速增加。

4 结语

作为沥青混合料的胶结料所面临的环境比较恶劣，沥青经过老化以后，沥青的感温性能，高温性能以及低温性能都发生了不同程度的改变，沥青质量变化在沥青老化以后是增加的，缩短了路面使用寿命。