盡管瀝青紫外線光老化已經(jīng)得到了人們的重視, 但國內(nèi)外關于強紫外線輻射對瀝青路用性能的研究卻很少報道.筆者以強紫外線輻射條件下瀝青長期路用性能的變化作為研究對象, 通過室內(nèi)瀝青紫外線光老化與常規(guī)熱老化前后性能的對比, 分析兩種不同的長期老化方式對瀝青材料影響的差別, 以期為強紫線地區(qū)研究、設計瀝青路面提供理論依據(jù). 為模擬瀝青在拌和過程及長期使用過程中的老化作用, 采用不同方法的短期老化試驗和長期老化試驗, 對比其物理性能指標來評價強紫外線光老化對瀝青路用性能的影響程度.其中, 短期老化采用薄膜烘箱試驗,長期老化采用SHRP ( strategic highway research program,) 壓力老化試驗和人工強紫外線光源環(huán)境箱室內(nèi)紫外線照射試驗.

瀝青材料主要是由碳、氫、氧、氮等元素組成的大分子有機物, 它的各種特性都是這種大分子結構所賦予的. 碳、氫、氧、氮等元素要形成穩(wěn)定大分子結構, 它們之間就需要一定的結合能( 即: 鍵能) , 其值越高越穩(wěn)定. 一旦這種大分子結構遭到破壞, 則瀝青材料的性能就會降低, 甚至喪失. 瀝青中主要有C )H、C ) C 和C C 鍵, 除了O ) H 和C ) F 外絕大多數(shù)的聚合物分子鍵能和290~ 400nm 波長范圍的光能相當, 其中CC 鍵能總值615. 3 kJ#mol- 1, 但是它斷裂的個鍵的能量大約僅為270 kJ#mol- 1,相當于420 nm 波段光的能量值. 瀝青材料受到紫外線(UV-A 和UV-B) 輻射時, 分子結構就會受到破壞,因此瀝青材料很容易受到紫外線的光老化.另外, 瀝青材料強紫外線老化機理可以用自由基理論給予解釋. 最初可能是瀝青分子( R) 吸收輻射能后鍵能的斷裂生成了自由基( R. ) , 其后與氧分子結合, 而且這種反應是鏈式反應, 過程如下:RyR.R. + O2yROO.其中老化速度取決于開始生成自由基的速度,而自由基的生成又取決于光輻射能的強度.雖然紫外線射入瀝青的深度只能達到0.1 mm的數(shù)量級, 如果考慮到老化后的瀝青分子會向內(nèi)擴散, 紫外線對瀝青老化的影響也只能發(fā)生在瀝青表層1 mm 處.
 但是瀝青路面存在空隙, 強紫外線對瀝青面層的影響可以達到1 個粒徑的范圍, 即1cm 左右. 在紫外線強烈的西部地區(qū), 路線長、經(jīng)濟相對落后、瀝青面層相對較薄, 如青海省地區(qū)二、三級公路瀝青面層僅厚4~ 5 cm, 紫外線老化對瀝青路面結構層的影響將可能達到整個瀝青面層的20% ~25% . 這種紫外線光老化后的危害體現(xiàn)在: 首先, 瀝青表層產(chǎn)生的脆性, 將使冬季低溫勁度大大增加, 破壞應變變小, 極容易成為溫縮裂縫的致命弱點, 導致路面開裂; 其次, 其延度下降, 容易引起路面產(chǎn)生龜裂; 最后, 瀝青與集料的粘附性變差, 瀝青從集料的表面脫落, 產(chǎn)生坑槽, 使雨水滲入路面結構內(nèi)部, 導致路面狀況迅速惡化, 嚴重影響瀝青路面的使用性能.http://www.dgzhenghang.cn