沥青的老化机理研究.pdf

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1、城市建筑┃研究•探讨┃URBANISMANDARCHITECTURE┃RESEARCH•DISCUSSION沥青的老化机理研究12■田辉黎董学军[摘要]沥青的老化是沥青路面病害的常见形式，严重影究其机理，沥青中存在许多稠环化合物，稠环化机理相当复杂，在此期间，沥青的流变学性质已响着路面的使用性能。本文从沥青的老化方式、产生的源化合物中苯环对波谱中近紫外区极为敏感，从中获产生质的改变，也对路面的耐久性能阐释直接影响。头以及老化过程中沥青的微观结构变化这三个方面，对沥取大量能量，故光解反应发生在侧基中，沥青性能三、沥青老化微观结构变化研究青的老化机理进行了深入的分

2、析研究，为沥青的老化防治随之下降。对经过光老化的沥青材料进行相对羰基1.老化过程中沥青组分变化分析提供了理论参考。指数的检测，发现基质沥青和改性沥青均随光照时当前我国最为常用的是四组分分析法，即按照间增加而发生相对羰基指数上升。饱和分、芳香分、胶质和沥青质来进行划分。饱和[关键词]沥青老化微观结构研究二、沥青老化的产生分和芳香分是油分的主要成分，芳香分由于分子量沥青老化的产生可以分为三个阶段：沥青从炼最小，最不稳定，容易挥发，且其分子结果存在着路面结构中的沥青受到自然环境中的温度、紫油厂被炼制出来后，在储存、运输中的老化；施工很多不饱和键，包括单体形式存在的不

3、饱和键，因外线、氧气、湿度等的综合作用，而发生一系列的时拌合与铺筑中的老化；沥青路面在使用过程中的此，在氧气、紫外线和温度等因素影响下芳香分成物理、化学变化，使得沥青的性能发生变化，最终长期老化。沥青老化随时间逐渐发生，路面使用寿分将发生诸如氧化、缩合、共聚等反应，体现在组引起沥青路面路用性能发生改变，这个过程称之为命与老化速率直接相关。分变化上即向胶质转化。饱和分由于饱和键而在分老化。沥青路面的老化现象是路面病害的常见形式，1.沥青在储存运输中的老化子结构上很有优势，故一般不参与自然条件下的反为了从源头上认识并减小沥青路面老化病害的危害沥青自从炼油厂炼制完成

4、，直至拌制沥青混凝应，故结构能够保证一定稳定性。相比于沥青质，程度，有必要对其老化机理进行详细的分析研究。土之前，一直装在恒温沥青罐内，沥青的热态运输、胶质的能级活性较强，会在自然状态下转化成沥青一、沥青老化方式热态储存、预热、配油釜内调配等，往往经历很长质，同时沥青质分子也会转化成分子量更大的分子。沥青的老化主要有两种方式：热氧老化与光老时间。温度升高导致了分子运动加速，使得沥青部总结来说，沥青的老化过程即为芳香分-胶质-沥青化。分蒸发，引起沥青某些物理化学性质发生变化。质的转化过程，此反应过程为不可逆反应，故随着1.沥青热氧老化机理在这个时期，沥青老化的原

5、因主要是：高温使时间增加，沥青质含量越来越高，因此由沥青质导沥青作为复杂的高分子混合物，含有类似双键沥青中的轻质油分挥发，导致沥青组分和胶体结构致的流变性质（主要是粘弹性）也会增大，直观反的敏感基团，在一定温度范围内与氧气接触，在金的改变而变硬变脆，粘结性降低；少数表面的沥青映在其粘度增大，针入度下降。与此同时，芳香分属离子的催化作用下，化学键发生断裂，形成自由与氧气接触发生氧化反应，使沥青老化。的含量逐渐减少，因此由芳香分含量所决定的沥青基。自由基形成后与氧气进一步反应，形成氢过氧沥青通常在炼油厂、拌和厂加热到170℃左右。延度也随之下降，故老化沥青延度均相

6、应降低。化物中间体，因而自由基反应能够不断进行下去。通过调查了解到此阶段中沥青各指标、性能并无明2.老化过程中沥青胶体结构变化分析沥青热氧老化过程符合自由基的反应机理，其特点显变化（60℃粘度仅提高2.5%），并且不随着运输通过沥青的胶体结构理论可知，半固态胶质被主要为自动催化氧化。沥青热氧化老化属于游离基时间的延长而增加，处于密封状态使接触氧气的机多个聚集的固态超细沥青质颗粒所吸附并形成胶链式反应过程，包括链的引发、增长、歧化和终止会大大降低。因此在运输过程中沥青几乎不发生变团，而胶质的胶溶作用则使其分散并交融于主要由四个阶段。化。饱和分和芳香分组成的分散介

7、质中，进而生成稳定沥青与空气中氧的自氧化过程与温度有很大关2.沥青在拌合铺筑过程中的老化的胶体。胶体结构中各类物质的极性是逐渐变化的，系。当温度超过100℃时，会产生脱氢反应，生成采用热拌沥青混合料的施工方式是沥青最常从饱和分到芳香分，乃至胶质到沥青质，都没有明H2O和CO2；而在100℃以下时，沥青与氧气的反应规、最主要的使用方式，此时沥青所经历的老化过显界限。几乎全部生成极性含氧基团。通过现有的试验可以程相较储存运输时要严重的多。最主要的老化过程因此，仅当各组分的相对含量和化学组成合理了解到，当升温一倍时，反应的氧气吸收量可达发生在拌合过程中，称之为热老化

8、。在混合拌合过时稳定的胶体才能形成。其