盡管瀝青紫外線光老化已經(jīng)得到了人們的重視, 但國(guó)內(nèi)外關(guān)于強(qiáng)紫外線輻射對(duì)瀝青路用性能的研究卻很少報(bào)道.筆者以強(qiáng)紫外線輻射條件下瀝青長(zhǎng)期路用性能的變化作為研究對(duì)象, 通過(guò)室內(nèi)瀝青紫外線光老化與常規(guī)熱老化前后性能的對(duì)比, 分析兩種不同的長(zhǎng)期老化方式對(duì)瀝青材料影響的差別, 以期為強(qiáng)紫線地區(qū)研究、設(shè)計(jì)瀝青路面提供理論依據(jù). 為模擬瀝青在拌和過(guò)程及長(zhǎng)期使用過(guò)程中的老化作用, 采用不同方法的短期老化試驗(yàn)和長(zhǎng)期老化試驗(yàn), 對(duì)比其物理性能指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)強(qiáng)紫外線光老化對(duì)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(yàn),長(zhǎng)期老化采用SHRP ( strategic highway research program,) 壓力老化試驗(yàn)和人工強(qiáng)紫外線光源環(huán)境箱室內(nèi)紫外線照射試驗(yàn).

瀝青材料主要是由碳、氫、氧、氮等元素組成的大分子有機(jī)物, 它的各種特性都是這種大分子結(jié)構(gòu)所賦予的. 碳、氫、氧、氮等元素要形成穩(wěn)定大分子結(jié)構(gòu), 它們之間就需要一定的結(jié)合能( 即: 鍵能) , 其值越高越穩(wěn)定. 一旦這種大分子結(jié)構(gòu)遭到破壞, 則瀝青材料的性能就會(huì)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(zhǎng)范圍的光能相當(dāng), 其中CC 鍵能總值615. 3 kJ#mol- 1, 但是它斷裂的個(gè)鍵的能量大約僅為270 kJ#mol- 1,相當(dāng)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(shí), 分子結(jié)構(gòu)就會(huì)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(qiáng)紫外線老化機(jī)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(jié)合, 而且這種反應(yīng)是鏈?zhǔn)椒磻?yīng), 過(guò)程如下:RyR.R. + O2yROO.其中老化速度取決于開(kāi)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(qiáng)度.雖然紫外線射入瀝青的深度只能達(dá)到0.1 mm的數(shù)量級(jí), 如果考慮到老化后的瀝青分子會(huì)向內(nèi)擴(kuò)散, 紫外線對(duì)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(qiáng)紫外線對(duì)瀝青面層的影響可以達(dá)到1 個(gè)粒徑的范圍, 即1cm 左右. 在紫外線強(qiáng)烈的西部地區(qū), 路線長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)相對(duì)落后、瀝青面層相對(duì)較薄, 如青海省地區(qū)二、三級(jí)公路瀝青面層僅厚4~ 5 cm, 紫外線老化對(duì)瀝青路面結(jié)構(gòu)層的影響將可能達(dá)到整個(gè)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(yīng)變變小, 極容易成為溫縮裂縫的致命弱點(diǎn), 導(dǎo)致路面開(kāi)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(jié)構(gòu)內(nèi)部, 導(dǎo)致路面狀況迅速惡化, 嚴(yán)重影響瀝青路面的使用性能.http://www.dgzhenghang.cn