定义

沥青氧化是生产道路沥青、建筑沥青及水工沥青等的重要方法之一。沥青氧化改性生产道路沥青是将软化点低、针入度大和温度敏感性大的减压查油或磨剂脱沥青或它们的调合物，在一定温度条件下通入空气，使其组成发生变化，软化点升高，针入度和温度敏感性以达到沥青规格指标和使用性能要求。通过氧化改性后，沥青具有良好的温度性质，即高温稳定性和低温抗开裂性得到提高“。对沥青氧化机理的研究有助于了解氧化是如何改善沥青的性质。然而，沥青是由无数的化合物组成的混合物，其化学结构非常复杂。尽管利用组成分析手段可以将其分离成不同组分,但每一组分仍然是由无数化合物所组成。1

组成成分氧化沥青的氧含量为原料氧含量的2.9一3.4倍，这表明通过吹空气氧化处理，煤沥青发生氧化聚合反应，煤沥青所含芳香族化合物与氧发生氧化交联反应，氧结合进入了煤沥青芳烃分子结构中，从而改变了煤沥青的分子结构组成，原料中温沥青的O/C 原子比为0.014，大约每100个碳原子结构中含有1个氧原子，而氧化沥青的O/C原子比 为0.041—0.048，大约每100个碳原子结构中含有4-5个氧原子，氧化热聚合极大地促进了煤沥青分子的缩聚程度，从而达到了提高煤沥青结焦残炭值的目的。随着氧化聚合反应的进行，煤沥青的氢含量逐渐减少，原料中温沥青的氢含量接近4%， 而氧化沥青的氢含量在2%左右，氧化沥青的氢含量下降了1倍，原料中温沥青的H/C原子比为0.477，氧化沥青的H/C原子比降至0.238-0.324，这表明煤沥青在氧化热聚合期间发生明显的脱氢缩聚反应，从而促进了煤沥青分子结构的交联缩聚，赋予氧化沥青产物舒结焦能力的特性。2

结焦值与软化点的关系氧化沥青结焦值CV随软化点SP的变化趋势存在着很好的线性关系，其关系式如下:

340℃时，CV=0.1847SP+38.57， =0.9945

360℃时，CV=0.1545SP+43.01， =0.9872

380℃时，CV=0.1409SP+45.24， =0.9927

400℃时，CV=0.1957SP+38.04． =0.99382

影响因素一、氧化温度对氧化沥青制备的影响：

在氧化沥青制备过程中， 热处理温度对氧化沥青的软化点影响很大，即在相同氧化处理时间下，热处理温度每升高 1℃，可使氧化沥青的软化点提高近1℃，这是由于随着热处理温度提高，热聚合作用对煤沥青软化点影响增大，高温下氧化聚合有利于提高产物氧化沥青的软化点。且随着氧化改质处理的进行，氧化温度对煤沥青结焦值的影响作用越来越大。

二、氧化时间对氧化沥青制备的影响：

氧化沥青软化点随氧化时间延长呈逐步上升趋势，并且氧化温度越高，煤沥青软化点提高幅度增大，即氧化温度高低显著影响了煤沥青改质过程。高温下短时间氧化处理就可达到低温下长时间氧化处理的效果。

三、空气量对氧化沥青制备的影响：

对煤沥青进行氧化改质处理是通过连续向液态煤沥青试样鼓入空气来实现，空气量的多少必然会对产物氧化沥青的结构性能产生影响。明在氧化热聚合改质处理煤沥青过程中，增加空气用量有利于提高产物氧化沥青的软化点。空气量增加使氧化时间缩短程度越大。同样增加空气量也可以相应降低氧化温度，即空气用量越大，则氧化沥青结焦值随氧化时间的增幅越大。

四、原料种类对煤沥青氧化聚合的影响：

1、原料种类对氧化沥青软化点的影响

改质沥青所制氧化沥青的软化点值普遍高于中温沥青所制氧化沥青的软化点值，这是由于中温沥青原料的软化点为86摄氏度，而改质沥青是以中温沥青为原料热聚合制备的，其软化点高达110摄氏度，两种煤沥青原料软化点的差异（相差近24摄氏度）导致所制氧化沥青软化点也相应有所差异。由于采用了高软化点改质沥青原料， 合成一定软化点的氧化沥青所需氧化时间，相对于中温沥青情形要缩短2h，例如以中温沥青为原料时，氧化沥青软化点达到163摄氏度需要8h，而采用改质沥青为原料时则只需6h就可使氧化沥青软化点达到165℃。

2、原料种类对氧化沥青结焦值的影响

改质沥青所制氧化沥青的结焦值要高于中温沥青所制氧化沥青的结焦值，这是由于原料改质沥青缩聚程度（其结焦值为59.50%），要远远高于中温沥青（其结焦值为51.18%），这样就为氧化改质过程中产物氧化沥青的高结焦值打下了基础。采用改质沥青作原料时，达到一定结焦值所需的氧化时间相对于中温沥青原料要缩短2h。

3、原料种类对氧化沥青组分的影响

由于原料中温沥青和改质沥青组成结构存在差异，导致两类煤沥青原 料所制氧化沥青的组分相差较大，其反映了煤沥青各种溶剂萃取组分含量高低明显影响着氧化改质进程以及产物氧化沥青的质量。2

减少路面沥青氧化的措施一、选择优质沥青：

沥青的质量直接影响沥青路面的使用性能和寿命，而沥青由于化学组分不同、所含的金属元素不同，其抗氧化性能也就不同。选择沥青时,应根据公路等级、交通量大小、路面结构类型、气候特点等选择质量稳定、含蜡量低、耐老化的重交通道路沥青或改性沥青。

二、减少沥青加热、储存的氧化程度：

一是在沥青罐中将吸油管位置放在热油盘之上沥青在加热罐中若沥青液位降到热油盘管（如导热泪管）以下，就会产生氧化作用；盘管冒出液位之上，上运就会覆盖一薄层沥青，这层沥青接触到空气，使空气中的氧气与沥青化合发生氧化作用，而且发生速度极快这是因为热油盘管的操作温度要比沥青温度高，此时外露盘管上的沥青薄膜经加热要比正常温度更高，因而加速氧化作用。盘管上的高温沥青与空气中的氧发生反应，使粘附在加热管上的沥青逐渐变硬，进而生成焦碳。由于焦碳是优良的隔热体，它将由传热变为隔热，进而影响到沥青的加热效果，甚至会报废上面的加热盘管。因此，应将沥青加热罐中的吸油管位置放在热油盘管之上。

三、提高沥青混合料压实度：

铺筑沥青路面上的沥青经过一段长时间的风化后，都会缓慢持续地与空气中的氧气发生化学反应，密实的混合料可防止氧气从混合料穿过而使表面下的拌和料发生氧化，因此，高密度、低空隙率的沥青混合料可以减少沥青的氧化速率,进而提高沥青路面的耐久性。3