公路沥青路面自然老化行为特征研究

公路沥青路面自然老化行为特征研究摘要：沥青在长时间的使用后会出现自然老化现象，会使沥青的耐久性收到影响。探究沥青自然老化行为对于改良沥青路面有着直观的作用。提取使用阶段沥青路面混合料中的回收沥青，通过针入度、软化点、延度等判定指标，研究不同使用年限的沥青路面混合料中沥青的自然老化特征，总结沥青自然老化的行为特征。

abstract： the asphalt pavement performance and durability of the main factors affecting is the asphalt natural aging. the explore bitumen natural aging behavior is modified asphalt pavement intuitive.through penetration， softening point， ductility determining indicators， the natural aging characteristics of different useful life of asphalt pavement mix asphalt， summarizes the behavioral characteristics of asphalt natural aging.

关键词：沥青路面；沥青自然老化；行为特征

key words： asphalt pavement；asphalt natural aging；behavioral characteristics

中图分类号：u41 文献标识码：a 文章编号：1006-4311（2013）02-0065-02

0 引言

在我国沥青路面表现出的问题和危害是非常多的，譬如说使用寿命短，这类问题出现的原因有设计和施工的因素，还包括沥青混

合料逐渐老化的因素，公路沥青路面的老化是影响路面使用性能和耐久性的重要因素。近些年有很多国际和国内的专家都在研究此问题，但是大多数的研究还只进行在室内研究的阶段，这种室内研究有一个弊端，室内模拟老化研究，虽然也是对各种因素指标进行了详细的分析，但是与实际沥青路面的老化过程还是不一样的。本篇文章研究针对的是各个使用年限的沥青路面，检验分期各项指标的变化，探索不同影响因素下沥青路面的自然老化行为。

1 沥青路面自然老化行为特征

沥青路面投入使用之后，会受到很多外在因素的影响和作用，发生老化的现象也是一定会存在的，老化的逐渐加强会使得在高温下的沥青路面抗车辙的性能加强，但是在对低温下抗疲劳性就会减弱，会有不利的影响，同时引起沥青路面的脆度增强，粘附性和胶结能力变差，以致路面发生开裂。通过针入度、延度和低温劲度等判定沥青路面的老化状态，对不同使用年限的沥青的研究，对提高沥青路面的抗裂性能有着极大的意义，不同的路面深度和空隙率对沥青混合料老化进行的影响也是不同的。

1.1 不同使用年限对沥青结合料老化的影响我国从建国以来，不断地修筑了很多沥青的试验路段，我们发现在使用早起的1年到4年之内，针对度会非常快的减小，之后减小的速度会减慢，但是还是在继续变小，我们针对这些指标状况也进行了取样和分析，可以参照表1。

结果表明：沥青年限的长短不同，沥青的软化点、针入度、粘

度和延度也有表现出明显不同的变化。从表中可以观察出，使用年限时间越短粘度和软化点就表现的越小，相反延度和针入度会增加。在经过rtfot老化的沥青，可以观察到延度是24.1cm，在使用2年之后变为9.5cm，这个幅度的变化是非常大的，再观察之后的，使用4年之后变为8.8cm，可以看到之后的变化幅度是很小的，针入度的衰减规律和延度基本一致。通过这些数值可明显的观察到前几年沥青路面老化的速度是非常快的，之后呈现出越来越慢的状态。

1.2 路面不同深度处沥青老化差异提取不同深度处沥青结合料，回收其中的沥青，指标测试结果如表2。

分析表2及图1-4试验结果可知：

①和基质沥青作比较，各层回收沥青的针入度都表现出衰减的趋势，延度的减少量超过了80cm，减少幅度达到了90%以上，由此可分析出，沥青在使用的过程中低温性能作用减弱是非常明显的。

②在沥青不同取样层的数值变化中可以观察到，表层到底层的软化点和粘度整体上表现的是下降的趋势，而其他两个数值针入度和延度是上涨的趋势，这点可以分析出沥青路面从表面到内部的老化过程是整体呈现减轻的趋势的。这点也很好理解，因为表层长期与氧气接触，加上温度过高，受到阳光的照射，老化程度自然相对严重一些。③数值上可以看出第4层和第5层相对邻层的老化程度更为严重一些，分析原因认为，这两层受到行车的剪应力比较大，并且路边出现的细小的裂纹会有水分进入，在行车动水压作用下也会对

这两层产生比较大的影响。④整体上看出了延度没太大变化之外，其他的指数变化的都有很大的差别。实际中针入度和软化点也一方面提现了粘度的变化，由此可看出氧化作用对沥青粘度的变化是有很多作用的，而对于延度还有其他的老化作用在影响着。

综上所述，沥青路面老化自上而下的垂直变异差别明显，其中由于光照及热氧化等原因致使表层的老化程度最深；老化程度由表及里总体呈衰减趋势，但中间层由于荷载或者水的交互作用使其与相邻层相比老化程度略深。

1.3 路面不同深度处沥青老化差异在研究沥青混凝土路的过程中，空隙率也是一项重要的指标参数，这项参数关系着路面的使用性能和抗老化性能。氧化是路面逐渐老化的必要条件，所以可以想到当路面的空隙率变大的时候，沥青路面内部会和氧气有充分的接触，别且阳光中的紫外线也会照射进去，那老化的现象自然也会发生。看数据资料可看到空隙率在大于7%的时候老化的程度就会加大，小于5%时情况比较轻。尤其是在7%以上的时候沥青路面还会出现渗水的现象。下表给出来壳牌公司对不同空隙率使用15年路面回收沥青各项指标试验值。

由表3可以看出，空隙率在7%的时候，参数变化是非常大的，可以看到软化点增加了33%，针入度减小了63%，针入度指数明显增加，所以可以看出，空隙率是路面老化的一个严重的因素。空隙率越大，路面的抗老化性能会越弱，所以我们就知道沥青的混合料的质量是非常重要的关键。一般情况下我们认为，空隙率大，路面