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引言
瀝青的老化是影響路面使用性能和耐久性的重要因素 . 瀝青路面長(cháng)期暴露在自然環(huán)境中,經(jīng)受熱、氧、光、水等因素的作用瀝青老化在所難免. 其中熱氧老化是瀝青老化的最主要因素, 有關(guān)這方面的研究已較為深入 , 但有關(guān)瀝青紫外光老化的研究相對較少 . 盡管在太陽(yáng)光譜中紫外光僅占5% , 但由于其波長(cháng)最短, 能量最高, 可以破壞材料分子結構, 導致性能衰減. 對于西部地區而言, 太陽(yáng)總輻射能量以及紫外線(xiàn)輻射能量遠遠高于平原地區, 同期最高的唐古拉山區的紫外線(xiàn)輻射強度是上海的4倍 . 因此, 深入研究瀝青紫外光老化特性及機理, 對于瀝青路面抗老化及路面養護都具有重要意義. 在自然條件下進(jìn)行瀝青光老化實(shí)驗的周期太長(cháng), 為了加速老化進(jìn)程, 筆者采用輻射強度較大的紫外老化箱對瀝青進(jìn)行室內老化試驗, 并通過(guò)性能指標及微觀(guān)結構的變化分析瀝青紫外光老化特性及機理.
試驗材料及老化方法
選擇LAL和ESSO, 兩種瀝青先經(jīng)過(guò)旋轉薄膜烘箱( RTFOT) 模擬瀝青在拌和及施工過(guò)程中的老化, 再采用無(wú)錫蘇南試驗設備有限公司生產(chǎn)的紫外線(xiàn)老化箱進(jìn)行試驗, 具體方法如下: 將瀝青樣品分別裝入平底不銹鋼淺盤(pán)中, 放入紫外老化箱中, 分別照射120, 240, 360, 480 h 后用鏟刀將瀝青取出, 在較低的溫度下采用烘箱加熱熔化, 充分攪拌均勻后進(jìn)行黏度和延度測試, 并進(jìn)行4組分、紅外光譜等分析, 分析紫外光老化過(guò)程中物理指標及微光結構的變化, 探討瀝青的紫外光老化機理. 為了比較瀝青膜厚對老化效果的影響, 分別采用5mm和2 mm 兩種厚度進(jìn)行老化試驗.
結論
( 1)隨著(zhù)老化時(shí)間的延長(cháng), 瀝青表面出現大量褶皺及明顯的硬化收縮現象, 這與普通熱氧老化顯著(zhù)不同. 瀝青紫外光老化過(guò)程中延度大幅衰減, 而黏度變化相對較小, 即紫外光老化對低溫性能影響較大, 對高溫性能影響相對較小.
( 2)瀝青組分中的芳香分和膠質(zhì)對紫外光較為敏感, 容易發(fā)生光氧化反應轉化為瀝青質(zhì), 同時(shí)膠體不穩定指數( Ic)和羰基指數( CI )不斷增大,瀝青的膠體結構逐漸向凝膠型轉化. 但LAL的Ic和CI 增幅明顯大于ESSO, 后者具有更好的抗紫外光老化性能.
( 3)瀝青中芳香類(lèi)物質(zhì)吸收的光能可以引起羰基的N orrish!型和∀型斷裂, 進(jìn)而引發(fā)自由基鏈式反應, 但僅是有關(guān)瀝青紫外光老化機理的初步探討, 仍有待進(jìn)一步研究.
