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瀝青老化及老化原因
更新時(shí)間:2021-12-06 瀏覽次數(shù):4356
瀝青的耐久性是影響瀝青路面使用質(zhì)量和壽命的蕞主要因素。路面鋪筑時(shí)受加熱作用,路面建成后受自然因素和交通荷載作用,瀝青的技術(shù)性能向著不理想的方向發(fā)生不可逆的變化即瀝青的老化。受瀝青老化的制約,瀝青混合料的物理力學(xué)性能隨著時(shí)間的推移逐年降低直至滿足不了交通荷載的要求。
下圖表示瀝青的老化過(guò)程。在路面施工中瀝青始終處于高溫狀態(tài),受熱會(huì)產(chǎn)生短期老化或施工期老化和熱老化;路面使用期內(nèi)瀝青長(zhǎng)期裸露在自然環(huán)境中,同時(shí)還要受到汽車交通等應(yīng)力的作用而產(chǎn)生長(zhǎng)期老化或使用期老化。
瀝青的短期老化可分為三個(gè)階段。
(1) 運(yùn)輸和貯存過(guò)程的老化
瀝青從煉油廠到拌和廠的熱態(tài)運(yùn)輸一般在70攝氏度左右,進(jìn)入貯油罐或池中溫度有所降低,調(diào)查資料表明,這一階段里瀝青的技術(shù)性能幾乎沒(méi)有變化,這可能與油罐密封和接觸空氣面積小有關(guān)。因此,在運(yùn)輸過(guò)程中瀝青的老化非常小。
(2)拌和過(guò)程中的熱老化
瀝青與骨料加熱拌和過(guò)程中,瀝青是在薄膜狀態(tài)下受到加熱,比運(yùn)輸過(guò)程中的老化條件嚴(yán)酷的多。瀝青混合料拌和后,40/60級(jí)瀝青針入度降低到拌和前瀝青針入度的85%,60/80級(jí)瀝青針入度降低到80%,這說(shuō)明拌和過(guò)程引起的老化是嚴(yán)重的,是瀝青短期老化蕞主要的一個(gè)階段。
(3)拌和后施工期的老化
瀝青混合料拌和后,運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)攤鋪、碾壓完畢降溫至自然溫度,這一過(guò)程中裹覆石料的瀝青薄膜仍處于高溫狀態(tài)。從下圖瀝青針入度的變化可以看出,瀝青混合料攤鋪、碾壓和降溫期間,瀝青的熱老化會(huì)進(jìn)一步發(fā)展。
混合料中瀝青的長(zhǎng)期老化是一個(gè)漫長(zhǎng)而復(fù)雜的過(guò)程,從下列三個(gè)圖中可以看出:
(1) 瀝青路面使用性能早期針入度急劇變小,其后繼續(xù)變小,但變化緩慢。雖然急劇變化的時(shí)間因路面所在的地區(qū)的氣候、交通量和瀝青品種的不同而不同,但大體在使用1年至4年之間。
(2) 瀝青老化主要發(fā)生在路表與大氣接觸部分,因此路面表層瀝青老化的發(fā)展比面層內(nèi)部的瀝青要迅速,在深度0.5cm左右處的瀝青針入度降低幅度是相當(dāng)大的。
(3) 瀝青混合料的空隙率是影響瀝青老化的主要因素。路面邊緣瀝青的老化要比路中行車帶瀝青的老化嚴(yán)重,這可能是在車輛行駛部分,由于交通荷載作用,使路面更加密實(shí),空隙率變小的緣故。
(4) 當(dāng)路面中瀝青針入度減小至35-50之間時(shí),路面容易產(chǎn)生開(kāi)裂,針入度小于25時(shí)路面容易產(chǎn)生龜裂。