沥青老化及老化原因

沥青的耐久性是影响沥青路面使用质量和寿命的蕞主要因素。路面铺筑时受加热作用，路面建成后受自然因素和交通荷载作用，沥青的技术性能向着不理想的方向发生不可逆的变化即沥青的老化。受沥青老化的制约，沥青混合料的物理力学性能随着时间的推移逐年降低直至满足不了交通荷载的要求。

下图表示沥青的老化过程。在路面施工中沥青始终处于高温状态，受热会产生短期老化或施工期老化和热老化；路面使用期内沥青长期裸露在自然环境中，同时还要受到汽车交通等应力的作用而产生长期老化或使用期老化。

沥青的短期老化可分为三个阶段。

(1) 运输和贮存过程的老化

沥青从炼油厂到拌和厂的热态运输一般在70摄氏度左右，进入贮油罐或池中温度有所降低，调查资料表明，这一阶段里沥青的技术性能几乎没有变化，这可能与油罐密封和接触空气面积小有关。因此，在运输过程中沥青的老化非常小。

   （2）拌和过程中的热老化

沥青与骨料加热拌和过程中，沥青是在薄膜状态下受到加热，比运输过程中的老化条件严酷的多。沥青混合料拌和后，40/60级沥青针入度降低到拌和前沥青针入度的85%，60/80级沥青针入度降低到80%，这说明拌和过程引起的老化是严重的，是沥青短期老化蕞主要的一个阶段。

    （3）拌和后施工期的老化

沥青混合料拌和后，运到施工现场摊铺、碾压完毕降温至自然温度，这一过程中裹覆石料的沥青薄膜仍处于高温状态。从下图沥青针入度的变化可以看出，沥青混合料摊铺、碾压和降温期间，沥青的热老化会进一步发展。

 混合料中沥青的长期老化是一个漫长而复杂的过程，从下列三个图中可以看出：

（1） 沥青路面使用性能早期针入度急剧变小，其后继续变小，但变化缓慢。虽然急剧变化的时间因路面所在的地区的气候、交通量和沥青品种的不同而不同，但大体在使用1年至4年之间。

（2） 沥青老化主要发生在路表与大气接触部分，因此路面表层沥青老化的发展比面层内部的沥青要迅速，在深度0.5cm左右处的沥青针入度降低幅度是相当大的。

（3） 沥青混合料的空隙率是影响沥青老化的主要因素。路面边缘沥青的老化要比路中行车带沥青的老化严重，这可能是在车辆行驶部分，由于交通荷载作用，使路面更加密实，空隙率变小的缘故。

（4） 当路面中沥青针入度减小至35-50之间时，路面容易产生开裂，针入度小于25时路面容易产生龟裂。