路面瀝青老化程度的影響因素分析

宋飛云

(廣西路橋工程集團有限公司， 廣西 南寧 530011)

在我國的社會發展過程中，瀝青道路發揮著重要作用，但同時也帶來許多問題。由于我國國土疆域廣大，道路網建設比較成熟，對瀝青路面的應用更為廣泛，但是瀝青路面由于使用年限短的特點，其真實壽命保持在15年左右，一些廢棄的路面瀝青材料不僅浪費了巨大的建設資源，而且還帶來嚴重的環境污染，因此對路面瀝青老化問題進行更加深入的分析變得十分必要，對發展新技術延緩瀝青老化也能提供理論上的參考。

1 路面瀝青的老化原理

1.1 老化原理

瀝青材料的老化從瀝青被生產出來就一直存在，經過短時間的貯存、運輸和道路施工使用的過程中，在空氣暴露的時間太長，再加上一些不可避免的自然環境因素，會使得瀝青發生相關的物理化學反應，如瀝青的揮發、氧化和聚合，造成瀝青內部成分或結構發生變化，從而導致瀝青的特性相應的發生改變，性能降低不能滿足路面行車需要，造成資源不能有效利用，因此國內外專家學者一直對瀝青的老化問題進行研究和探討。

1.2 老化階段

瀝青的老化不是一蹴而就的，而是經過比較漫長的過程和階段，但具體階段主要分為三個，第一個階段是在瀝青運輸、儲存和熱加工過程中的老化，第二個階段是瀝青在進行攪拌處理和施工過程中的氧化，第三個階段是瀝青在路面投入使用過程中的老化。

瀝青在運輸、儲存和加熱過程中的老化也叫作臨時老化，這是由于瀝青在加熱的條件下，瀝青的部分油分會有揮發現象，這就會造成瀝青的物理性質發生變化，可能會出現瀝青本身的硬化和脆化現象，此外，由于瀝青的加熱和儲存難免會接觸到空氣，可能會使得瀝青發生氧化反應，改變化學性質。

瀝青在加熱攪拌和施工過程中的老化也被叫做熱老化，這是因為暴露在空氣中的瀝青攪拌溫度太高，導致發生氧化現象和揮發現象，瀝青也就因此發生老化現象，而且這個老化程度是隨著攪拌時間和加熱溫度的增長而增長的。

瀝青在路面長期使用過程中的老化也被稱為長期老化，瀝青因為被鋪在路面上，長期暴露在太陽直曬，雨水沖刷等自然環境當中，會發生緩慢的物理化學變化，導致瀝青性質變化而慢慢老化，可能會出現路面瀝青干裂和缺損的情況，影響路面瀝青的承載性能[1]。

2 路面老化瀝青的回收

2.1 路面瀝青回收過程

現階段對于路面瀝青老化程度的研究，需要從老化路面上提取相關的老化瀝青樣本進行深入分析。首先要從合適的路面瀝青提取樣本，再經過科學的分離手段將純瀝青從路面混合物中提取出來，這個過程可以采用三氯乙烯等有機溶劑，然后在溶液中分離出瀝青并對其有關指數進行分析處理，最后將提取的瀝青樣本與瀝青原液進行數據比對，從而準確的確定瀝青的老化程度。[2]

2.2 路面瀝青回收方法和相關問題

利用三氯乙烯等化學試劑對瀝青進行處理具體來講有兩種方法，包括回流抽取法和離心抽取法，在經過相關人員的大量實驗驗證，認為離心抽取瀝青樣本的方法比回流提取樣本的效果更好，這是因為離心抽取樣本的操作不需要經過加熱，直接采用冷溶劑進行瀝青的分離，避免過度加熱會進一步改變瀝青的老化程度，對實驗結果產生影響。另外在瀝青的提取回收過程中使用化學溶劑可能會殘留部分雜質，造成檢測結果的不準確，因此在瀝青提取過程中一定要對殘留物質進行處理，才能更好的表現出瀝青的性能[3]。

3 路面瀝青老化程度影響因素分析

3.1 路面瀝青使用年限對老化程度的影響

瀝青路面的壽命是固定的的，因此瀝青的老華程度和路面使用年限具有直接的關聯，國外某機構做過對比實驗，在已經服務年限5年和7年的瀝青路面上不同深度上提取了瀝青混合物樣本，在進行純瀝青的回收后對瀝青的各項指標進行科學的檢驗，在對實驗結果進行對比時發現，不同深度且年限不同的路面瀝青老化程度存在明顯差異，在同一深度水平上，已經服務7年的瀝青樣本比服務5年瀝青樣本的軟化點高且針入度小，實驗結果表明，路面瀝青使用年限越長，其老化程度也就越高，使用年限和老化程度成正比例關系。

國內對路面瀝青使用年限和老化程度的關系也做了系統分析實驗，路面瀝青的使用年限越長，瀝青內成分發生各種物理化學變化，使得瀝青老化變得又硬又脆，不能滿足路面交通需要，在對國內城市道路不同使用年限的公路進行分別取樣分析后，可以得出，時間的變化會使得路面瀝青的延度、軟化點、針入度和粘度發生不同程度的變化，其中延度和針入度隨著使用年限提高不斷減少，軟化點和粘度卻呈現逐年增大的趨勢，這就充分表明了瀝青使用年限的增加影響瀝青老化程度[4]。

3.2 路面瀝青深度的不同對老化程度造成差異

我國有關研究部門通過對使用年限為 7年的瀝青路面進行不同深度的取樣，經過瀝青回收處理后對瀝青進行相關數據分析，并且和新瀝青進行指標性質上的各項比對，結果表現為，樣本瀝青的針入度和延度整體上表現明顯，并且延度的變化程度比軟化點要大的多，經過誤差分析得出可能是由于瀝青回收過程中有機溶液的殘留或者礦粉的殘留造成了數據的誤差，影響了性質表現出的規律性。

從其他圖表上分析得出，隨著取樣層由上到下的分布，樣本瀝青的針入度整體上升趨勢明顯，但是延度的變化規律不確定，沒有明顯的規律性，中間層面的樣本瀝青延度水平比其他層面都要低，出現這種現象說明中間層的瀝青可能受到較大的壓力和溫度影響，老化程度比較嚴重。不同深度的瀝青樣本在軟化點的性質上呈現下降趨勢，到最后一層又顯著增大，這可能是因為表層的瀝青樣本長時間與空氣接觸，發生性質變化導致老化程度最高，軟化點最大，而在最底層的瀝青與地基基層接觸，成分上可能發生某種交換現象，所以軟化程度相對來說較高，老化程度較高[5]。

3.3 空隙率對路面瀝青老化程度的影響

路面瀝青的老化主要體現在路面施工和長時間使用這一階段，由于瀝青長時間與空氣發生接觸并且受到強烈的紫外線照射，發生了化學反應導致瀝青的老化。當進行路面施工時應用的瀝青混合材料空隙率很大時，這就意味著瀝青暴露在空氣中的面積在增大，被紫外線照射的面積增大，在這種情況下更容易造成瀝青的老化，經過大量的試驗研究發現，當瀝青混合材料的空隙率小于5%時，路面瀝青的老化就不會很嚴重，當瀝青混合物材料的空隙率大于7%時，就會加快路面瀝青的老化，尤其是當混合材料的空隙率在 7%-13%的水平時，就會發生路面滲水現象，使瀝青老化更為嚴重。通過以上分析我們不難得出以下相關結論，路面混合材料的空隙率越大，路面瀝青的老化程度就越為嚴重，混合空隙率和瀝青老化程度成正比例關系，要想減輕瀝青老化程度就要從減小空隙率入手[6]。

4 總結

我國的經濟發展離不開道路的建設，道路的建設主要依靠瀝青材料的科學使用，然而路面瀝青老化問題成為導致道路損壞的重要因素，影響了道路的交通性能，造成人們出行的不便，這就需要有關部門對路面瀝青老化因素進行更深層次的探究分析，針對具體影響因素采取相應的解決措施，減輕路面瀝青老化嚴重的狀況。

[1]曾杰.高速公路瀝青路面老化瀝青的頻率敏感性研究[J].中外公路,2017,37(06):81-83.

[2]程耀飛.瀝青路面老化的試驗研究[J].筑路機械與施工機械化,2017,34(08):89-93.

[3]臧芝樹,蔡燕霞.模擬瀝青老化全過程及老化特性研究[J].路基工程,2017(03):129-132

[4]葉奮,韋特,王舒穎.瀝青路面銑刨料表面瀝青分層老化規律研究[J].華東交通大學學報,2017,34(03):40-45.

[5]應徐昌. 回收瀝青混合料溫拌再生機理及路用性能研究[D].哈爾濱工業大學,2017.

[6]葛曉杰,烏蘭,張國宏,李曉民.路面長期老化瀝青性能研究[J].廣東化工,2017,44(07):29-30.