在役路面不同结构层沥青老化组分变化情况

辆荷载和自然环境因素（如温度、氧化、光照、雨水等）的综合老化效应导致沥青混合料中沥青持续老化，沥青在老化过程中经过一系列物理和化学变化后会更加脆硬，进而降低沥青混合料使用性能。沥青老化已成为影响沥青路面结构使用寿命的主要因素之一。

选取桥面、行车道和匝道作为三种不同使用条件下的沥青路面结构，采用FTIR可以对不同沥青路面结构的芯样提取沥青进行表征，分析不同沥青的老化程度，得出不同路面结构对沥青老化的影响，研究不同结构沥青路面老化过程中的物理和化学变化，为提高在役沥青路面工程的抗老化能力及耐久性作出指导。

使用BRUKER ALPHA Ⅱ傅里叶变换红外光谱仪，试验的温度为20℃。光谱的波数范围为4000～500 cm-1，分辨率为4cm-1。红外光谱分析试验可用于分析沥青中化学键的种类和含量。沥青老化程度可以用-CH=CH-、S=O和C=O的峰值比率表示，其含义分别**红外图谱中-CH=CH-的面积、S=O的面积和C=O的面积与-CH3的面积的比值。

桥面铺装沥青

从桥面不同结构层沥青的红外光谱和定量分析结果以看出，桥上和桥下样品的吸收峰出现在966cm-1和698cm-1附近，这是SBS改性剂的两个特征峰，966cm-1和698cm-1处的峰分别是丁二烯和苯乙烯中C-C键的特征峰。桥上样品966cm-1附近的吸收峰较弱，这是由于上层SBS改性剂与环境直接接触所致，SBS的降解更为严重。910cm-1处的吸收峰是苯环C-H振动的吸收峰，反映了沥青苯环上的其他组分被取代。桥上样品910cm-1处的吸收峰强度略高于桥下样品，表明桥上样品中苯环在沥青中的取代更为频繁。桥上和桥下样品的亚砜基（S=O）的吸收峰均在1030cm-1附近，说明二者均已老化，桥上样品的峰值强度高于桥下样品。1600～1700cm-1的峰值由不饱和碳链的吸氧引起，桥上样品在此处产生更多的峰，峰的强度更大，说明桥上样品有更多的吸氧反应和更严重的老化。综合分析显示，桥面铺装沥青结合料老化程度为：桥上>桥下。

桥面不同层位沥青组分综合变化情况

行车道沥青

通过行车道不同结构层沥青的红外光谱谱图可以知道，上层1030cm-1和1700cm-1处的吸收峰的强度明显高于中层和下层，说明上层沥青的老化程度远大于中层和下层沥青。与下层沥青相比，中间层沥青1700cm-1处不饱和碳链吸氧形成的碳氧键吸收峰强度略高于下层沥青，1030cm-1处的亚砜基吸收峰也高于下层沥青。因此，中间层沥青的老化程度略高于下层沥青。根据红外光谱分析，车道沥青老化程度为：上层>中层>下层。

行车道不同层位沥青组分变化情况

匝道沥青

根据匝道不同结构层沥青的红外光谱和定量分析结果对匝道上、中、下层沥青的红外光谱进行分析和比较，966cm-1和698cm-1的吸收峰表明在匝道中使用了SBS改性沥青。1700cm-1处的吸氧峰表明沥青开始逐渐吸氧，在1700cm-1处吸氧峰出现之前，匝中和匝下的吸氧曲线变化幅度较小，匝上曲线在1700cm-1处急剧下降形成峰值。三个样品中均存在亚砜基键（S=O)(1030cm-1）。对比三个样品的以1030cm-1为中心的S=O峰面积，匝上峰面积*大，匝中次之，匝下*小。这表明上层沥青吸氧老化反应较多，老化程度较严重。因此，匝道沥青的老化程度为：匝上>匝中>匝下，即：上层>中层>下层。

匝道不同层位沥青组分变化情况

通过对三个路段上、中、下三层沥青老化程度的分析，由于上层沥青受车辆荷载和环境的直接影响，上层沥青的老化比中、下层沥青的老化严重。沥青中不饱和碳链和硫元素的氧化由于沥青老化过程中的吸氧反应引起，并产生相应的特征峰。