Недавно наша компания собрала информацию о старении асфальта. Основные причины старения асфальта можно разделить на две основные категории: физическое затвердевание и химическое старение. Это сложный процесс, включающий множество факторов.

Это также одна из главных причин, почему асфальтовые покрытия со временем теряют свою гибкость и трескаются.

I. Каковы основные причины старения?

1. Реакция окисления:

Основной механизм: Активные компоненты асфальта (особенно ароматические соединения и смолы) реагируют с кислородом воздуха, образуя больше полярных кислородсодержащих функциональных групп (таких как карбонильные и сульфоксидные группы).

2. Испарение:

В процессе нагрева, смешивания и укладки легкие масляные компоненты асфальта испаряются.

Чем больше испарений, тем тверже становится асфальт.

Высокие температуры и длительный нагрев значительно усугубляют этот процесс.

Высокие температуры ускоряют:

Реакции окисления.

Процесс испарения.

Чем выше температура и чем дольше воздействие, тем сильнее старение.

3. Фотостарение (ультрафиолетовое излучение)

Ультрафиолетовые лучи солнечного света могут повреждать молекулярную структуру асфальта.

Это происходит главным образом в:

асфальтовой пленке на поверхности дороги.

Обычно это затрагивает только поверхностный слой, но может привести к:

Упрочнению и растрескиванию поверхности.

4. Влияние воды и окружающей среды

Вода, кислотные дожди, солевые брызги и другие факторы окружающей среды:

Способствуют окислению.

Нарушает сцепление между асфальтом и заполнителями.

Косвенно ускоряет старение.

5. Повторные нагрузки и микроструктурные изменения

Под воздействием транспортной нагрузки:

Внутренняя структура асфальта постепенно перестраивается.

Это приводит к следующим изменениям в материале:

Повышенная жесткость.

Сниженная усталостная прочность.

6. Краткое описание стадий процесса старения:

Этап 1: Старение в процессе строительства (кратковременное старение)

Основные места: резервуары для хранения асфальта, асфальтосмесительные заводы, транспортный процесс, укладка и уплотнение.

Доминирующие факторы: высокая температура (вызывающая испарение и интенсивное окисление).

Этап 2: Старение в течение срока службы (долгосрочное старение)

Основные места: Мощеные дорожные покрытия.

Доминирующие факторы: Долгосрочное комбинированное воздействие кислорода в окружающей среде, температурных циклов, ультрафиолетового излучения, воды и транспортной нагрузки.

II. Итак, как же мы решим эту проблему?

Испытание в печи с прокаткой тонкой пленки (RTFO/RTFOT) — это стандартный лабораторный метод (ASTM D2872/AASHTO T240), используемый для имитации кратковременного старения асфальта, происходящего во время смешивания и укладки асфальта.

1. Цель испытания в печи для тонкопленочного асфальтобетона:

Имитация кратковременного процесса термического старения асфальта на этапах смешивания, транспортировки и укладки.

2. RTFO/RTFOT в основном имитирует три краткосрочных механизма старения:

(1)Окислительное старение

• Молекулы асфальта реагируют с кислородом

• Ароматические соединения и смолы → асфальтены

• Приводит к затвердению асфальта

(2) Испарительное старение

• Легкие масляные компоненты испаряются при высоких температурах

• Содержание легких компонентов в асфальте уменьшается

(3)Тепловые эффекты ускоряют старение

• Высокие температуры значительно увеличивают скорость реакции

• Сокращение времени испытаний может отражать результаты старения в процессе строительства

3. Результаты измерений RTFO

В чём заключается значение результатов теста?

Асфальт, подвергнутый старению методом RTFO/RTFOT, обычно используется для последующей оценки эксплуатационных характеристик:

•Потеря массы (%) – вызвана испарением и окислением.

Чрезмерная потеря массы = избыток летучих веществ → потенциальные проблемы с долговечностью.

• Изменения физических свойств – вязкость, пенетрация, температура размягчения, параметры DSR.