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引起沥青路面老化的不同原因
来源: | 作者:000 | 发布时间: 2021-11-25 | 2145 次浏览 | 分享到:


2.2 热氧老化机理

对于沥青的热氧老化机理方面,大量研究借助对沥青热氧老化前后的结构进行表征和分析,从而推测出沥青的热氧老化机理。沥青分子在热和氧的作用下生成游离自由基,游离自由基可与氧分子结合,生成过氧化游离自由基,过氧化游离自由基,进一步与沥青分子反应,即生成氢过氧化物。随着自由基反应的进行,沥青分子不断被氧化,同时生成更多的氧过氧化物,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,同时氧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。此可见,沥青分子老化后生成了大量含有羰基官能团的物质,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

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,从而部分芳香分转化为胶质,部分胶质转化为沥青质,最终沥青质的比重明显增加。老化后的沥青逐渐变脆变硬,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。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,越薄的沥青膜更容易发生老化且老化越严重。

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,叶奋等[3]利用TFOT、PAV和人工强紫外光照射试验对沥青进行光老化和热老化,通过对比发现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。


光老化过程中沥青的针入度和延度变小,软化点升高,沥青变硬变脆易于开裂。沥青在光阳老化后与集料的粘附变差,在遇到水的侵蚀时易于从集料表面分离脱落,在路面上出现坑槽、龟裂等现象。


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。