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改性沥青路面老化的不同原因

点击次数:   更新时间:23/11/21 09:08:11     来源:www.xqt789.com关闭分    享:
  改性沥青目前广泛运用在道路工程中,但改性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改性沥青老化的影响,在不同改性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。下面带大家了解一下四川改性沥青路面老化的不同原因。
  1.改性沥青的热氧老化

  改性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,改性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,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;二阶段是改性沥青和集料的拌合及摊铺、碾压过程,该过程中拌合改性沥青温度将达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;三阶段是改性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。

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  2.改性沥青的水老化

  沥青为憎水性材料,其内部的可溶性物质会由于水的长期渗透作用下而减少,从而发生老化反应。由于水等液体可以渗透到改性沥青内部,而这类液体的PH值不同,对于改性沥青中沥青质以及油水界面张力的影响很大。
  随着老化程度的加深,改性沥青的复数模量增加、相位角减小。有水参与的作用使得改性沥青的复数模量较无水参与的增量更大,其相位角更小。有水参与使得改性沥青的疲劳度下降温度下降,降低了改性沥青的抗疲劳性能。有水压力老化改性沥青的劲度模量大于常规压力老化改性沥青的,表明水分的作用使沥青变硬、低温劲度增加及老化程度加深,降低了改性沥青的低温抗裂性能。
  3.改性沥青的光老化
  太阳光透过大气层照射在地表的紫外线波长为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,所以紫外线对改性沥青结构将会产生破坏作用并形成自由基,使得改性沥青分子发生缩合及脱氢等化学反应,从而部分芳香分转化为胶质,部分胶质转化为沥青质,终沥青质的比重明显增加。老化后的改性沥青逐渐变脆变硬,路面的低温抗裂性、疲劳耐久性显著降低。影响改性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。为重要的因素,改性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。改性沥青在拌合之后,包裹在集料上的沥青膜很薄(一般只有10μm左右),在紫外光照射下,越薄的改性沥青膜更容易发生老化且老化越严重。
  改性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。改性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。此时改性沥青的物理性能表现为逐渐硬化变脆,在外力作用下易开裂破碎,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。
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