摘要:本文针对沥青老化现象进行试验，选择70号基质沥青及回收沥青进行对比分析。具体内容包括：1）分析服役沥青路面各层沥青老化现状，重点采用沥青的针入度、软化点和延度指标；2）分析交通荷载、路龄、空隙率等对沥青老化的影响；试验结论表明：受回收工艺影响，沥青常规指标变化很小；受通车路龄影响，路面下面层老化性能变化不大；受交通量影响，交通量越大路面面层空隙率越小，呈负线性相关关系；
关键词:公路；沥青路面；老化性能；路龄；交通量；空隙率
0引言
服役沥青路面，因长期承受车辆荷载，道路表面的沥青可能逐渐出现断裂、脱落现象，甚至开始产生裂缝。沥青路面路用性能降低后，给车辆造成困扰、路况越来越糟糕，形成恶性循环。因此建设路面的原材料质量十分重要，有必要对于老化的沥青路进行评估，作为展开道路养护的依据。所以本文研究分析服役沥青路面各结构层老化性能及影响因素，具有十分重要的现实意义。
1试验方案
（1）某沥青路面原始车道是第一、第二车道，扩建车道是第三、第四车道，改建车道已服役10年、原始车道已服役20年；此高速公路交通量极重，特别是原始路面使用年限更长，承受的交通荷载差异较大；
（2）沥青路面沥青老化性能试验，一般利用“三氯乙烯溶剂”从沥青混合料中“抽提回收”；
（3）试验步骤：1）先采用室内模拟比对的试验方案进行评价；2）依据路面不同断面芯样，采用抽提试验，回收老化沥青；3）对沥青老化性能评估，采用沥青的针入度、软化点和延度指标，并分析交通荷载、路龄、空隙率等对沥青老化性能的影响；4）试验分析沥青老化性能的对比方案见表1：
表1： 沥青老化性能对比试验方案
2沥青回收试验可行性验证
2.1试验方法
沥青抽提试验采用离心分离法执行，具体步骤为：
（1）将沥青抽提液注入旋转烧瓶，放置在离心分离器上高速旋转至少30 min，保证离心加速度在770g以上；
（2）将离心分离后溶液，在6.67 kPa的负压，温度为(50±5)℃条件下，采用蒸发器进行蒸发，沉淀析出物为矿粉；
（3）蒸发试验完成后15 min内，将蒸发温度提升至(155±2)℃；
（4）为清除残留的三氯乙烯蒸汽，分离试验完成后以1000 mL/min的速率通入气体2 min；
（5）收集旋转烧瓶中的残留物，即为回收沥青胶结料；
2.2方案可行性验证
（1）用于试验对比组的原始样本用1#表示， 原始样本采用的沥青是70#道路沥青；
（2）另一组用于试验的成型马歇尔试件，用样本2#表示，此用于对比研究的样本，其回收沥青采用离心法方案；
（3）对两组试件进行试验研究，主要检测沥青的针入度、软化点、粘度，试验结果见表2：
表2： 原始沥青1#和回收沥青2#的三大性能指标试验结果对比
由表2可知：
1）实验显示，在允许的变化范围内，发现原始沥青与回收沥青的软化点、针入度变化都不大，只有粘度的变化最大，粘度变化率达6.9%，但仍处于允许误差标准内；
2）从沥青的性能变化上来看，离心法对其影响不大，基本可以忽略不计；
3沥青老化性能评价及影响因素分析
沥青路面的老化情况除受材料本身质量问题影响外，其所在的自然环境，例如水侵蚀、紫外线照射、
温度及湿度的交递变化等，成为主要的影响因素。为了进一步研究服役高速公路沥青路面，在长期车载运营后的路用性能衰变状况，采用在旧沥青路面抽取的代表芯样中抽提回收沥青进行试验分析，综合评价老化后性能变化率，来评价性能现状。
3.1交通量因素分析
（1）对表1中沥青样本进行试验分析，具体包括：1）原始沥青三大性能指标检测；2）检测不同交通量前提下，路面结构各层抽提出的沥青其针入度、软化点和延度指标；（表1中A、B、C代表不同交通流量）； 试验结论见以下图1-图3:
图3：不同交通量状况下沥青路面各层的15℃延度
由图1-3可知：
1）路面服役10年后，通过试验分析得出该项目沥青路面，各结构层老化程度相对较轻；
2）该项目沥青路面，各结构层胶结料老化程度，随着路面深度的增加而降低，面层老化严重、基层明显降低；
3）A断面路面因交通量最小，其老化程度相对较严重；相反B断面交通量最大，反而老化程度相对较轻；试验分析是因为交通量高会造成沥青路面进一步碾压而密实，路面空隙率变小对沥青老化形成有利影响；
3.2空隙率因素分析
（1）随着氧化反应不断地加剧，使其沥青中的CH3和CH2基团不断增加，其中的羧酸基团产物也不断增加，从而形成更加复杂的高分子胶团，进而沥青的硬度随着粘性的增加而变大，影响沥青路面的路用性能，所以沥青老化的根本原因是氧化反应；
（2）依据此项目质量验收数据，对服役15年后的沥青路面，检测不同空隙率路面样本的回收沥青性能指标，其试验结果见以下表3：
表3：不同空隙率沥青混合料回收沥青试验结果
由表3可知：
1）试验样本的空隙率为4%时，服役15年后的沥青路面各样本回收沥青，各项基本性能指标没有明显变化；
2）试验样本的空隙率为5%时，服役15年后的沥青路面各样本回收沥青，各项基本性能指标变化较为明显；
3）试验样本的空隙率为7%时，服役15年后的沥青路面各样本回收沥青，各项基本性能指标变化显著；其中针入度减小64%、软化点增大约34%，由此说明空隙率对沥青老化性能所造成的影响十分明显；
4）依据此沥青路面2012、2014、2017三年交通量状况，进一步分析A、B和C断面空隙率情况，且检测了2017年此路面各结构层芯样的空隙率，各断面试验检测结果见表4：
表4：各断面交通量状况及不同层位芯样的空隙率
（4）影响沥青老化情况的因素包括多方面，例如混合料的配合比、施工过程中的工艺水平、施工质量控制效果、交通流量等，但由试验可得出最为直接的原因就是沥青聚合物的空隙率，空隙率与沥青的老化程度直接相关。由表4可知：
1）车流量越大，当量轴载次数越多，随着车辆荷载的不断作用，空隙率就会不断变小。因此沥青路面的空隙率，在车流量较大的路段减小得越快。
2）从表4的数据分析可知，相对于路面中面层，其空隙率为A>C>B，沥青老化程度为A>C>B；各试验样本断面交通量情况为B>C>A，沥青老化程度为A>C>B；表明沥青空隙率与老化程度正相关，沥青路面交通量与老化程度呈负相关；
3.3路龄影响因素
沥青路面使用年即路龄对沥青老化性能的影响，采用对比分析A、D两个断面的试验样本的方案。检测其芯样的性能指标，试验结论见以下图4：
图4：老路沥青的三大性能指标
由图4可知：
1）服役路面的下面层试验样本D，其老化性能检测软化点、针入度指标值，介入A一下和A一上之间；
2）说明服役20年后的沥青路面，下面层回收沥青各项基本性能指标良好，受路龄影响不大；
结论
（1）回收的沥青经过各项试验检测，其针入度、软化点和延度指标与回收前基本无变化，说明沥青回收过程，基不会对沥青常规性能指标产生影响；
（2）高速公路服役10年之后，沥青路面各结构层样本回收沥青，经试验检测性能指标变化较小，老化程度均较轻；服役20年后的沥青路面，下面层回收沥青各项性能指标良好，沥青老化程度相对较轻，受路龄影响不大；
（3）沥青路面空隙率与老化程度正相关，沥青路面交通量与老化程度呈负相关；交通流量大的沥青路面，因受行车荷载反复作用会更密实，其沥青结构层空隙率越小则老化程度越轻；
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