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    道路瀝青的光老化現象分析

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    道路瀝青的光老化現象分析

    2022-01-17

    道路瀝青廠家講,道路瀝青是黑色和棕色的復雜混合物,由不同分子量的碳氫化合物及其非金屬衍生物組成。其物理形態為高粘度有機液體,表面為黑色。一系列物理化學變化,如蒸發、脫氫、氧化、冷凝等,會發生在瀝青在生產和使用過程中長時間與空氣接觸時。此時道路瀝青的物理性質逐漸變硬變脆,在外力作用下容易開裂、斷裂,無法繼續發揮其原有的粘結和密封作用。這種由外部環境引起的內部結構和化學性質的不可逆變化稱為老化。

    道路瀝青是黑色和棕色的復雜混合物,由不同分子量的碳氫化合物及其非金屬衍生物組成。其物理形態為高粘度有機液體,表面為黑色。一系列物理化學變化,如蒸發、脫氫、氧化、冷凝等,會發生在瀝青在生產和使用過程中長時間與空氣接觸時。此時道路瀝青的物理性質逐漸變硬變脆,在外力作用下容易開裂、斷裂,無法繼續發揮其原有的粘結和密封作用。這種由外部環境引起的內部結構和化學性質的不可逆變化稱為老化。

    太陽光透過地球表面大氣照射的紫外線波長為290-400納米,其能量高于道路瀝青中與苯環等穩定基團相連的C-C鍵和C-H鍵。因此,紫外線會破壞道路瀝青結構,形成自由基,導致瀝青分子發生縮合、脫氫等化學反應,使部分芳香族化合物轉化為膠質,部分膠質轉化為瀝青質,之后瀝青質的比例會明顯增加。老化后的道路瀝青逐漸變脆變硬,路面的低溫抗裂性和疲勞耐久性顯著降低。影響瀝青光老化的因素很多,包括紫外線照射強度、照射時間、瀝青膜厚度等。其中,紫外線照射強度是影響光老化速率的Z重要因素,瀝青的光老化速率隨著紫外線照射強度和照射時間的增加而加快。瀝青拌和后,包裹在集料上的瀝青膜很薄。在紫外光下,瀝青膜越薄,越容易老化,老化越嚴重。

    1.光老化對道路瀝青物理性能和化學結構的影響

    道路瀝青在紫外線照射和熱氧化老化后的老化對瀝青的老化性能有不同的影響。根據低溫下瀝青路面開裂的延性和剛度模量的研究,葉芬等[3]利用TFOT、PAV和人工強紫外線照射試驗對瀝青進行光老化和熱老化。通過對比發現,熱氧老化對瀝青性能的影響不如光老化。同時,瀝青在光老化后流變性能也會發生變化:粘度增加,溫度敏感性降低。紫外光老化增加了瀝青的復剪切模量,降低了相角,從而增加了瀝青的剛度。

    在輕老化過程中,道路瀝青的針入度和延度降低,軟化點升高,道路瀝青變得堅硬、易碎、易開裂。老化后瀝青與集料的粘附性變差,遇到水侵蝕時容易從集料表面分離脫落,路面出現坑洼和裂縫。

    2.道路瀝青的光老化機理瀝青被紫外線照射,其中光子的能量誘導瀝青中初始自由基的形成。瀝青的紫外老化屬于自由基鏈式反應,包括鏈引發、鏈增長和鏈終止三個階段。道路瀝青分子產生自由基的原因是在紫外線輻射的作用下吸收光子能量。


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