压力老化环境下沥青氧化衰变机理与 PAV 试验体系研

沥青在路面长期服役过程中，受温度、氧气、荷载耦合作用持续发生氧化老化，组分体系逐步演变，最终引发路面开裂、硬化等病害。自然老化进程十分缓慢，难以直接开展实验室评价。TD0630-20 型沥青压力老化试验仪作为 PAV 加速老化核心装置，依托高温高压富氧环境，大幅提升沥青氧化反应速率，短时间内模拟沥青在路面服役中后期的氧化衰变行为，搭建起室内加速试验与现场长期老化之间的关联桥梁。

沥青由饱和分、芳香分、胶质、沥青质构成复杂胶体体系。在氧化作用下，轻质组分不断向极性组分转化，芳香分脱氢生成胶质，胶质进一步聚合形成沥青质，胶体稳定性持续下降。常规薄膜烘箱试验（RTFOT）仅能够模拟拌和摊铺阶段的短期热老化，无法复刻路面运营阶段持续缓慢氧化过程。压力老化试验通过密闭压力容器构建恒定高温、高压压缩空气环境，提升氧气在沥青内部的溶解扩散效率，强化分子氧化反应，有效还原沥青面层长期服役下的老化特征，沥青全生命周期老化评价体系。

整套试验系统由压力老化容器、温控单元、压力调控模块与真空除气装置协同组成。压力容器主体采用不锈钢材质，具备优异耐压与耐温性能，可稳定维持试验工况；系统闭环调控温度与气压，温控精度可达 ±0.1℃，精准控制氧化反应热力学条件。高压环境能够提升氧气传质效率，促使氧分子渗透至沥青试样内部，实现均匀氧化，避免试样表层过度老化、内部老化不足的不均质现象。配套真空除气箱用于预处理老化后的试样，消除高压溶入沥青内部的气泡，规避后续流变试验、延度试验的数据偏差。

氧化反应程度高度依赖温度、压力与老化时长。温度升高将加快沥青分子运动速率，促进化学键断裂与氧化聚合；压力提升增大氧气溶解度，强化传质过程。仪器可严格遵循国内外规范设定工况参数，匹配 JTGE20、ASTM D6521、SH/T 0774 等标准规定的试验条件。稳定可控的试验环境保证不同批次、不同实验室之间试验数据具备可比性，为沥青耐久性横向对比提供基础。

PAV 压力老化试验是沥青性能长效评估的关键一环。完成短期热老化后的沥青试样经压力老化处理后，再开展流变、低温延展、针入度等系列测试，能够直观观测老化带来的性能劣化幅度，量化基质沥青、改性沥青、再生沥青的抗老化能力。通过对比老化前后材料指标变化，可筛选抗老化性能优异的沥青原料，优化抗氧化剂掺配方案，从材料源头降低沥青路面长期老化诱发的病害风险。

试验过程中的工况稳定性是保障结果可靠的核心前提。温度波动、压力突变都会改变氧化反应动力学速率，造成老化程度偏离预期。设备搭载触摸屏联动控制系统，实时采集、储存运行参数，实现全过程可视化管控；配套安全防爆结构，设置爆破压力保护机制，规避高压工况下的安全隐患。同时，试样膜厚度、容器气密性、升温稳压流程等操作条件需要标准化管控，消除人为操作引入的系统误差。

在道路工程领域，压力老化试验体系广泛应用于沥青产品出厂检测、配合比设计、旧路面再生材料性能评估。相较于自然老化观测，加速老化试验大幅缩短试验周期，为沥青材料选型、路面耐久性设计、养护方案制定提供高效、可靠的试验依据，对提升沥青路面长期服役性能具有重要工程价值。