道路沥青老化机理及其影响因素
沥青老化规律及机理
沥青老化规律及机理通过查阅国内外相关资料,阐述沥青及改性沥青老化规律和老化机理,分别从物理性能变化规律、化学组分变化规律、分子结构变化等四个方面来阐明沥青的老化规律和老化机理,通过上述理论分析得出,沥青中轻质组分的挥发和被吸收,各组分的氧化、聚合、以及改性剂SBS的裂解才是使沥青组分发生变化及老化的机理。
标签:分子结构;老化机理;裂解1、物理性能变化规律沥青老化过程是相当复杂的,早在1903年Dow就提出了沥青混合料中的沥青由于加热导致质量损失和针入度减小。
截止到目前为止,对沥青老化研究最为广泛的依然是物理性能的变化。
道路研究者们[1-2]研究了沥青老化对路面使用性能的影响,通过对沥青进行不同程度的老化,分析针入度、软化点、延度、60℃动力粘度、蠕变劲度S及斜率m参数的变化。
研究者们对沥青老化后物理指标的变化、性能的衰减已经有了较为深刻地认识。
普遍认为不同沥青有不同程度的抗老化性能,但性能变化规律基本一致。
即随老化时间的增加,沥青的针入度逐渐减小,针入度指数PI逐渐增大,软化点升高,延度逐渐减小,而粘度、复数剪切模量、蠕变劲度逐渐增大,表明老化使沥青弹性增强,感温性减弱,抗疲劳开裂能力变差,从而缩短了路面使用寿命。
1984年Petersen研究了沥青在长期老化过程中物理化学变化。
并研究了道路沥青老化过程中60℃动力粘度随老化时间的变化。
丛玉凤等[3]以软化点为参数建立了沥青老化动力学模型,并用该动力学模型对这两种沥青的抗老化性能进行研究,求得了动力学参数,从而为研究沥青老化提供了一种简便可行的分析方法。
2、化学组分变化规律老化过成中,从沥青各组分的变化可以看出,随着老化时间的加长正戌烷沥青质和胶质含量增多,油分的含量减少,油分的减少除了受空气中的氧和臭氧的光化学氧化作用以外,轻组分的蒸发损失可能也是重要的原因。
由于沥青是极其复杂的多组分混合物,给沥青老化的研究带来很大的困难。
戴跃玲等[4]通过薄膜烘箱老化试验研究了沥青老化后化学组分与路用性能的关系,沥青老化时,饱和分几乎不变,芳香分和胶质减少,沥青质明显增加,主要变化的组分是胶质和沥青质。
沥青路面老化机理及诱因分析
沥青路面老化机理及诱因分析摘要:老化是沥青路面性能劣化的主要原因,本文基于已有实践探究了沥青路面老化机理,以紫外线照射的方式设置加速老化试验,并将其与自然光老化做对比,以针入度、延度及软化点等参数为依据分析老化规律。
研究发现,自然光照射下的沥青老化进程较室内试验更为强烈。
关键词:沥青路面;老化机理;诱因分析1沥青路面光老化1.1沥青路面光老化原理研究发现沥青在紫外线照射下的老化速度较暗处要更快,这一特性也被称为光老化。
当沥青油膜厚度较大时,紫外线在沥青老化中产生的影响主要集中于表面10μm范围内,在更深范围内的沥青老化则受到结构破坏后氧化作用的影响,老化速度相对较慢。
根据自由基理论,沥青光老化速度与氧化产物初始反应速度存在密切关系,在辐射能的刺激下沥青分子将生成自由基,其反应过程如下:其中,为产生初始自由基的速度,影响着光老化速度,并受到紫外线强度的影响。
按照自由基理论进行分析时,沥青老化速度、辐射光强之间不存在正相关性。
这主要是由于沥青厚度差异引起样品辐射吸收能力不同导致的。
沥青材料具有较大辐射能吸收系数,因此经由沥青薄层辐射得到的分布梯度也较大。
根据已有研究,沥青的光老化速度可按照以下经验式确定:其中,x为反应生成的氧化产物量;、n常数;I s为太阳辐射光强。
按照上式也可解释为何太阳辐射光强差异较小,但对应光老化速度相差较大。
1.2沥青路面光老化试验结合我国沥青道路实际运营条件,分别选择室外光老化条件与室内紫外线条件设置试验。
其中室外试验将沥青以均匀摊铺的方式分布铁板上,并固定于房顶,以室外自然光条件照射1年后回收至实验室测定材料性能。
室内试验按照室外自然光试验数据,选择老化当量年时间制定紫外光加速辐射方案,并对老化后材料测定性能。
2光老化后沥青试验性能2.1针入度沥青试样在室内、室外老化试验处理后,不同环境温度下测得针入度指标,当量软化点、针入度指数、A值、K值及脆点。
光老化后的沥青混合料呈现出针入度指数及当量软化点上升、针入度及低温抗裂性下降的变化趋势。
道路沥青老化及影响
道路沥青老化及影响摘要:沥青目前广泛运用在道路工程中,但沥青路面长期暴露在外在环境下,受到许多不同因素,如:紫外线、水分、氧化等影响。
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。
关键词:沥青老化;热氧老化;光氧老化;水老化1背景及研究现状沥青是由不同分子量的碳氢化合物及其非金属衍生物组成的黑、褐色复杂混合物,物理形态表现为高粘度有机液体,表面呈黑色。
沥青在生产到使用过程中与空气长时间接触,会发生一系列的物理化学变化,如蒸发、脱氢、氧化、缩合等。
此时沥青的物理性能表现为逐渐硬化变脆,在外力作用下极易开裂破碎,不能继续发挥其原有的粘结、密封等作用。
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。
由于无法将沥青内的成分分化为各个纯净物,对沥青的研究基本是按照族组分分离后分类研究,最常用的方法是将其分为饱和分、芳香分、胶质和沥青质。
自上世纪开始,国内外相关的学者就开始了沥青路面损害的相关研究。
李海军、黄晓明等[1]学者认为在沥青的使用过程中,引起沥青变质、促进沥青老化、影响沥青老化程度的主要原因分别是氧、热以及老化时间的长短。
同时,水、紫外线也是引起沥青老化的重要因素。
根据引起沥青老化的不同原因,可将沥青材料的老化分为热氧老化、光老化及水老化。
2沥青的热氧老化沥青的老化主要发生在与外部环境接触的过程中,主要因素是氧和温度。
在生产到投入使用过程中,沥青就开始发生不同程度的热氧老化反应,目前普遍认为热氧老化可分为三个阶段: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,热氧老化并不严重;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。
沥青路面老化机制和维护保养技术探讨
沥青路面老化机制和维护保养技术探讨近年来,随着城市化的进程加快,城市中越来越多的道路和街区被铺设了沥青路面。
沥青路面以其平整、防尘、减震等特点,成为城市交通建设的主流选择。
然而,随着时间的推移,沥青路面也会出现老化现象,会严重影响道路的交通安全和使用寿命。
本文将探讨沥青路面老化机制和维护保养技术。
一、沥青路面老化机制1. 沥青路面的基本结构沥青路面主要由矿物骨料、沥青和一定的添加剂组成。
矿物骨料是路面主要的支撑材料,它们需要具有坚硬、耐磨、耐压等特点,同时也能够承受车辆通过时的冲击力。
沥青主要作为粘结材料,能够把矿物骨料牢固地粘合在一起。
添加剂则可以调节混合料的流动性能、增强黏附性能、提高防水性能等。
2. 沥青路面老化的原因沥青路面老化是由于多种因素的共同作用所导致的。
日常使用中路面会遭受烈日曝晒、降雨侵蚀、重载车辆通行等多种自然和人为因素的影响。
这些因素会导致沥青路面产生裂缝、龟裂、坑洼等现象,从而影响了路面的使用寿命和安全性能。
此外,沥青路面的施工过程和材料质量等也会影响沥青路面寿命。
3. 沥青路面老化机理沥青路面的老化机理主要表现为两种形式:一是物理变形,即沥青路面的物理性能受到影响导致路面失去弹性和韧性;二是化学变化,即沥青路面所受化学因素的影响,导致沥青材料发生化学变化,从而引起老化。
物理变形包括:1)温度变化;2)载重压力;3)水分影响;4)紫外线辐射。
化学变化包括:1)氧化;2)光解;3)热裂解,等等。
这些变化会导致沥青路面的物理性质和化学组分发生改变,从而引起路面龟裂、剥落、沉降等老化现象。
二、沥青路面维护保养技术1. 沥青路面养护的意义沥青路面的养护是指采取不同的方式、方法,对路面进行保养和维护。
沥青路面养护的意义在于:延长路面的使用寿命,保护路面免受损坏,提高道路的交通安全性能,减少维修和维护成本等。
2. 沥青路面养护的方法(1)定期巡查维护巡查是一种防患于未然的方式,通过对路面状况的及时监测,可以发现一些隐患,及早予以修复,从而避免路面进一步老化。
沥青老化机理及再生技术研究的开题报告
沥青老化机理及再生技术研究的开题报告一、研究背景与意义沥青路面是公路交通工程中应用广泛的路面材料之一,其所具有的良好耐久性、抗老化性能和良好的黏着性等特性使得其在整个路面系统中扮演着至关重要的角色。
然而,在长时间的使用过程中,沥青材料会受到许多外部环境因素的影响,比如紫外线、氧化物、水分等,这些因素会引起其本身性能的恶化和老化,从而产生各类病害,如龟裂、泛油、抗滑等。
因此,研究沥青材料的老化机理,寻找沥青的再生途径,变废为宝,具有十分重要的现实意义。
二、研究内容和方法(一)研究内容本论文的主要研究内容包括:1. 沥青老化的机理和影响因素:比较和分析紫外线、氧化、奥氏体转变等因素对沥青老化的影响,探究沥青老化的机理。
2. 沥青再生的技术途径:研究沥青再生的物理、化学、生物等多个方面的技术途径,包括加热解混再生、悬浮再生、添加剂改性再生等。
3. 沥青再生技术的应用效果:对不同再生工艺下的沥青材料进行测试和分析,比较其力学性能、耐久性等指标与原材料的差异,以及不同再生工艺下的经济性和环保性。
(二)研究方法1. 文献资料法:查阅相关文献,掌握已有研究成果和国内外研究现状,为研究提供基础和借鉴。
2. 实验室试验法:自行设计并开展实验,通过对沥青材料在不同环境下的变化进行分析和比较,探究沥青的老化机理。
3. 多种检测与分析手段的集成应用法:使用多种手段对沥青材料的物理性能、力学性能、化学性能等指标进行测试和分析,以评价不同再生工艺下的应用效果。
三、预期成果1.掌握沥青老化的机理,分析其影响因素。
2.评价不同再生工艺下的应用效果,比较其经济性和环保性。
3.提出一种新型的沥青再生途径。
四、研究进度与计划(一)研究进度:1. 研究问题的认识:已完成。
2. 研究方案的设计:已完成。
3. 背景资料搜集:进行中。
(二)研究计划:1. 查阅文献资料并进行分析,撰写文献综述,预计时间:2个月。
2. 制备沥青材料并进行基础性质测试,预计时间:2个月。
浅析市政道路沥青路面病害成因及防治对策
浅析市政道路沥青路面病害成因及防治对策市政道路是城市的基础设施之一,而道路沥青路面作为市政道路的重要组成部分,一直受到市民关注。
在日常使用中,我们常常会发现道路沥青路面出现各种各样的病害,造成交通安全隐患,影响市民出行。
那么,这些病害是如何形成的?又该如何进行有效的防治呢?本文将从成因和防治对策两方面进行浅析。
一、市政道路沥青路面病害成因1. 自然因素(1)温度变化:高温下,沥青路面易软化;低温下,易变硬脆,容易出现龟裂和变形。
(2)紫外线照射:长期紫外线辐射会导致路面沥青老化、裂缝、色彩褪变等病害。
(3)雨水侵蚀:雨水渗透进路面内部,破坏沥青路面的结构,导致沥青层松动、开裂。
(4)地基沉降:地基不稳定或者地基土壤松散会导致路面下沉,从而引起沥青路面凹坑病害。
(5)植物根系侵蚀:路面边缘长时间停放车辆或者植物根系侵蚀也会导致路面边缘裂缝和龟裂。
2. 交通载荷(1)车辆频繁行驶:频繁的车辆行驶会加大路面受力,导致路面剧烈振动,加速路面疲劳破坏。
(2)超载、急刹车:超载车辆或者频繁急刹车的车辆会对路面造成较大的冲击力,容易导致路面沥青剥离、裂缝,增加路面病害的发生概率。
1. 加强维护管理(1)定期检查:对道路沥青路面进行定期检查,及时发现病害并采取措施修复。
(2)加强养护:对路面进行及时的养护补损,保持路面平整,并定期进行路面维护。
(3)强化督导:加强对施工质量的监督和管理,确保施工质量符合标准要求。
2. 选用优质材料(1)选择合适的沥青:在施工过程中选择优质的沥青材料,提高路面的抗老化能力和耐磨损性能。
(2)使用优质骨料:选用优质的骨料进行沥青路面施工,增强路面的耐磨性和抗压能力。
3. 加强技术保障(1)科学施工:在施工过程中,严格按照工程施工要求进行操作,合理控制施工温度和厚度。
(2)科学养护:对新铺设的路面进行科学养护,避免车辆过早交通,造成路面损伤。
4. 提高环保意识(1)节约资源:合理使用水泥、矿渣等资料,节约资源,降低成本。
浅析市政道路沥青路面病害成因及防治对策
浅析市政道路沥青路面病害成因及防治对策市政道路沥青路面是城市交通基础设施的重要组成部分,承担着车辆行驶和行人活动的重要任务。
由于路面磨损、环境影响等原因,沥青路面会出现各种病害,严重影响道路的使用和交通安全。
本文将从成因和防治对策两个方面对市政道路沥青路面病害进行浅析。
一、成因1. 材料质量不合格。
沥青路面的病害很大程度上和沥青材料的质量有关。
如果沥青材料质量不合格,容易出现老化、脱落等问题,从而导致路面出现病害。
2. 环境影响。
日晒雨淋,气温变化等自然因素也是造成沥青路面病害的重要原因。
长期的紫外线照射会使沥青老化和变质,降低其抗压能力,雨水渗透也会加速路面的磨损和开裂。
3. 车辆载荷。
车辆的行驶对路面也有很大影响,重型车辆的频繁行驶容易造成路面磨损和破坏。
4. 设计施工不规范。
道路的设计和施工如果不规范,也容易导致沥青路面出现各种病害。
比如厚薄不均匀、温度控制不当等都可能导致路面出现破损和龟裂。
5. 维护保养不及时。
道路的维护保养是延长路面使用寿命的重要因素,如果维护保养不及时,老化和变质的路面很容易出现各种病害。
二、防治对策1. 加强材料质量把关。
对于沥青材料的质量要求严格把关,确保材料符合相关标准,提高路面的耐久性和抗压能力。
2. 加强路面养护工作。
对于已建成的沥青路面要加强养护工作,及时检查和修补路面的病害,延长路面的使用寿命。
3. 加强环境保护。
加强对道路周围环境的保护工作,减少紫外线的照射和雨水的渗透,降低环境对路面的影响。
4. 完善监测系统。
建立健全的道路监测系统,定期对路面进行检测和评估,及时发现问题并制定解决方案。
5. 加强施工管理。
对于新建道路,要加强对施工的管理,确保道路设计和施工规范。
市政道路沥青路面病害的成因是多方面的,要想有效防治这些病害,需要采取综合的措施。
在加强材料质量把关的基础上,加强养护工作、环境保护和施工管理是重要的手段。
只有这样,才能够有效延长沥青路面的使用寿命,减少病害带来的交通安全隐患。
沥青混凝土路面老化作用机理
如 果 沥 青 混 凝 土 内 部 存 在 着 多 余 的 孔 隙 .矿 料 部 分 就 发 生 碎 裂 现 象 , 因为水 可 以透入 沥青 混凝 土 的内部 ,
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沥青混凝土路面老化作用机理
沥青 的老化 因素
沥 青 老 化 是 一 个 逐 渐 发 生 的 过
光 化学 反 应 而 加速 进 行 。
文 / 陈 刚
低 ,即被 认 为材 料 出现 了疲 劳现 象 。 沥 青 混 凝 土 路 面 的 破 坏 过 程 表 现 为其 内部 的 磨 损 ,这 是 路 面 结构 中石 料
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速 度 是 与 它 的 剩余 孑 隙率 有 关 的 。研 究 使 用 多孔 矿 质 材 料 时 沥 青 不 仅 能 对 颗 擦 力 .造 成 颗 粒 表 面 的破 坏 .形 成 细粒 L
认 为下 列 过 程 将使 沥青 的组 分 和 性 质 发 粒 的外 表 面 还 能 对 其 内表 面 产 生 吸 附 作 组 分 。沥 青混 凝 土 矿 料 的碎 裂过 程 中 生变 化 : 用 。沥 青 的 老 化 和 其 它过 程 一 样 ,将 引
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当 有 车 辆 通 过 时 .沥 青 混 凝 土 的 矿 质
颗 粒 将 承 受 动 力 荷 载 , 此 时 接 触 应 力
道路沥青老化机理及其影响因素
道路沥青老化机理及其影响因素摘要:目前国内大部分道路路面使用的都是沥青混凝土,传统的水泥路面已经逐渐被淘汰。
相比传统水泥路面来说,沥青混凝土路面的优势比较突出,不仅拥有更长的使用时间,而且在性能方面更为突出,维修养护更为简便,因此近几年的应用率相当高。
不过沥青混凝土路面并非没有任何缺陷,比如经常遇到的沥青老化问题,对道路的正常使用带来了很大困扰,因此对道路沥青老化的机理及其影响因素进行分析非常有必要。
关键词:沥青老化;沥青混凝土;日常养护;影响因素作为基础设施不可或缺的组成部分,国家近几年在道路交通方面投入了大量的资金和物力,原因在于道路交通直接影响着居民的日常生活,同时也影响着社会主义现代化发展以及国家整体的金融实力。
目前道路交通使用的材料主要为沥青混凝土,在应用过程中很有可能出现沥青老化的现象,一旦不重视,很有可能对道路的正常使用以及维护带来很大的影响。
因此针对道路沥青老化的机理、影响因素等进行探究意义重大,可确保道路交通的正常运行。
一、道路沥青老化的机理道路在应用过程中出现沥青老化之后,最常见的外在表现为针入度持续下滑,同时软化点也随之不断增加,伴随着老化现象的持续加重,粘度也将随之不断增加。
在沥青搅拌以及后续施工的过程中很容易出现短期老化的现象,其中最重要的阶段在于沥青的拌,在该环节针入度很可能随之降低,幅度甚至能达到80%。
后续在沥青摊铺的时候因为操作为高温,很容易导致沥青薄膜的持续老化,导致沥青的分子结构出现改变,自身将变得更加脆弱,硬度将随之增加,黏结性将随之出现下滑,最终出现裂纹。
沥青老化归根结底属于自养化的过程,在沥青老化前和老化后IR光谱的吸收率将无限明显的改变,在这个过程中高分子量成分的占据比例持续加大,分散度也将随之增加。
二、道路沥青老化的影响因素(一)热氧老化沥青出现老化的一大影响因素在于热氧老化,在该过程沥青与氧气之间将出现化学反应,在此基础上将生成一定数量的含氧基团。
沥青老化机理综述
沥青老化机理综述摘要:沥青老化是指沥青从炼油厂被炼制出来后,在贮存、运输、施工及使用过程中,由于长时间地暴露在空气中,在环境因素如受热、氧气、阳光和水的作用下,会发生一系列的挥发、氧化、聚合,乃至沥青内部结构发生变化,同时发生性质变化,沥青包括改性沥青并不是单一使用寿命的全过程,而是包括氧化、挥发、聚合、团聚、断裂等在内的多种综合反应的结果。
关键词:沥青;老化机理;综述1沥青老化的机理沥青老化的机理主要是外因取决于内因,内部的组成和结构的变化直接引起性能的变化。
经过学者试验研究发现沥青前后的分组变化,沥青老化后组成的变化主要变现为沥青质的增多,芳香减少。
然而组成变化的原因是什么?对此各国的学者对此进行了大量的研究工作。
目前为止。
关于沥青老化的机理尚未有统一的论定,[5]Mohamed Ali Dhalaan认为沥青的老化主要原因是老化,轻质组分的发挥,以及集料对沥青中的组分吸附或者吸收而造成的。
Kefah Muhammad abdul -rafman[3] 认为沥青老化时氧化发挥轻质组分造成的,并且认为氧化贯穿整个沥青使用寿命的全过程,各国虽然各国学者观点不同,但其中也有相同之处,沥青包括改性沥青并不是单一使用寿命的全过程,而是包括氧化、挥发、聚合、团聚、断裂等在内的多种综合反应的结果。
2沥青的氧化很多学者通过实验研究证实了沥青氧化老化的反应的存在,M ENG Lliu采用红外光谱对压力老化的沥青进行研究。
发现了沥青经氧化后出现了羰基,c=0和亚砜基s=o 证明了沥青在高温下发生了“吸氧”氧化反应。
氧化的时间越长,其氧化反应越重,但陈华鑫团队经过研究发现并非老化都会有羰基和亚砜机出现,压力老化pav容易出现,而热老化Rtfot并没有在1698cm-11600cm-1处出现明显的特征峰,可见在压力老化时更容易出现氧化老化,而单纯的热老化时更容易出现脱氢型时氧化反应,目前为止,沥青已经成为作为广泛接受的沥青激励老化之一,但是相关学者之间还存在着一些争议,Mohamed Ali Dhalaan认为沥青氧化分为两种一是在高温条件下,氧将沥青中轻质组分的氢脱出脱出,沥青发生脱氢反应并不生成饱和键,从而进一步导致聚合反应的发生,生成更高量的分子物质,既树脂转变成沥青质,而是在常温下沥青反应较慢,而且沥青吸入氧发生氧化反应,从而生成沥青质水溶性盐和一些酸。
浅析市政道路沥青路面病害成因及防治对策
浅析市政道路沥青路面病害成因及防治对策市政道路的沥青路面是连接城市各个部分的重要交通路线,它承载着众多车辆和行人的日常出行,但是由于各种原因,沥青路面经常会出现病害,影响道路安全及舒适性,给人们出行带来麻烦,因此,对于沥青路面的病害成因及防治对策的研究具有重要的现实意义。
一、沥青路面病害成因:1、水分渗透:雨水渗透进入路面之后,会通过膨胀、收缩、反复的作用,使路面表面出现裂缝,进而出现路面修补、破损等现象。
2、沥青材料老化:沥青路面中的沥青材料容易在太阳、雨水和污染物等环境因素的作用下逐渐老化,出现龟裂、断裂等病害,降低了路面的使用寿命。
3、车辆压载:车辆经过沥青路面时,会产生较大的压力,导致路面潜伏期龟裂、路面松散、破碎等问题。
4、施工质量:沥青路面施工过程中,如果施工质量不过关,会导致沥青路面病害的出现。
1、选用高质量的材料:可以通过选用高品质的沥青材料、骨料和沥青混合料,以及保证材料的质量、配比等方式,延长沥青路面的使用寿命。
2、增强路面整体性:在沥青路面的设计和施工过程中,可以通过增加路面的厚度、改变路面的结构等方式增强路面的整体性。
3、加强维护:经常定期对沥青路面进行检查和维护,及时对病害进行修补、加固等,延长路面使用寿命。
4、增强车辆压载:可以通过防止超载运输、限制车速、使用质量好的轮胎等方式,减少车辆对路面的损害。
5、提高施工质量:在施工操作过程中,要加强施工管理、监督和检查,确保施工质量过关,减少出现病害的可能性。
总之,市政道路沥青路面病害的成因及防治对策是一个复杂而又长期的过程,需要多方面的科学研究和实践经验总结,才能更好地保障人们的出行安全和舒适度。
道路沥青老化机理及其影响因素
道路沥青老化机理及其影响因素【摘要】简单分析沥青的老化机理,并且从热氧、水分、光照等不同影响因素的条件下分析了其对于沥青产生的影响。
还简述了沥青老化的预防措施。
【关键词】沥青老化;热氧老化;光氧老化;水分作用公路交通作为基础设施的一部分与人民的社会生活息息相关,也是衡量一个国家经济实力和现代化发展水平的重要因素之一,因此公路的使用质量也是至关重要的。
沥青路面的使用性能与沥青本身品质有着巨大的关系,而沥青加工使用过程中,在热氧,水分,光照等一系列因素的交互作用下发生内部分子结构与化学组分的变化,使沥青性能发生劣化这样的过程被称之为老化。
老化主要由氧化老化、挥发物的衰减、自然硬化和渗流硬化四种情况组成。
沥青老化严重影响道路使用寿命,对于沥青老化的研究对于道路的使用与维护都具有十分重大的意义。
1.沥青老化机理沥青老化主要表现为软化点升高,针入度下降,粘度随着老化时间增长而增长。
沥青在拌和施工阶段主要发生短期老化。
其中最主要的一个阶段就是拌和过程,针入度降低达80%。
摊铺过程中处于高温状态的沥青薄膜进一步发生老化,热氧反应过程中轻质组分不断发生挥发与吸收,分子结构发生触变导致位组硬化,使得沥青变硬变脆,粘结性下降产生裂纹。
沥青老化是一个自氧化的缓慢过程,老化前后分子中羰基官能团IR光谱吸收峰显著变化,随着老化温度的增高,这一变化愈发明显。
亚砜基能团的吸收峰变化却并不明显。
同时高分子量组分含量在老化沥青中增加,增大分散度,说明沥青分子间存在极性官能团之间的缔合作用。
稠和芳环和少量断侧链是沥青分子的主要组成成分,分子中含有的不饱和双键在老化之后就会消失。
沥青抗老化性不好主要是由于沥青分子中有较多的活性基团和易被氧化的双键。
2.热氧老化热氧老化是沥青老化最主要的原因之一,沥青与氧发生反应生成含氧基团。
而沥青自氧化的过程与温度高低是紧密相关的,随着温度的升高吸氧量也上升,在不同氧分压的条件下,氧分压较高则吸氧量也相应增多。
道路石油沥青老化因素及影响
道路石油沥青老化因素及影响道路石油沥青是否具备优良的质量,其在根本上决定着道路本身能够达到的综合性能。
然而不应忽视,由于受到材料运输、道路施工、材料贮存与其他要素给其带来的显著影响,道路石油沥青很可能呈现逐渐老化的趋向。
因此针对道路建设与道路养护而言,应当能够全面明晰其中的老化影响以及老化原因,在此前提下探求相应的改进对策。
标签:道路石油沥青;老化因素;具体影响道路石油沥青老化,其中的典型表征在于内部的沥青结构与沥青分子呈现相应的变化,从而改变了原有的化学组分。
在此前提下,石油沥青就会转变原有的某些理化特性,因而呈现劣化的趋向。
具体而言,道路沥青本身具备的延伸性、沥青原料软化点以及粘稠度等要素都将会引发石油沥青的缓慢老化,对于上述现状有必要给予更多关注,从而全面优化道路沥青现有的各项性能。
1 道路石油沥青出现老化的具体要素1.1 关于运输要素通常来讲,石油沥青呈现缓慢老化的根源就在于不慎进行原料的运输。
对于热态运输而言,沥青在存贮罐内将会缓慢减低原有的温度,因而无法达到170℃的最佳运输温度。
探究其中根源,就在于存储罐内的空气与沥青很难予以密切接触,或者没能实现良好的油罐封存。
沥青老化通常涉及到吸收油分或者挥发油分。
在空气的作用下,氧气将会接触沥青因此呈现了沥青硬化并且出现了触变反应。
1.2 关于施工拌和的要素对于石油与沥青原材如果要将其适用于道路建造,则必须予以全面的拌和处理。
然而在拌和阶段中,沥青材料将会受到较高外温的影响,因而减损了其中的薄膜性能。
通过运用全面的拌和处理,沥青材料通常来讲就会呈现80%左右的针入度。
由此可见,针对拌和石油沥青的全过程操作如果不慎予以控制,那么将会引发显著的短期沥青老化。
这主要是因为,沥青材料本身包含了较多的轻质组分,上述组分将会引发短期性的老化。
1.3 关于道路碾压的要素道路沥青之所以呈现老化趋向,其中最为关键的根源就在于空间位阻的逐渐硬化。
具体在涉及到全方位的道路施工时,对于拌和完毕以后的石油沥青材料还需予以妥善的摊铺操作。
沥青老化质量损失报告
沥青老化质量损失报告沥青老化质量损失报告沥青是一种常用的道路材料,广泛应用于公路、马路和其他交通场所的建设中。
然而,长期暴露在自然环境中的沥青会随着时间的推移发生老化,导致其质量下降。
沥青老化质量损失对道路的稳定性和寿命造成了重大影响。
进行沥青老化质量损失的评估和研究对于道路建设和维护至关重要。
在本文中,我们将全面评估沥青老化质量损失,并根据深度和广度的要求,向您介绍沥青老化的现象、原因、评估方法及其对道路的影响。
一、沥青老化的现象1. 表面裂缝沥青老化后,其表面容易出现裂缝。
这是由于沥青中的胶质物质逐渐分解,使得沥青变得脆弱,无法有效地抵抗外部应力和温度变化。
2. 色泽变深沥青老化后,其颜色逐渐变深。
这是由于老化过程中产生的化学反应使得沥青中的有机物质发生变化,导致颜色发生变化。
3. 抗剪切性能下降沥青老化后,其抗剪切性能明显下降。
这是由于老化过程中沥青中的胶质物质逐渐失去了粘结力,导致沥青在受力时容易发生位移和破坏。
二、沥青老化的原因1. 紫外线照射紫外线是沥青老化的主要原因之一。
长期暴露在太阳光下的沥青会受到紫外线的照射,使得沥青中的胶质物质逐渐分解,导致老化。
2. 温度变化温度的急剧变化也会加速沥青的老化过程。
高温会使沥青软化,增加其流动性,从而减少其粘结能力;而低温则会使沥青变得脆弱,易于破裂。
3. 化学反应沥青中的有机物质与氧气、水分和其他化学物质发生反应,会导致沥青的老化。
这些化学反应会使沥青中的胶质物质逐渐分解和溶解。
三、沥青老化质量损失的评估方法1. 高斯老化模型高斯老化模型是评估沥青老化质量损失的一种常用方法。
该模型基于沥青老化的主要因素,使用数学函数来描述沥青老化的过程,并计算出沥青的老化程度。
2. 动态剪切流变仪动态剪切流变仪是评估沥青抗剪切性能的重要工具。
该仪器可以模拟实际交通场所对沥青的应力状态,并测量沥青在不同温度下的变形和破坏性能,从而评估沥青老化对其抗剪切性能的影响。
沥青老化的原因及特征
沥青老化的原因及特征1.沥青老化的机理沥青“老化”是指沥青从炼油厂被炼制出来后,在储存、运输、施工及使用过程中,由于长时间暴露在空气中,在环境因素如受热、氧气、阳光和水的作用下,会发生一系列的挥发、氧化、聚合,乃至沥青内部结构发生变化,同时发生性质变化,导致路用性能劣化的过程。
沥青老化是一个逐渐发生的过程,它的速率直接影响路面的使用寿命,因而是影响沥青路面耐久性的主要因素。
2.运输、储存、加热过程中的老化沥青自从炼油厂炼制出来以后,直至拌制沥青混合料之前,一直装在保温的沥青罐内,沥青的热态储存、热态运输、在储油罐内预热、配油釜内调配等过程,往往经历很长的时间。
由于温度升高加速分子的运动,除引起沥青蒸发外,还能引起沥青发生某些物理化学变化。
在这个时期,沥青老化的机理主要是:①由于受热使沥青中的轻质油分不断挥发,使沥青变硬变脆,降低粘结性:②储罐表面的沥青与空气接触,与空气中的氧气会发生一些聚合反应,沥青也会发生一定程度的老化;③沥青在管道内不断运行并由储罐顶处洒落到罐内时,沥青的表面积增大,沥青将发生氧化反应。
由于这段时间内沥青还储存在储油罐中,沥青的数量多、深度大,接触加热源及空气的面积较小,所以老化并不会很严重。
试验证明,如果沥青是被密闭封存的,并且不再加热,以冷态储存,可以储存许多年也不会有明显的老化。
沥青从炼油厂到拌和厂的加热温度一般在170℃左右。
由于油罐封闭,接触宅气面积小,所以这一阶段沥青的技术性能几乎没有变化,因此在运输过程中沥青几乎不发生老化。
3、加热拌和及铺筑中的老化沥青最主要也是最常规的使用方式,是采用热拌沥青混合料的施工方式,此时沥青将经历一个比储存过程严重得多的老化过程。
拌和过程中的老化是最重要的,通常称之为热老化。
沥青在拌和机内与热矿料混合,矿料温度一般高达160一180℃,直接影响到沥青的氧化和组分挥发。
除了加热温度影响外,拌和时间、沥青用量也会影响拌和过程中沥青的老化。
沥青老化的原因及特征
沥青老化的原因及特征沥青老化的原因及特征1.沥青老化的机理沥青“老化”是指沥青从炼油厂被炼制出来后,在储存、运输、施工及使用过程中,由于长时间暴露在空气中,在环境因素如受热、氧气、阳光和水的作用下,会发生一系列的挥发、氧化、聚合,乃至沥青内部结构发生变化,同时发生性质变化,导致路用性能劣化的过程。
沥青老化是一个逐渐发生的过程,它的速率直接影响路面的使用寿命,因而是影响沥青路面耐久性的主要因素。
2.运输、储存、加热过程中的老化沥青自从炼油厂炼制出来以后,直至拌制沥青混合料之前,一直装在保温的沥青罐内,沥青的热态储存、热态运输、在储油罐内预热、配油釜内调配等过程,往往经历很长的时间。
由于温度升高加速分子的运动,除引起沥青蒸发外,还能引起沥青发生某些物理化学变化。
在这个时期,沥青老化的机理主要是:①由于受热使沥青中的轻质油分不断挥发,使沥青变硬变脆,降低粘结性:②储罐表面的沥青与空气接触,与空气中的氧气会发生一些聚合反应,沥青也会发生一定程度的老化;③沥青在管道内不断运行并由储罐顶处洒落到罐内时,沥青的表面积增大,沥青将发生氧化反应。
由于这段时间内沥青还储存在储油罐中,沥青的数量多、深度大,接触加热源及空气的面积较小,所以老化并不会很严重。
试验证明,如果沥青是被密闭封存的,并且不再加热,以冷态储存,可以储存许多年也不会有明显的老化。
沥青从炼油厂到拌和厂的加热温度一般在170℃左右。
由于油罐封闭,接触宅气面积小,所以这一阶段沥青的技术性能几乎没有变化,因此在运输过程中沥青几乎不发生老化。
3、加热拌和及铺筑中的老化沥青最主要也是最常规的使用方式,是采用热拌沥青混合料的施工方式,此时沥青将经历一个比储存过程严重得多的老化过程。
拌和过程中的老化是最重要的,通常称之为热老化。
浅谈沥青的老化过程
浅谈沥青的老化过程摘要:对沥青老化的原因、过程以及老化机理进行系统的分析研究。
关键词:沥青老化;原因;过程;机理Abstract: the reason of asphalt aging, process and mechanism of aging of system analysis and research.Keywords: asphalt aging; Reason; Process; mechanism1沥青老化的原因沥青路面在使用过程中受到自然因素日光、空气、气温、降水和交通荷载的综合作用,产生一系列的物理和化学变化,使其使用性能逐渐衰减,逐步脆硬老化,其实质是沥青混合料中的沥青结合料发生老化。
引起沥青组分老化的原因是多方面的,如沥青中的轻质组分(饱和分和芳香分)挥发、聚合、脱氢等作用,其中主要是沥青中的各种成分发生了氧化,即与空气中的氧产生了化学反应。
沥青的氧化程度与所处的温度有关,温度越高,氧化越快,也就是说沥青的老化速度越快。
这也就是为什么沥青混合料在高温下拌和时老化特别严重的原因。
有研究认为,当沥青在160~170℃的高温下以薄膜状态与灼热的碎石接触时,其老化速度几乎相当于沥青路面在自然状态下历经19年的老化。
温度越高,沥青氧化越剧烈,老化越严重。
这就是为什么对沥青混合料拌和温度与拌和时间要求严格控制的缘故。
在光照条件下,沥青中的油分、胶质、沥青质都能很快发生氧化反应而老化。
同时沥青在雨水洗淋作用下所含的可溶性物质被冲洗掉,也会引起沥青的老化。
汽车交通荷载对沥青路面的重复作用,引起沥青材料不可逆的塑性变形,进而导致结构性破坏,因此机械力的疲劳作用也是导致沥青老化的原因。
2沥青的老化过程2.1输、贮存过程中的的老化沥青从炼油厂炼制出来以后,直至拌和沥青混合料之前,一直装在保温的沥青罐内,沥青的热态贮存和热态运输等过程,往往经历很长时间,其间由于温度的升高,加速分子的运动,轻油质不断挥发,并引起聚合等化学反应。
沥青路面寿命影响要素及措施
沥青路面寿命影响要素及措施城市沥青路面具有外表平整、无接缝、振动小、噪音低、行车平稳舒适、养护维修简便等优点,我国近年来建立的城市道路大多采用半刚性基层沥青路面。
城市道路的特点决定了城市道路沥青路面的使用寿命受多种因素的影响,这些因素既有构造因素、施工因素,又有材料因素。
本文从城市沥青路面破坏因素方面对影响城市沥青路面使用寿命的因素进展分析探讨,并提出相应防治措施。
1.影响因素分析城市沥青路面破坏的影响因素包括内因(材料、构造工艺)与外因(荷载、自然气候、水文地质)及施工工艺等多种因素。
在不同的条件下,各种因素不同程度的穿插组合使路面破坏的原因复杂多变。
调查发现,城市沥青路面破坏常发生在多雨季节,集中在沥青路面透水严重和路基路面排水不良的路段。
1.1沥青混合料拌和设备技术含量低为保证拌制的沥青混凝土混合料成品符合规定的质量,必须要进展工前、工后和运转中对原材料的质量、成品料的质量及设备本身三方面的检查。
沥青混合料应在拌和场制备,在拌制一种新配合比的混合料之前,或者中断了一段时间后,应根据室内配合比进展试拌。
通过试拌及抽样实验确定施工质量控制指标。
在拌和工序,要注意材料的检验,保证所用矿料符合质量要求。
但我们在城市沥青道路的施工中很少做到这些方面。
此外,养护上我们通常使用的HB20型拌和机,级配、温度控制、混合料计量、拌和时间控制等关键局部技术含量低,难以满足提高养护质量对拌和设备的要求。
1.2施工环节控制不严城市沥青路面施工过程是公路工程整体质量形成的关键环节。
但在施工中常常存在施工环节控制不严的问题。
主要表现为以下几方面: 1.2.1混合料面层施工中的设备因素一是压实度因素。
压实是沥青混凝土面层施工的最后一道工序,其目的是提高混合料的强度、稳定性以及抗疲劳特性。
压实度缺乏,沥青面层空隙率易过大受水浸入而产生破损。
沥青面层的压路机主要有刚性光轮、轮胎式和振动压路机三种。
机械设备和碾压模式选择不当都容易影响压实效果,造成压实后质量问题后,产生早期破损。
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道路沥青老化机理及其影响因素
【摘要】简单分析沥青的老化机理,并且从热氧、水分、光照等不同影响因素的条件下分析了其对于沥青产生的影响。
还简述了沥青老化的预防措施。
【关键词】沥青老化;热氧老化;光氧老化;水分作用
公路交通作为基础设施的一部分与人民的社会生活息息相关,也是衡量一个国家经济实力和现代化发展水平的重要因素之一,因此公路的使用质量也是至关重要的。
沥青路面的使用性能与沥青本身品质有着巨大的关系,而沥青加工使用过程中,在热氧,水分,光照等一系列因素的交互作用下发生内部分子结构与化学组分的变化,使沥青性能发生劣化这样的过程被称之为老化。
老化主要由氧化老化、挥发物的衰减、自然硬化和渗流硬化四种情况组成。
沥青老化严重影响道路使用寿命,对于沥青老化的研究对于道路的使用与维护都具有十分重大的意义。
1.沥青老化机理
沥青老化主要表现为软化点升高,针入度下降,粘度随着老化时间增长而增长。
沥青在拌和施工阶段主要发生短期老化。
其中最主要的一个阶段就是拌和过程,针入度降低达80%。
摊铺过程中处于高温状态的沥青薄膜进一步发生老化,热氧反应过程中轻质组分不断发生挥发与吸收,分子结构发生触变导致位组硬化,使得沥青变硬变脆,粘结性下降产生裂纹。
沥青老化是一个自氧化的缓慢过程,老化前后分子中羰基官能团IR光谱吸收峰显著变化,随着老化温度的增高,这一变化愈发明显。
亚砜基能团的吸收峰变化却并不明显。
同时高分子量组分含量在老化沥青中增加,增大分散度,说明沥青分子间存在极性官能团之间的缔合作用。
稠和芳环和少量断侧链是沥青分子的主要组成成分,分子中含有的不饱和双键在老化之后就会消失。
沥青抗老化性不好主要是由于沥青分子中有较多的活性基团和易被氧化的双键。
2.热氧老化
热氧老化是沥青老化最主要的原因之一,沥青与氧发生反应生成含氧基团。
而沥青自氧化的过程与温度高低是紧密相关的,随着温度的升高吸氧量也上升,在不同氧分压的条件下,氧分压较高则吸氧量也相应增多。
通过吸氧量可以直观的判断抗老化性的好坏,吸氧量越大抗老化性越差。
根据沥青吸氧动力学模型,认为沥青吸氧过程的控制因素是氧在沥青中的扩散速度,即老化与其本身的粘度有很大关系。
氧气要与沥青反应首先必须在沥青中溶解扩散之后才能够反应,因此反应中必不可少的步骤就是扩散。
这个过程可以用动力学一级反应进行描述,能够很好地表示沥青的吸氧过程。
而热老化主要是指沥青中轻质油分受热挥发,破坏沥青的结构硬化,改变沥青结构链接,导致沥青变质。
3.光氧老化
光氧老化也是不容忽视的一个问题,光氧老化之后沥青组分向大分子量方向转化,其中针入度和延度减小,软化点、粘度增大。
沥青材料主要是由碳、氢、氧、氮等元素组成大分子有机物。
这些有机物之间需要一定的键能,键能越高越稳定。
沥青材料的破坏其实就是大分子结构破坏,主要有C-H、C-C、C=C键,其中绝大多数聚合物分子键能与290~400mm波长范围的光能相当,因此容易产生破坏。
紫外线射入沥青的深度只有0.1mm数量级,但是考虑到老化后沥青分子会向内扩散,紫外线对沥青老化的影响也只发生在沥青表面1mm处。
但是沥青路面存在空隙,强紫外线对沥青面层的影响可以达到一个最大粒径的范围,即1cm左右。
经紫外线老化之后沥青质略微上升,饱和分变化不大,芳香分略降低,胶质也略有变化,但随着老化时间的增长这四个量的变化并不大,说明这种老化只会发生在表面很薄的一层。
在使用过程中,还会受到光氧老化变得脆硬,影响了沥青的低温性能和疲劳耐久性,容易产生裂纹,沥青与集料粘附性下降,会发生脱落现象使雨水渗入路面结构层,对道路进行进一步破坏,急剧减少路面使用寿命。
4.水分作用
减少沥青路面使用寿命的另一个重要的因素就是水的作用。
道路的使用或多或少都无法完全排除水的影响,包括雨水以及地下水,往往水分作用会贯穿整个面层甚至对基层造成损坏。
雨水的作用下,沥青中的可溶性物质被冲洗掉,造成了沥青的老化变质,水的pH值对于沥青质也有较大的影响。
水分的加入对于高温老化性状有明显的作用,使沥青变硬,弹性成分增加,提升了高温性能,从一定程度上提高了沥青路面抗车辙能力。
但是对于低温性能影响并没有十分显著。
可以认为水分的存在加速了沥青的老化进程。
5.预防老化措施
在施工时我们就应该尽量注意减少沥青的短期老化,首要应当注意沥青混合料的施工温度,以及高温期间与空气接触等条件。
为了减少短期的老化可以从这几个方面考虑:
在保证沥青混合料拌和、摊铺、碾压施工和易性的前提下,尽量采用较低的拌和温度,并且不超过规定最高拌和温度,同时尽量在温度较高季节施工。
尽量缩短高温保存沥青混合料时间,科学合理安排运输的距离和时间,避免造成严重的短期老化。
另外也可以在运输的过程中加盖篷布减少与空气的接触。
使用过程中的沥青老化是一个长期的过程,减轻老化可以从混合料结构上考虑,尽可能选择吸水率较小的粒料,减少空隙率增强压实,减少沥青与空气接触,采用耐老化性能好沥青材料,保证沥青混合料有足够密实性可以根本上减轻老化。
[科]
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