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基质沥青老化模拟及抗老化技术研究进展

2022-11-30李涛刘凡恺赵品晖高华睿汲平

山东建筑大学学报 2022年2期
关键词:老化添加剂沥青

李涛刘凡恺赵品晖高华睿汲平

(1.山东高速建设管理集团有限公司,山东 济南 250100;2.山东建筑大学 交通工程学院,山东 济南 250101)

0 引言

沥青是一种从原油或天然沉积物中提取的黏弹性材料[1],其化学成分复杂,主要由碳(80%~88%)和氢(8%~12%)两种元素组成,还可能存在硫(0~9%)、氧(0~2%)和氮(0~2%)等元素,以及微量的钒、镍和锰等元素。沥青由烷基、多芳烃等组成,这些有机分子根据化学性质和极性可分成不同的类别。极性有机分子在极性分子较少的介质中的分散及其相互作用与沥青结合料的性能及其氧化敏感性密切相关。

影响沥青材料性能的重要因素之一是老化现象,因为其在很大程度上与沥青混合料出现的一些最常见的病害有关。众所周知,沥青的老化发生在沥青材料生产、运输、使用的全过程中。沥青胶结料的老化过程主要包括其易挥发组分的损失,以及氧化过程和聚合反应,这些反应会使沥青组成成分和物理化学性质发生变化,进而引起沥青黏度的损失和硬度的增加。由于沥青老化而产生的胶体结构的变化,会影响沥青混合料的性能,最终导致沥青路面出现各种各样的病害[2],其中包括黏聚力的损失导致的集料颗粒脱落,抗疲劳能力下降导致的路面断裂(在较高的使用温度下更加容易发生),或者与沥青胶结料硬度有关的热开裂(老化使沥青胶结料更脆)。

鉴于沥青老化后果的严重性,学者们开展了大量的研究,从不同的角度分析引起沥青老化的各种变量或因素,以及使用某些添加剂防止或扭转这一现象的效果[3-7]。同时,介绍了可以在试验室中模拟和分析沥青混合料老化情况的几种方法。然而,这些研究所使用的方法往往集中在一种特定的材料或技术上,不能同时从沥青的短期和长期性能两个方面研究沥青老化现象,并最终确定沥青老化对路面的耐久性和质量的影响。

针对上述问题,文章综述了与沥青老化过程相关的各种研究,包括分析沥青老化所涉及的类型和影响老化的因素,总结了用来模拟沥青老化的方法以及改进建议,并综述了目前研究最多的抗老化添加剂及其作用,以便更深入地分析沥青老化现象,以及研究防止或扭转这一现象的新方法。

1 沥青老化现象及影响因素

在沥青混合料的老化机理中,主要考虑沥青老化的两个阶段,即短期老化和长期老化。其中,短期老化发生在高温下,主要发生在搅拌、储存、摊铺和压实过程中。而长期老化是指由于氧气和紫外线辐射的作用而在沥青混合料的整个使用寿命周期内发生的过程。目前,普遍接受的老化机制(不论老化阶段如何)包括分子量较低组分的挥发、氧化和物理(空间)硬化。

1.1 挥发

挥发性组分(饱和分和芳香分)的蒸发是一种老化机制。这一现象主要取决于温度(大部分蒸发发生在拌和和摊铺过程中,而高于拌和温度10~12℃可能使挥发物排放量增加一倍)和接触条件(如扩散速率和扩散路径的长度或厚度)。

挥发主要影响沥青质量,质量减少降低了沥青的流动性,即黏度受到挥发的影响。研究人员发现,挥发后沥青的黏度增加了一倍多。同时,挥发还会使沥青路面的刚度增加,并对道路路面的功能和结构性能产生负面影响。较短时间的挥发也会导致沥青软化点的升高和针入度的下降。

1.2 氧化

氧化是沥青老化的第二种机理。氧化老化是不可逆的过程,主要是由于氧气与沥青组分之间发生了热反应,从而改变了沥青的化学特性。

沥青结构中的氧化作用可以概括为氧从碳氢化合物中除去氢原子,导致沥青质比例的上升,以及胶质和大多数芳香化合物数量的减少[8]。这一老化过程也导致沥青材料变脆。

沥青的氧化在室温下是缓慢的,但当沥青处于高温状态下时,氧化和挥发过程就会加速。同时,沥青老化是一个持续的“自动”氧化过程(沥青胶结料与氧反应生成新的化合物,这些化合物继续与氧反应,从而使老化过程继续发展)[9],在路面使用寿命期间氧化过程会持续发生。因此,认为氧化是影响沥青胶结料的主要老化机制,因为与空间硬化相比,氧化的影响是不可逆转的,而且会影响沥青的物理和化学性质。

1.3 空间硬化

空间硬化(也被称为物理硬化)效应包括黏度增加和轻微体积收缩。空间硬化是一个可逆的过程,其能够在不改变沥青化学成分的情况下改变沥青的流变特性。这一过程与蜡结晶(指沥青质馏分中存在的线性烷烃的结晶)在软沥青中形成有序结构有关,并且这种现象受温度影响明显,在室温下发展缓慢,但随着温度的下降发展加快。空间硬化效应对沥青性能的影响是温和的、可逆的,但是,对沥青最终特性的影响却是不可忽视的。

1.4 影响因素

就沥青而言,不同油源的沥青虽然元素组成相近,但其性质的差异非常大。其氧化速度取决于材料的化学成分,而化学成分又通过控制分子扩散的平均半径和介质的黏度,来影响氧气的扩散速度。原油(石蜡基或环烷基)的性质不仅影响其化学组成,而且还影响馏分的结构,饱和分和胶质比例的不同对沥青抗紫外线老化性能有明显影响。因此,即使物理性质相似但油源不同的沥青胶结料之间的差异也可能对老化产生影响。同时,氧气也是影响沥青老化的关键因素。在老化过程中氧在沥青中扩散,并与沥青中的某些部分发生反应,通过缓慢的反应过程导致沥青中含氧官能团亚砜基、羰基含量增加,从而改变沥青的黏弹性性。氧化过程除了产生这些氧化产物外,还涉及了由于氧自由基的形成而引起的去氢反应和聚合反应。水的存在主要通过加速老化过程(如通过改变温度)影响老化结果[10-13]。水分也可能通过破坏沥青胶结料的胶体结构,改变氧的溶解度和氧化速率从而催化氧化反应。另一种理论认为,水分提供了氢原子的来源,其可以与老化过程中产生的自由基发生反应,从而阻止自由基的聚合。紫外线会对有机分子造成损伤[14],一般来说,紫外光的能级足够高时,可以引起沥青中自由基部分的反应。因此,紫外线辐射引起的老化是在相对较低的温度下进行自发氧化,或在高温下进行光致聚合[15]。这两个过程产生的老化产物极有可能与那些受氧气和高温、水影响产生的老化产物相似。在沥青老化过程中,温度起催化作用,以加速由其他因素参与的老化过程[16]。另外,沥青膜的厚度、空气成分的差异、天气、不同区域太阳辐射强度、风化的时间以及分子间相互作用或极性都会对老化现象产生间接影响。

2 沥青老化模拟技术

在试验室中,分别用几种不同的方法模拟沥青胶结料在其生产过程的不同阶段以及使用寿命期间的老化现象。通常都通过提高温度、减少沥青薄膜的厚度、增加氧气压力或将所有因素结合起来的方法,以此实现加速老化过程。

目前,应用广泛的试验有薄膜烘箱试验(Thin Film Oven Test,TFOT)、旋转薄膜烘箱试验(Rolling Thin Film Oven Test,RTFOT)、压力老化(Pressurized Aging Vessle,PAV)试验和紫外线老化试验(Ultraviolet(UV)Aging Test)。前两种方法用于模拟拌和、储存、运输和摊铺过程中的老化(短期老化),而后两种方法则用于检查材料使用寿命期间的老化(长期老化)[17]。

2.1 短期老化模拟

在短期老化方面,TFOT是将加热(加热时要避免试样局部过热,最高温度不得>150℃,加热期间要搅拌试样,但要避免在试样中产生气泡。)至流体状态的试样称取(50±0.5)g,放入用不锈钢或铝制成的金属厚度为0.6~1.0 mm、内径为140 mm、深为9.5 mm的平底圆柱形盘中,形成约为3.2 mm厚的薄膜。后将烘箱调成水平,当转盘在水平面上旋转时,转盘与水平面的倾斜角≤3%。将空盛样皿放入转盘预定的位置。烘箱处于平衡状态时,调节温控开关使温度控制在(163±1)℃。在预热和调节好烘箱后,将空盛样皿取出的同时,迅速将盛有试样的盛样皿放到转盘上。关闭烘箱门,开始旋转转盘。在试样放入烘箱且箱内温度重新上升到(163±1)℃后保持5 h。但试样在烘箱内时间不应>5.25 h。

TFOT后来逐渐由RTFOT所取代。这一变化的主要原因是TFOT中的沥青在测试期间没有搅动或旋转,为了防止这种情况,美国和欧洲都将RTFOT作为首选的标准方法(AASHTO T 240—2013[18];EN 12607-1[19]),用于模拟沥青混合料在搅拌设备中发生的老化。然而,这种方法的不便之处在于,玻璃瓶清洗比较困难,同时也会造成材料的损失。

研究表明,由于聚合物改性沥青的黏性较高,因此在163℃的较低老化温度时,沥青胶结料可能变得过于黏稠,不能流动并均匀地扩散到烧瓶中[20]。ANDERSON等[21]得出结论,改进的德国旋转烧瓶试验(Modified German Rotating Flask Test,MGRF)可以替代RTFOT,这种方法适用于纯沥青和改性沥青胶结料。另一种可行的解决办法是提高RTFOT的测试温度。YAN等[20]建议将温度增加到178℃,以保证沥青具有较好的流动性。AIREY[22]分析了RTFOT的一些改进方法,以解决老化试验操作困难的问题。这些解决方案通常包括在瓶子内夹入一块圆柱形的钢片,以确保沥青薄膜的厚度,并避免材料的漏出。

2.2 长期老化模拟

压力老化PAV试验和紫外线老化技术用于模拟沥青使用寿命期间发生的老化情况(长期老化)。PAV试验需将沥青样品预硬化,将放置在TFOT盘内的质量为(50±0.5)g、厚度为3.2 mm的沥青膜放入压力容器内,并将压力容器放入烘箱内,选择合适的老化温度(基于气候条件设定,可为90、100、110℃中的一个。对于7 d平均最高设计温度>64℃或更高的沥青,除了在沙漠气候条件下老化温度为110℃外,其余条件的都是100℃。),当压力容器内的温度升到小于老化温度10℃内时通入压力为(2.1±0.1)MPa的空气,在压力容器内部的温度和压力达到稳定后,维持20 h±10 min进行老化。在聚合物改性沥青的研究中,由于改性沥青材料对温度的高度依赖性,建议PAV试验温度为75℃。75℃的PAV试验是模拟苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(Styrene-Butadiene Block Copolymer,SBS)改性沥青长期老化的最佳试验条件。这是使用温度最接近材料使用寿命期间预期的温度条件的测试。

2.3 紫外线老化模拟

模拟紫外线老化有多种不同的方法,由于没有标准化的程序,因此结果之间的比较更加困难。尽管大多数研究都建议在某些短期老化模拟中使用500 W紫外线灯,但在使用的强度、沥青膜的厚度和样品的处理方面存在差异。ZENG等[23]在80℃的温度下,将灯放置在距2 mm厚的沥青薄膜500 mm处;而FENG等[24]在60℃的温度下测试了3 mm厚的薄膜。很明显,无论采用何种方法,紫外线辐射对路面层上层老化的影响是不能忽略的。DURRIEU等[25]证明这种老化发生得很快,在暴露于紫外线辐射10 h后,有可能达到类似于RTFOT+PAV模拟或道路服役一年后所发生的老化水平。

2.4 热老化模拟

对于模拟单纯的热老化,通常采用氮气气氛烘箱老化,氮气气氛烘箱老化试验(Nitrogen Atmosphere Oven Aging Test,NAAT)是将一层未改性沥青粘结剂薄膜在惰性气体中加热至163℃并保持4 h的一种老化试验,惰性气氛最大限度地减少了氧气引起的老化,从而可以更准确地评价未改性沥青粘结剂的热影响。NAAT法是评价温度和氧化对沥青结合料老化影响的一种有价值的工具。NAAT老化样品的流变和化学表征结果表明,热老化(在没有氧化的情况下进行)的影响可以忽略不计,即主要受挥发的影响。

另外,在有矿物填料存在的情况下进行PAV试验时,必须考虑其他方面的多种影响因素,如填料对沥青密度的影响或其在PAV过程中的沉降趋势。填料的沉降会影响样品的均匀性,从而改变氧分子的渗透性,并影响整个老化过程。因此,在测试使用矿物填料改性沥青时,存在人为因素影响或对结果误判的风险。很难比较不同的填料,因为其不同的老化行为受固有的抗老化性能和其他性能的影响,如密度、粒度分布、孔隙率、比表面积、粗糙度等。对于这种问题可以通过使用纳米填料缓解,原因是纳米填料具有较小的质量(通常能降低5%~6%的质量)和纳米填料颗粒的尺寸小,从而降低了沉降趋势。

然而,值得注意的是,所有这些技术都不能完美地模拟现实中发生的情况。LU等[26]发现样品亚砜含量较高,羰基含量较低。这表明老化试验尚未完全模拟老化过程。同样,AIREY[22]的研究显示,在TFOT或RTFOT之后,与实地发生的情况相比,轻组分损失较大,氧化老化较少。此外,关于长期老化问题,BESAMUSCA等[27]指出PAV和旋转气缸老化试验(Rotating Cylinder Aging Test,RCAT)是不足的,因为其不能将沥青老化到反映服务年限8~10 a的程度。关于这一点,路面在使用寿命期间氧化老化的最重要决定因素是其所经历的最高温度,而不是平均温度。因此,加速老化试验使用的温度需要提高很多。

3 抗老化技术

关于沥青抗老化添加剂已经进行了大量的测试,试图将沥青胶结料中的老化效应降到最低,从而提高其抗老化能力。因此,综述了目前研究最多的抗老化添加剂及其作用。

3.1 抗氧化剂

沥青中最常用的抗老化添加剂是抗氧化剂,其以两种不同的方式起作用:(1)作为自由基清除剂(初级抗氧化剂);(2)通过抑制过氧化物的形成来抑制氧化过程的进行(二级抗氧化剂),试验证明前一种较为有效。自由基清除剂与过氧自由基反应,阻止自由基链的进一步增殖。LI等[28]观察到作为自由基清除剂的抗氧化剂通过提供氢原子来终止活性自由基,产生稳定的自由基,从而提高抗老化能力。

过氧化物抑制剂通过与氧化过程中产生的氢过氧化物反应,防止过氧自由基的形成(这就是称之为过氧化物或多羟基过氧化物分解物的原因)。在抑制过氧化物自由基反应的添加剂(次级抗氧化剂)中,最常见的是受阻胺稳定剂和受阻酚类以及硫化合物。抗氧化剂的两种主要类型也可以结合在一起使用,试验证明组合使用的热氧化稳定性比单个抗氧化剂效果的总和大得多。

3.2 温拌技术

温拌沥青(Warm Mix Asphalt,WMA)技术是减少沥青混合料老化的另一种方法。VEERAIAH等[29]对使用和不使用温拌技术的样品分别在163、177和195℃进行短期老化,试验结果表明:在163和177℃下老化时,使用温拌技术的样品均表现出较好的抗老化性能。但在195℃的RTFOT老化条件下,基质沥青表现出与WMA相同的强度。这是由于在195℃的高温下基质沥青的微观结构完全受损。JAMSHIDI等[30]指出由于WMA沥青胶结料使用了较低的施工温度(温拌沥青是在接近135℃的温度下生产的,明显低于热拌沥青的生产温度(>160℃),导致了挥发和氧化减少从而提高了其耐久性和抗老化能力。

3.3 改性剂

一些研究建议在可行条件下使用橡胶粉,并通过物理和流变试验证明了其抗氧化作用。研究表明当聚乙烯废料和橡胶粉作为改性剂添加到沥青中时,其会吸收沥青的轻质油分,从而降低自由基含量,改善沥青的老化性能[31-34]。FANG等[35]的研究指出,含抗氧剂和抗臭氧剂的废橡胶粉更加有效地改善了沥青的抗老化性能。YING等[36]使用凝胶渗透色谱(Gel Permeation Chromatography,GPC)分析SBS改性沥青,发现SBS聚合物分子在老化过程中逐渐降解,其经过长时间老化后可能失去其改性作用。WU等[37]研究了SBS/CRP复合改性沥青老化后的流变性能,结果表明其复合改性沥青的复合剪切模量在低频区减小,在高频区变化不大,其长期老化和短期老化后的低频复合模量均比SBS改性沥青变化小,且在低温条件下SBS/CRP复合改性沥青比SBS改性沥青具有较低的刚性和较强的低温变形能力,不易开裂。SBS/CRP复合改性沥青在低频区的变化主要是胶粉在短期老化过程中,在热氧化作用下进一步膨胀分解,使不饱和双键断裂导致。YU等[38]分析了磷渣粉改性沥青的抗老化性,并用傅立叶红外光谱(Fourier Transform Infrared,FTIR)研究了其微观结构特征,发现随着磷渣粉含量的增加,磷渣粉对原沥青、RTFOT老化后沥青和PAV老化后沥青的抗车辙能力和疲劳性能的影响是先增大后减小,其原因是磷渣粉能与沥青老化产生的某些羰基发生反应。随着磷渣粉含量的增加,RTFOT老化后改性沥青的复数剪切模量呈先增大后减小,而相位角呈先减小后增大,表明了沥青中黏性成分先减少后增加,而弹性成分先增加后减少。当磷渣粉含量约为10%时,改性沥青的车辙抗力、破坏温度和高温疲劳性能最好。

3.4 再生剂

再生剂是常用的沥青性能恢复产品,能够在老化的沥青中进行扩散并与之反应,达到恢复其黏性和力学性能的效果,并且能够提供足够的长期性能。这些添加剂的修复效果取决于再生剂的类型和沥青胶结料的来源。近年来,开发的各种再生剂可分为有机再生剂和石油再生剂两类。精制牛脂、废植物油[39]、废食用油[40]、废机油[41]等都可用来制作不同的再生剂。其效果取决于添加到再生混合物中的均匀性和在老化沥青胶结料中的扩散情况。沥青胶结料的早期研究发现,沥青中再生剂的有效性和最佳用量通常是通过进行针入度和软化点试验或再生沥青胶结料的动态剪切流变分析来确定的。试验研究表明,随着再生剂剂量的增加,再生沥青胶结料的复数剪切模量、相位角值分别减小和增加。

SIMONEN等[42]报道植物油再生剂的再生效果与再生沥青胶结料中沥青质的含量有关。另外,ZAUMANIS等[43]发现用植物油再生的沥青混合料比使用任何其他再生剂具有更好的长期性能,并且几乎与原始沥青胶结料的疲劳响应相同。曹芯芯等[39]的研究表明,植物废油能够改善老化沥青的施工和易性、疲劳性能和低温性能,但降低了高温稳定性。

废弃食用油也已广泛用于生物柴油和生物油再生剂的生产。冷滨滨[44]的研究也发现用废弃食用油作为再生剂的老化沥青可有效改善其温度敏感性、黏弹性和抗车辙能力,但其对再生沥青的低温柔性、热稳定性和弹性的改善效果有待提升。

精制和改性的轻质和重质原油是石油型再生剂的主要来源。这些再生剂主要是具有不同分子量的芳香油、环烷油和石蜡油。芳香提取物是一种传统的再生剂,含有大量的极性芳香分子。芳烃可以通过石蜡或环烷烃生产过程提炼,并通过溶剂萃取处理或在加氢处理过程中裂解成小分子而分离出来。石蜡型再生剂由氢原子和碳原子的直链或支链组成,其中至少含有18%的芳烃。最广泛使用的石油类型的再生剂是萘酚,其通常可以在芳香烃复杂或简单的分子环状结构中找到。

YU等[45]发现当用芳香提取物作为再生剂时,对于不同类型的沥青胶结料,温度对达到复原率的高低起着至关重要的作用。YU等[45]根据对芳香提取物再生作用的研究,发现应用芳烃的再生沥青胶结料比添加相同比例的植物油的再生沥青胶结料流变性能的恢复率低。

针对这几种石油再生剂,ALI等[46]在研究中发现由石蜡油制造的再生剂不管在高温还是低温下对沥青的再生作用都是最好,而从芳香提取物获得的再生剂在低温下的再生能力最差。同时还发现使用石油再生剂可以提高再生沥青胶结料的抗疲劳性能,并且不会对抗车辙性能产生实质性影响。

3.5 抗紫外线添加剂

关于防止紫外线老化的添加剂,一些研究建议使用炭黑或蒙脱石型无机添加剂[47-49]。炭黑是一种用途广泛的添加剂,主要可以作为抗氧化剂、氢过氧化物分解剂和光氧化稳定剂使用。这主要归功于其结构上的许多表面基团,如喹啉酮、酚类、羧酚和内酯。而LIU等[50]注意到蒙脱石的加入显著改善了沥青的短期老化性能,但这种作用在长期性能方面并不明显。

关于抗紫外线老化添加剂,刘星等[51]和刘武[52]研究指出水滑石(Layered Double Hydroxide,LDH)可以作为一种有效的添加剂使用。LDH是由层间阴离子和带正电荷的层板形成的阴离子层状材料,广泛用作催化剂、催化剂载体、电极和聚合物添加剂。LDH抗氧化剂也是众所周知的具有超分子结构的水滑石样化合物,超分子结构是由两个或两个以上分子通过分子键组装而成的稳定结构。LDH的抗老化有效性源于其防止氧渗透的能力。此外,LDH的金属层和夹层上的阴离子可以吸收UV波,从而增加沥青对UV辐射的抵抗力。XU等[53]的研究结果表明,Zn-Mg-Al LDH添加剂比Mg-Al LDH添加剂对沥青的抗紫外线老化性能提高效果更加显著。此外,XU等[54]比较了表面活性剂十二烷基苯磺酸钠插层的LDH和传统LDH的抗老化效果。研究结果表明,用阴离子交换法制备的LDH比常规LDH具有更好的抗老化性能和抗紫外线老化能力。此外,十二烷基苯磺酸钠插层的LDH与沥青混合料的相容性也比传统LDH强。

3.6 纳米添加剂

层状硅酸盐是目前最重要的沥青纳米添加剂,与聚合物的情况类似,层状硅酸盐在与沥青混合时可以简单地分散或插层。在分层情况下,混合物是一种典型的胶浆;在插层情况下,混合物是一种沥青纳米复合材料。层状硅酸盐在沥青复合材料中主要通过和沥青之间不同的特定界面面积和化学—物理相互作用。这些相互作用通过分子缔合或孔吸附导致沥青质和胶质的不可逆吸附,从而降低了其对氧的反应性。

除此之外,纳米材料加入到沥青中还能够充当屏障,阻止紫外线辐射和氧气的进入,从而提高抗老化能力[55-58]。ZAFARI等[59]在研究中,使用纳米硅作为添加剂来探索其对沥青胶结料的抗老化能力的影响。在使用RTFOT方法将选定的沥青暴露于短期辐射后得到的结果表明,纳米硅作为添加剂添加到沥青中,增加了沥青的复数模量和黏度值,并且提高了沥青的耐老化性和其他性能。

虽然关于在沥青中使用纳米添加剂的研究相对不成熟,但科研界对此越来越感兴趣,尤其是对沥青耐久性的关注。但由于每种沥青都有自己的组成和化学结构,导致每种填料-沥青都有不同的老化行为,因此很难推广试验结果。并且无机填料改性沥青的人工老化缺乏标准和明确的程序,这就使来自不同试验实验室的数据对比变得十分困难,这在许多情况下可能会导致对试验数据的误解。然而,几乎所有试验均表明纳米添加剂对沥青耐久性有积极影响,因此纳米材料很有可能会被用做沥青材料的抗老化剂。

3.7 其他添加剂

CONG等[60]建议使用硅藻土作为沥青胶结料改性剂。无论是在自然状态下,还是在疏水处理之后,添加硅藻土的沥青与基质沥青相比,其针入度、软化点和动态黏度,抗老化性能均较好。这种添加剂,不仅能够吸收沥青中挥发性的部分,还可以作为一个屏障,防止氧气进入。YAO等[61]和FINI等[62]探索了纳米二氧化硅的抗氧化特性,发现添加了纳米二氧化硅的沥青具有更好的抗车辙能力,并总体降低了对氧化的敏感性。

IANSKI等[63]在波兰凯尔采道路重建项目中,向沥青玛蹄脂碎石混合料(Stone Mastic Asphalt,SMA)沥青混合料中添加了30%的石灰,几年后,对结合料进行的试验,可看到添加熟石灰使沥青混合物具有更高的抗水性和抗冻性,从而提高了结合料的抗老化能力。LESUEUR等[64]建议将熟石灰作为沥青结合料中的活性填料,温度在室温以上时可以减少沥青的化学老化,并使沥青胶结料比普通矿物填料更硬。

4 展望

沥青路面老化过程会影响其耐久性和使用寿命。因此,对老化现象如何对沥青性能产生影响的分析已成为多年来研究的主题。根据以往的研究,虽然已从不同的角度广泛研究了老化现象的主要机制,但仍有某些方面有待改进。如实际结果与实验室结果之间的相关性仍然可以继续加强,为此还需要一项标准化测试,作为使沥青胶结料薄膜、辐射强度、温度和测试持续时间均一化的方法。考虑氧化的渗透程度,对不同组分的混合料进行不同类型的对比研究,或者采用更规范的方法研究紫外效应对路面上层的影响,可以减少试验结果与实际情况之间的差异。关于抗老化添加剂,为了提高其适用性,有必要进一步探讨它们在各种沥青胶结料中的作用,并在整个老化过程中现场检查这些添加剂的效果,抗氧化剂和紫外线抗老化添加剂的联合使用也值得进一步研究。

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