沥青和沥青混合料的高温性能受气候等环境因素的影响较为显著，强烈的紫外光辐射使沥青混凝土路面在短时间内泛白、老化，耐久性降低。对于沥青及沥青混凝土路面的紫外光老化原理国内外学者已做了很多研究，而针对紫外光老化对沥青混合料高温性能的影响因素研究较少。基于此，本文从紫外光老化对沥青混合料高温性能的影响因素出发，分别研究辐射强度、辐射时长、沥青类型、油石比等因素对紫外光老化沥青混合料高温性能的影响，阐述了各影响因素对紫外光老化沥青混合料高温性能的影响规律，提出适合强紫外光辐射地区的沥青类型和油石比中国沥青网sinoasphalt.com。

原材料及配合比设计

沥青

试验所用沥青为盘锦AH70号重交基质沥青、韩国SK90号基质沥青和国创SBSI-C改性沥青。根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中相关规定，对所用沥青的各项性能指标进行测试，结果表明其性能和技术指标均满足规范要求。

集料

本文试验所用集料均为优质石灰岩集料，包括20~40mm、10~20mm、5~10mm、3~5mm、石屑等5档集料，矿粉为碳酸钙粉末。根据《公路工程集料试验规程》的规定，对其进行性能试验，结果表明各指标均满足规范要求。

级配与沥青用量

由于紫外光对沥青混合料的老化主要发生在表层较浅范围内，因此本文选择沥青混凝土路面上面层广泛使用的AC-13密级配沥青混合料进行研究。在级配范围内通过控制9.5mm、4.75mm、2.36mm等关键筛孔的通过率，适当减少粗集料与细集料的用量，形成具有较多中等粒径集料的Ｓ型级配，使通过调整所得的AC-13沥青混合料在确保高温稳定性的同时，也兼顾低温抗裂性的要求，根据上述原则拟定了AC-13N1型级配。

采用马歇尔试验方法确定试验级配最佳油石比为5.1%。

室内模拟紫外光老化试验方案

为系统研究紫外光老化对沥青混合料高温稳定性的影响规律，按照室内、室外紫外光辐射总量相等的原则对试验试件进行老化试验。紫外光试验箱可分别采用500W、1000W、1500W的高压汞灯进行老化试验，保证试件所受辐射强度分别为150W·m-2、200W·m-2、250W·m-2。

辐射强度与时长对紫外光老化沥青混合料高温性能影响

将SBSI-C改性沥青与集料按N1级配制作成标准车辙板试件，根据室内外紫外光辐射强度与时长的对应关系，对车辙板试件进行不同辐射强度和辐射时长的紫外光老化试验，对老化后的试件进行车辙试验，最后以动稳定度来评价紫外光老化后沥青混合料的高温性能。

试验结果表明：在紫外光老化时间一定时，辐射强度越强，紫外光老化对沥青混合料高温性能的影响程度越大；在紫外光辐射强度一定时，老化时间越长，紫外光老化对沥青混合料高温性能的影响程度越大；紫外光辐射强度越高，其老化速率越快，沥青混合料的高温性能指标就越早趋于老化饱和状态。

沥青混合料的动稳定度随紫外光老化时长的增加而逐渐减小，并最终趋于稳定。其原因是：经过紫外光辐射后，覆盖在表层的沥青因光氧老化加速而逐渐变干变脆，黏结性能也随之下降，在荷载的反复作用下导致变形逐渐增大，动稳定度逐渐减小。由于紫外光老化对沥青混合料的影响深度有限，覆盖在表层的沥青老化后阻止了更深层沥青的老化，所以随着紫外光老化时长的增加，动稳定度减小到一定程度后不再继续大幅减小，而是逐渐趋于稳定。

在500W紫外灯辐射下老化377h后，动稳定度维持在5400~5500次/mm，即相当于自然老化8个月后逐渐趋于稳定；在1000W紫外灯辐射下老化265h后，动稳定度维持在4400~4500次/mm，即相当于自然老化6个月后逐渐趋于稳定；在1500W紫外灯辐射下老化163h后，动稳定度维持在3800~4100次/mm，即相当于自然老化4个月后逐渐趋于稳定。

沥青类型对紫外光老化沥青混合料高温性能影响

由于在1500W紫外灯下老化163h后动稳定度就趋于稳定，因此在研究对紫外光老化沥青混合料高温性能影响时，采用1500W的高压汞灯老化163h，即相当于自然老化4个月。将不同类型的沥青与矿料制成车辙板试件，并将试件分为两组，一组进行紫外光老化试验，一组作为对照组不进行老化试验，然后对老化前后的试件进行车辙试验，测定其的动稳定度。

结果表明：3种不同类型沥青的混合料在紫外光老化后，动稳定度均降低，但其降低幅度有所不同。与改性沥青混合料相比，两种基质沥青混合料的动稳定度下降幅度更大，表明紫外光老化对基质沥青混合料动稳定度的影响更显著。原因在于SBS改性沥青中含有吸收紫外光的SBS嵌段聚合物，SBS嵌段聚合物可以减缓沥青混合料中极性官能团的生成速度，使得SBS改性沥青受紫外光的影响降低，因此采用SBS改性沥青可改善沥青混合料的抗紫外光老化性能。

两种基质沥青混合料的动稳定度降幅有所不同，AH70号型降低了61.09%，SK90号型降低了67.88%，动稳定度的降幅随着沥青标号的增高而增大，表明紫外光老化对高标号沥青混合料动稳定度的影响更显著。原因在于沥青质对沥青高温性能的影响较大，沥青质的存在增强了沥青的高温性能，低标号的沥青在紫外光老化过程中芳香分和饱和分向沥青质的转化更显著。

油石比对紫外光老化沥青混合料高温性能影响

试验采用SBSI-C改性沥青，级配采用AC-13N1型级配，油石比以最佳油石比5.1%为基础分别上下浮动±0.5%，即分别为4.6%、5.1%、5.6%。采用1500W汞灯室内老化163h，即相当于自然老化4个月。

结果表明：适当增大油石比后其动稳定度减小；适当减小油石比后其动稳定度增大。原因是当沥青用量较多时，矿料表面的自由沥青增多，使得集料在荷载的不断作用下发生相对移动，进而导致动稳定度减小。因此，可采取适当减小最佳油石比的方式来提高沥青混合料的动稳定度，当油石比在区间［最佳油石比-0.5%，最佳油石比J时，沥青混合料具有较好的高温性能。

结语

(1)在紫外光老化时间一定时，辐射强度越强，紫外光老化对沥青混合料高温性能的影响程度越大；在紫外光辐射强度一定时，老化时间越长，紫外光老化对沥青混合料高温性能的影响程度越大；沥青混合料的动稳定度随紫外光老化时长的增加而逐渐减小，并最终趋于稳定。

(2)与基质沥青混合料相比，改性沥青混合料具有更优良的抗紫外光老化性能。对不同标号的基质沥青，高标号沥青混合料的动稳定度受紫外光老化的影响更大。

(3)适当增大油石比后其动稳定度减小；适当减小油石比后其动稳定度增大。可采取适当减小最佳油石比的方式来提高沥青混合料的动稳定度，当油石比在区间［最佳油石比-0.5%，最佳油石比J时，沥青混合料具有较好的高温性能。