在沥青道路的使用过程中，松散与开裂是沥青混合料潜在的主要病害。沥青混合料接触面上主要存在两种破坏形式，第一种为结合料自身开裂破坏，即结合料黏结失效破坏；第二种为沥青从矿料表面剥离，将其定义为黏附失效破坏。以往的研究表明，这两种混合料失效破坏模式与多种因素有关，如：混合料所处温度、沥青结合料油膜厚度、沥青品质及种类、矿料表面性质、矿料界面的受荷方式等，这些是混合料破坏过程中普遍存在的现象，所以了解沥青胶浆低温黏结强度的衰变规律，提高沥青结合料的低温黏结强度对于增强混合料的抗裂性能、抗松散能力意义显著。
沥青混合料的老化是一个长期的过程，在制备、运输、摊铺碾压以及路面长期使用过程中，在热、氧、光等复杂的外界环境作用下，沥青发生老化。沥青由四组分组成，即芳香酚、饱和酚两种轻质组分和沥青质、胶质大分子组分，在老化的过程中，沥青中两种轻质组分散失，导致沥青质和胶质所占比重增加，使沥青变硬、变脆。
沥青结合料的自身黏结强度属于沥青材料的自身属性，与温度的相关性较大。由以往研究可知，沥青结合料自身的黏结强度与接触面的油膜厚度关系不明显，且矿料接触面的油膜厚度在同等厚度范围内上下波动时，沥青结合料自身黏结强度基本保持不变。
沥青结合料的黏结问题作为沥青及沥青混合料研究领域的一个重要研究内容，为测试其黏结效果，目前大多采用沥青常规试验预估老化对混合料路用性能的影响，如针入度试验、沥青标准黏度测试及动力黏度测试等试验。但以上试验都需在高温范围内进行，其测试结果为非低温评价指标，并不能够准确反映出低温状态下沥青结合料的黏结效果，具有一定的局限性。
作为反映沥青结合料低温性能的强度指标，沥青结合料低温黏结强度可以有效预测沥青混合料的低温路用性能。同时，现有的研究成果表明，沥青在发生老化后，其混合料的低温路用性能将发生不同程度的衰减，其中最为主要的低温抗裂和抗松散能力两种性能产生不同程度的下降。沥青结合料低温黏结强度指标的提出为解析老化效应对上述路用性能的影响机理提供了契机。本项研究中，对SBS改性沥青进行不同老化时间、不同低温条件下低温黏结强度测试，获取沥青低温黏结强度衰变曲线，得出老化效应对沥青低温黏结强度的影响规律，并对其规律进行分析，对揭示老化效应对混合料低温路用性能的影响机理，以及今后提高混合料低温路用性能相关研究具有重要意义。
SBS改性沥青老化模拟
SBS改性沥青性能
SBS属于苯乙烯类热塑性弹性体，是苯乙烯—丁二烯—苯乙烯三嵌段共聚物，经过溶胀、剪切、发育三个过程制备成为SBS改性沥青，从而有效地改善沥青的温度性能、拉伸性能、弹性、内聚附着性能、混合料的稳定性、耐老化性等。在众多的沥青改性剂中，SBS能够同时改善沥青的高低温性能及感温性能，使其成为研究和应用最多的品种。本项研究中采用的SBS聚合物改性沥青。
沥青老化
本试验采用当前应用较为普遍的薄膜老化试验进行SBS改性沥青的老化处理，即旋转薄膜加热试验(简称为RTFOT)。
为使烘箱内空气充分加热均匀，在试验进行之前需要将烘箱预热16h。制备试样时，每个盛样瓶中沥青质量为35g±0.5g。本次试验将对各个盛样瓶中沥青进行不同时间老化，以辨析老化过程对沥青结合料低温黏结强度的影响效果，设定老化时间为0h、6h、18h、24h、48h。
沥青结合料低温拉伸黏结强度测试
试件制备
对5组不同老化时间的SBS改性沥青进行低温黏结强度的测试，在试件制备过程中，采用刃片涂抹单一厚度沥青油膜厚度，进行试件黏结，常温环境凝固后，放入指定温度的低温环境中冷却45min，为使低温模拟效果准确，试件从低温环境取出后需立刻使用HC-40型液压测力装置进行低温黏结强度的检测。
基于拉伸破坏荷载与矿料接触面的面积的关系，可得不同状态(如不同老化状态、不同温度)下沥青结合料的低温黏结强度。本次试验分别测试不同温度(包括-5℃、-10℃、-15℃、-20℃、-25℃)及不同老化时间(包括老化0h、6h、18h、24h、48h)沥青结合料的低温黏结强度。
测试原理
由以往研究可知，在拉伸破坏测试过程中，接触面油膜厚度越厚，其接触面更加倾向于发生黏结失效破坏；若接触面油膜厚度越薄，则接触面更加倾向于发生黏结失效与黏附失效的共存破坏。在拉伸荷载效应下，矿料接触面细观强度包括矿料接触面总体拉伸强度、结合料自身拉伸黏结强度、沥青矿料间拉伸黏附强度。
在结合料黏结强度预先测定并计算的前提下，根据黏附失效区面积、黏附强度、黏结失效区面积、黏结强度与破坏荷载的对应关系，实现不同温度状态下沥青矿料间黏结强度的定量测试。
根据以往矿料接触面破坏形式调查研究的结果可知，接触面上为厚层油膜时，接触面破坏形式完全为沥青结合料拉伸黏结失效破坏，即Sa=0，Sc=St。
试验结果及讨论
SBS改性沥青低温黏结强度测试结果
基于上述试验方法，本项研究中对SBS改性沥青不同老化状态、不同温度条件下的低温黏结强度进行了测试，为了增加试验测试的精度，在进行试验的过程中采用增加试验样本量的方式确保试验结果的可靠性，每项测试的平行试验次数为12，剔除数据中个别离散性较大的数据，然后取平均值。
老化效应对沥青低温黏结强度值的影响分析
温度对沥青低温黏结强度值的影响
沥青为感温性材料，其基本的力学参数往往与温度有着重要的关系，所以进行老化效应影响的相关分析也需与温度因素结合起来。根据老化效应对沥青在不同温度条件下的低温黏结强度变化规律进行耦合。从老化效应对沥青结合料低温黏结强度的影响中可以看出，原样沥青在老化6h后的沥青样本在-5℃~-15℃温度内，沥青低温黏结强度增强，当温度降至-15℃时，其黏结强度达到峰值，为1.98MPa，其后随着温度的继续下降，黏结强度迅速衰减；当沥青老化时间为18h、24h时，低温黏结强度增强时的温度范围为-5℃~-10℃，当温度降至-10℃时，其黏结强度达到峰值为1.87MPa和1.85MPa，随后黏结强度持续下降；当沥青老化48h后，沥青的低温黏结强度无峰值出现，呈单一趋势衰减。由此可知ＳＢＳ改性沥青的黏结强度峰值随着老化时间的延长而提前出现。
沥青结合料的低温黏结强度峰值出现的温度时机也在逐步提前；而沥青黏结强度峰值出现后，往往会发生沥青低温黏结强度较为快速的衰减。所以，沥青低温黏结强度峰值出现的时机一般即为沥青结合料发生脆化效应的温度时机。
老化时间对沥青低温黏结强度值的影响
根据老化效应对沥青在不同老化时间条件下的低温黏结强度变化规律进行耦合。-5℃条件下，SBS原样沥青-5℃的黏结强度为1.25MPa，而老化18h后其黏结强度为1.64MPa，老化48h后其黏结强度为2.12MPa，老化效应导致沥青结合料低温黏结强度增强；其主要原因是沥青在-5℃条件下，低温环境效应不明显，并且沥青老化后沥青黏稠度增加，在轻度冻结及沥青自身硬度增加的条件下，沥青的黏结强度产生增加的趋势。
当温度进入到-5℃~-25℃区间后，可以很明显看出，老化效应就会导致沥青低温黏结强度衰减。不同的低温条件，沥青结合料低温黏结强度衰减的幅度存在较大区别。在-10℃时，SBS改性沥青老化48h后其低温黏结强度衰减25.0%；在-15℃时，SBS改性沥青老化48h后其低温黏结强度衰减62.2%；在-20℃时，SBS改性沥青老化48h后其低温黏结强度衰减57.2%；在-25℃时，SBS改性沥青老化48h后其低温黏结强度衰减56.7%。
由上述分析可知，老化效应仅在0℃~-5℃这个较小的低温范围内使得沥青结合料黏结强度增加，在大多低温环境下，沥青结合料的老化效应将使得沥青结合料的低温黏结强度产生显著衰减效应。
结语
本项研究采用薄膜老化试验对SBS改性沥青进行了不同时间的老化处理，同时基于沥青低温黏结强度定量测试技术对SBS改性沥青在不同温度条件下的沥青低温黏结强度进行了定量测试，得出如下结论。
(1)老化效应导致SBS聚合物改性沥青在-10℃~-25℃温度范围内低温黏结强度衰减，衰减程度与温度具有相关性。老化48h后，-10℃时两种沥青低温黏结强度衰减比例均值为24.35%，-15℃时衰减均值为65.05%，-20℃时衰减均值为63.4%，-25℃时衰减均值为62.95%。
(2)在-5℃条件下，由于SBS改性沥青老化后沥青黏稠度增加，而低温环境效应不明显，在轻度冻结及沥青自身硬度增加的条件下，沥青的黏结强度产生增加的趋势。
(3)原样沥青与老化6h的沥青其低温黏结强度峰值出现的温度时机为-15℃；老化18h及24h后，沥青低温黏结强度峰值出现的温度时机变化为-10℃；老化48h后，沥青的低温黏结强度出现无峰值单一趋势衰减。
(4)老化效应导致沥青轻质组分挥发，沥青质及胶质在沥青中百分含量的增加导致沥青产生脆硬特性，脆化效应会导致结合料低温黏结强度及混合料抗裂性能等显著下降，进而导致路面的低温破坏发生，所以在进行老化对沥青混合料路用性能影响的相关分析中，老化效应对沥青脆化效应的影响必须得到充分地重视。
