沥青软化点与路用性能探讨

【摘 要】软化点作为沥青评价的三大指标之一，对路用性能有多重影响。文章从沥青组分分析入手，探讨了软化点对高温稳定性、低温抗裂性、抗疲劳性能、抗老化性能、粘附性能、耐久性、水稳定性和抗滑性的影响，并提出相应的措施，提高路面施工水平。 

【关键词】沥青；软化点；路用性能 

　　沥青路面铺筑或者修复期间， 对沥青软化点的测定是必不可少的常规项目。我国在八五国家科技攻关的专题研究报告中，“重交通道路石油沥青技术”研究成果表明， 沥青的 PI 值能很好反应沥青的感温性， 采用由其推得的当量软化点 T 80（排除沥青中蜡对软化点的影响） 作为沥青的高温稳定性质的关键性指标。 

　　沥青是感温性材料，在不同的温度区间内沥青呈现各向异性，人们通常用沥青的软化点来表征沥青由固态向液态转变的温度，也就是沥青在运动作用下失去抗变形能力的温度。软化点试验方法有很多种，为了表征沥青的感温性质，各国学者分别提出了不同的感温性参数，我国采用世界上.广泛的环球法作为标准测定方法。
1、沥青各组分对软化点的影响 

　　为研究沥青各个组分对软化点的影响，通常采用美国的L.W.科尔贝特四组分分析法：沥青质、树脂、芳香烃和饱和烃。其不同比例组成了不同的胶体结构，以沥青质为中心，胶质吸附在沥青质上形成胶束，整体作为分散相分散在分散介质中（芳香分和饱和分）。 

　　众所周知，存在于饱和烃中的蜡（正构烷烃）对沥青的路用性能影响很大，特别是我国富产石蜡基原油的情况下，更是众所关注。蜡在高温时会使沥青发软，导致沥青路面的高温稳定性降低，出现车辙。同样，在低温时会使沥青变得脆硬，导致路面低温抗裂性降低，出现裂缝。此外，蜡会使沥青与石料粘附性降低，在水分的作用下，会使路面石子与沥青产生剥落现象，造成破坏，含蜡沥青会使沥青路面抗滑性降低，影响路面行车安全性。 

　　组成沥青胶体体系的核心物质是沥青质，沥青质含量高，软化点高，针入度小，延度低。
2、路用性能影响 

　　沥青路面的路用性能要求主要有：高温稳定性、低温抗裂性、抗疲劳性能、抗老化性能、粘附性能、耐久性、水稳定性和抗滑性。

1）软化点对车辙的影响 

　　由于行车荷载引起的车辙有两种，压密变形和塑性流动变形。 

　　压密变形主要是由于行车的压力作用引起，沥青混凝土被压碎，通常伴随着体积垂直变化。塑性流动变形没有体积变化，只表现为沥青混凝土的横向流动，表现为轮迹带下陷两侧隆起。 

　　为减少沥青路面的车辙，工程施工中应控制所选用沥青的软化点，一定要高于路面可能达到的.高温度，或者采取适当措施降低路面温度的方法。利用高软化点的沥青进行合理掺配，是提高沥青路面抗车辙能力的有效途径。 

2）软化点对路面老化的影响 

　　沥青老化时组分之间发生转化，部分芳香烃会转化为树脂，同时部分树脂转化为沥青质，致使沥青质含量增加，沥青整体的平均分子量和芳香性增大，软化点上升。 

　　沥青老化后，在物理力学性质方面，表现为针入度减小，延度降低，软化点升高，绝对黏度提高，脆点降低等。在化学组分含量方面，表现为饱和分变化甚少，芳香分明显转变为胶质，而胶质又转变为沥青质，由于芳香分转变为胶质，不足以补偿胶质转变为沥青质，所以.终是胶质显著减少，而沥青质显著增加，表现为软化点提高。 

3）软化点对高温稳定性的影响 

　　沥青材料的高温敏感性用软化点表示。沥青材料在硬化点至滴落点之间的温度阶段时，是一种粘滞流动状态，在实际工程中，为保证沥青不致由于温度升高而产生流动的状态，所以取温度间隔的87.21%为软化点。根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》，环球软化点仪测定，将沥青试样装入规定尺寸的铜环内，试样上放置标准钢球浸入水或甘油中，以每分钟5℃加热升温，使沥青软化下垂至规定距离时的温度。软化点越高，沥青的耐热性越好，即温度稳定性越好。 

　　试验表明，当路面温度高于沥青混合料的软化点时， 沥青的粘结力会显著下降， 动稳定度随之下降。值得注意的是，当环境温度在沥青软化点附近时，沥青混合料的动稳定度将出现突变，即稳定值突然下降崩坍。路面温度是影响高温稳定性的主要因素，软化点起决定性作用，随着路面温度的提高，高温稳定性明显降低。 

4）软化点对路面黏弹性影响 

　　沥青路面在低温瞬时荷载作用下，以弹性形变为主，在高温长时间荷载作用下，以黏性形变为主。劲度模量是表示沥青的黏性和弹性联合效应的指标。根据实际工程的劲度模量诺模图，需要有荷载作用时间或频率、针入度指数、温度差，即路面实际温度与环球法软化点之间的温差3个参数。可见，在适当范围内提高软化点，有利于路面弹性保持。 

3、结论 

　　正构烷沥青质含量与沥青软化点之间存在简单的线形关系，其含量与抗老化性相关度很高，适当提高沥青质中的正戊烷含量可改善路用性能。 

　　在沥青四组分中，沥青质对软化点影响.为显著，因为它具有更大的极性、平均分子量、杂原子含量和芳香性。 

　　当温度超过沥青混合料高温抗变形的临界温度后， 路面抗变形能力急剧下降。所以， 可以根据工程项目的路面.高设计温度选择沥青混合料， 也就是说，采用的沥青混合料的临界温度必须高于路面.高设计温度，通过掺配的方法改善工程现场的沥青软化点。