《沥青路面表面层抗老化材料应用技术指南》

ICS

CCS

团体标准

T/CHTSXXXXX-XXXX

沥青路面表面层抗老化材料应用技

术指南

TechnicalGuidelineforapplicationtechnologyofanti-aging

materialsonasphaltpavementsurfacelayer

（征求意见稿）

xxxx-xx-xx发布xxxx-xx-xx实施

中国公路学会发布

1总则

1.0.1为规范我国沥青路面表层抗老化材料的选择、设计和质量控制要求，提升沥青路

面服役水平和服役寿命制定本规程。

1.0.2本规程适用于各等级公路沥青路面的新建和改扩建工程、各等级公路沥青路面的

养护工程以及机场道面及桥面铺装工程。

1.0.3除应满足本指南规定外，尚应符合有关法律、法规及国家、行业现行有关标准的

规定。

1.0.4本指南中所述及相关试验方法编号，如无特殊说明，均指交通运输部标准中的试

验方法编号。

1

2术语和符号

下列术语和定义适用于本指南。

2.1术语

2.1.1抗老化剂anti-agingadditives

添加到沥青或沥青混合料中，用以抵抗老化对沥青路面表面层路用性能影响的材料。

2.1.2抗热氧老化剂Antithermaloxygenagingadditives

添加到沥青或沥青混合料中，用以抵抗温度、氧气等环境因素对沥青路面表面层路用性

能影响的材料。

2.1.3抗紫外老化剂AntiUVagingadditives

添加到沥青或沥青混合料中，用以抵抗紫外光、氧气等环境因素对沥青路面表面层路用

性能影响的材料。

2.1.4抗老化沥青Anti-agingasphaltbinder

以原样沥青为原料，加入一定比例的抗老化剂，经高温溶融混合后制成的优质沥青，能

提高沥青的抗老化性能、提高路面的使用寿命。

2.1.5抗老化沥青混合料Anti-agingmodifiedasphaltmixture

采用抗老化沥青制备而成的沥青混合料，或以抗老化剂为填料制备而成的沥青混合料。

2.1.6抗老化指数Anti-agingindex

沥青老化前后复数模量、车辙因子变化量与沥青老化前复数模量、车辙因子的比值。

2.1.7抗老化设计指数Anti-agingdesignindex

沥青自然老化1年前后，羰基指数的变化量。

2.1.8抗老化改善指数Anti-agingimprovementindex

原样沥青老化前后复数模量、车辙因子等指标变化量与抗老化沥青老化前后复数模量、

车辙因子等指标的比值。

2.1.9抗老化改性影响指数Influenceindex

添加抗老化剂前后，沥青复数模量、车辙因子等指标的变化量与原样沥青复数模量、车

2

辙因子等指标的比值。

2.2符号

Rj——抗老化指数

Ai——抗老化改善指数

Ii——抗老化改性影响指数

C——羰基指数

G*——复数模量

δ——相位角

G*/sinδ——车辙因子

G-R——G-R参数

S——劲度模量

m——蠕变速率

3

3基本规定

3.0.1沥青路面表层抗老化剂主要应用于高温地区、高海拔地区等。

3.0.2抗老化剂、抗老化沥青及抗老化沥青混合料的选择，应根据当地气候特征，结合

交通荷载情况、路面设计使用年限等，通过技术经济分析确定。

3.0.3抗老化沥青分区选用标准应满足表3.0.3的要求。

根据我国太阳能资源分布分区及紫外辐照强度分布图，绘制我国沥青路面表面层老化程

度分布图，如图3.0.3所示。

图3.0.3我国沥青路面表面层老化程度分布图

根据附录A试验方法对沥青进行老化，根据附录B进行抗老化设计指数计算，不同地区

抗老化设计指数应满足表3.0.3的要求。

表3.0.3抗老化沥青分区选用标准

模拟老化时间辐照强度老化温度抗老化设计指数

I（严重老化区）4800min

II（强老化区）4200min

2

1000W/m70℃≤0.0062

III（一般老化区）3360min

IV（弱老化区)2520min

4

4原材料

4.1一般规定

4.1.1抗老化沥青混合料使用的原材料必须进行质量检验，合格后方可使用。

4.1.2抗老化沥青混合料原材料的选择必须经过原材料调查筛选，确定的原材料应优先

就地取材。

4.1.3集料粒径规格以方孔筛为准；不同品种、规格的原材料不得混杂堆放。

4.1.4抗老化剂应存放于常温、干燥、洁净处，避免湿、热环境对抗老化剂自身相性能

的影响。

4.2沥青

4.2.1按照所在地气候、道路等级、交通条件、路面类型、施工方法等结合使用经验选

用合适标号的原样沥青。

4.2.2用于制备抗老化沥青的原样沥青可以选择70#、90#、110#和SBS改性沥青、橡

胶改性沥青等，技术指标需满足现行施工技术规范要求，具体试验方法按照《公路工程沥青

及沥青混合料试验规程》（JTGE20）执行。

4.3抗老化剂

4.3.1分类

1抗热氧老化剂：可以延缓或抑制高温、氧气等对沥青的老化作用，提高沥青抗热氧老

化性能。一般包括：聚合物改性剂、链终止剂、过氧化物分解剂、金属钝化剂、木质素等。

2抗紫外老化剂：可以延缓或抑制紫外线等对沥青的老化作用，提高沥青抗紫外老化性

能。一般包括：光屏蔽剂、紫外线吸收剂、能量猝灭剂、自由基捕获剂、无机纳米材料等；

（3）复合型抗老化剂：将两种或几种抗老化剂进行复配，可以延缓或抑制高温、氧气、

紫外、臭氧等对沥青的老化作用。

4.3.2选择

（1）抗老化剂应有效抑制温度、光照、氧气、紫外等环境因素对沥青造成的老化作用，

有效缓解沥青路面老化速率；

（2）抗老化剂应与沥青具有良好相容性，其掺入不应降低原样沥青的物理性能，能持

5

续维持原样沥青的工程性质；

（3）抗老化剂应具备足够的耐热能力来承受沥青热拌和运输时的高温；

（4）抗老化剂应该具备长久的效能，且自身的降解速率应尽量低；

（5）抗老化剂材料应经济、绿色、可持续发展，对人体无毒、无害。

4.3.3技术要求

抗老化剂技术要求应符合表4.3.3的规定。

表4.3.3抗老化剂技术要求

项目单位技术标准试验方法

纯度%≥95GB/T9722-1988

热稳定性℃≥200T0355

粒度范围（固体）

<0.6mm100

t/m3T0352

<0.15mm≥90

可分散性

<0.075mm≥75

运动粘度100℃（液

mm2/s≤18GB/T265

体）

加热减量%≤0.50GB/Tl1409.4

水分%≤0.50T0353

4.3.4抗老化剂剂量

抗老化剂的掺量一般为沥青质量的0.5%～7%，具体根据工程所需的技术要求进行调整。

4.4集料

4.4.1集料应符合现行《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40）的有关规定。

6

5抗老化沥青

5.1制备及使用

5.1.1对于抗老化剂在与沥青混合前一般需要经过破碎或搅拌，固体抗老化剂应保持干

燥的粉末状态，液体抗老化剂应保持流动状态。

5.1.2制造抗老化沥青的沥青罐中必须具备加热保温和搅拌循环功能，沥青在与抗老化

剂混合前一般需要加热至流动状态，低速搅拌并加入抗老化剂，加热温度一般不得超过沥青

软化点温度以上90℃，基质沥青通常不得超过135℃，改性沥青不得超过163℃，加热至流

动状态即可。

5.1.3将抗老化剂按规定的掺量加入沥青罐中进行高速搅拌、循环，使抗老化剂完全熔

融于原样沥青中，搅拌温度不得超过沥青软化点温度以上100℃，基质沥青通常不得超过

145℃，改性沥青不得超过173℃，搅拌时间不得超过1小时。

5.1.4现场配制的抗老化沥青宜即配即用，贮存时间不宜超过24h。如需作短时间保存，

使用前必须搅拌均匀，在不发生离析的状态下使用。

5.1.5抗老化沥青成品在长途运输过程中，运输储存罐应配备搅拌设备。

5.2技术要求

抗老化沥青的技术指标需要满足其对应原样沥青（70#、90#、110#和SBS改性沥青、橡

胶改性沥青等）在现行施工技术规范中的要求，具体试验方法按照《公路工程沥青及沥青混

合料试验规程》（JTGE20）执行。

5.3性能要求

应在规定的试验条件下对沥青(未添加抗老化剂)进行抗老化性能验证评价，并符合表

5.3-1的要求，试验方法见附录A、附录B。

表5.3-1沥青抗老化性能要求

抗热氧老化抗紫外老化检测方法

抗老化指数≤≤

RG12.157.80附录B

抗老化指数RH≤7.00≤4.78附录B

应在规定的试验条件下对抗老化沥青进行抗老化性能验证试验，并符合表5.3-2的要求，

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试验方法见附录A、附录B。

表5.3-2抗老化沥青抗老化性能要求

抗热氧老化抗紫外老化检测方法

抗老化改善指数Ai≥(2.61,2.00,3.08,1.26)≥(1.53,2.27,3.07,-)附录B

抗老化改性影响指数Ii≤(0.33,0.22,0.30,0.22)≤(0.13,0.16,0.22,-)附录B

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6抗老化沥青混合料

6.1一般规定

6.1.1抗老化沥青混合料适用于各种等级道路的沥青面层，宜采用SMA、AC等密实级配

沥青混合料。

6.1.2抗老化沥青混合料应满足表面功能需求，便于施工，不易离析。

6.1.3抗老化沥青混合料种类按集料公称最大粒径、矿料级配、空隙率划分，分类见表

6.1.3。

表6.1.3抗老化沥青混合料种类

密级配公称最大粒径最大粒径

混合料类型

沥青混凝土沥青玛蹄脂碎石(mm)(mm)

中粒式AC-16SMA-1616.019.0

AC-13SMA-1313.216.0

细粒式

AC-10SMA-109.513.2

砂粒式AC-5SMA-54.759.5

设计空隙率(%)3-53.4--

6.1.4抗老化剂以填料形式加入沥青混合料时，应配备独立的抗老化剂添加仓，以实现

抗老化剂的准确计量，保证材料的质量稳定。

6.1.5机械投放抗老化剂时投放前应对机械设备的投放时间与计量系统进行标定。计量

误差应小于设定值的±0.3%，投料时间控制在10±1s。

6.1.6抗老化沥青混合料沥青路面施工除应满足本章所述要求外，应按照现行《公路沥

青路面施工技术规范》（JTGF40）的规定执行。

6.2配合比设计

6.2.1抗老化剂添加方式

（1）抗老化剂可以制备成抗老化沥青，以改性沥青的形式加入到沥青混合料中。

（2）抗老化剂可以以填料的形式加入到沥青混合料中。

6.2.2本指南采用马歇尔试验配合比设计方法，抗老化沥青混合料马歇尔技术要求应符

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合表6.2.2-1～6.2.2-2的规定，并具有良好的施工性能。当采用其他方法设计沥青混合料

时，应按本指南规定进行马歇尔试验及各项配合比设计检验，并报告不同设计方法的试验结

果。

表6.2.2-1密级配抗老化沥青混合料马歇尔试验技术标准

试验指标技术要求试验方法

击实次数(双面)75次T0702

试件尺寸φ101.6mm×63.5mmT0702

空隙率VV35%T0705

稳定度MS，不小于8∼kNT0709

相应于以下公称最大粒径(mm)的最小VMA

设计空隙率

及VFA技术要求(%)

矿料间

(%)

隙率1613.29.54.75

T0705

VMA(%)，312.5131416

不小于413.5141517

514.5151618

沥青饱和度VFA(%)65757085T0705

表6.2.2-2SMA抗老化沥青混合料马歇尔试验技术标准∼∼

试验指标技术要求试验方法

马歇尔试件尺寸φ101.6mm×63.5mm75次T0702

马歇尔试件击实次数双面击实50次T0702

空隙率VV34%T0705

矿料间隙率VMA，不小于17%∼T0705

稳定度MS，不小于6kNT0709

粗集料骨架间隙率VCAmax，不大于VCADRCT0705

谢伦堡沥青析漏试验的结合料损失，不

0.1%T0732

大于

肯塔堡飞散试验的混合料损失或浸水

15%T0733

飞散试验，不大于

6.2.3抗老化沥青混合料在对同类道路配合比设计和使用情况调研的基础上，充分借鉴

成功的经验，选用符合要求的材料，进行配合比设计。

6.2.4抗老化沥青混合料的矿料级配应符合工程设计规定的级配范围，宜以表6.2.4-1

和表6.2.4-2作为工程设计级配范围。

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表6.2.4-1AC类抗老化沥青混合料矿料级配范围

不同类型沥青混合料集料通过率(%)

筛孔(mm)

AC-5AC-10AC-13AC-16

19.0---100

16.0--10095～100

13.2-10095～10076～92

9.510095～10068～8560～80

4.7590～10045～7538～6834～62

2.3655～7538～5824～5020～48

1.1835～5526～4015～3813～36

0.620～4013～3210～289～26

0.312～289～237～207～18

0.157～186～165～155～14

0.0755～104～84～84～8

表6.2.4-2SMA类抗老化沥青混合料矿料级配范围

不同类型沥青混合料集料通过率(%)

筛孔(mm)

SMA-10SMA-13SMA-16

19.0--100

16.0-10090～100

13.210090～10065～85

9.590～10050～7545～65

4.7528～6020～3420～32

2.3620～3215～2615～24

1.1814～2614～2414～22

0.612～2212～2012～18

0.310～1810～1610～15

0.159～169～159～14

0.0758～138～128～12

6.3技术要求

6.3.1抗老化沥青混合料高温稳定性技术指标应满足表6.3.1的要求。

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表6.3.1抗老化沥青混合料高温稳定性技术指标

相应于七月平均最高气温的动稳定度(次/mm)试验方法

七月平均最高气温(℃)>302030<20

AC类沥青混合料≥3000≥20∼00≥2000T0719

SMA类沥青混合料≥3000

6.3.2抗老化沥青混合料水稳定性技术要求应满足表5.3.2的要求。

表6.3.2抗老化沥青混合料水稳定性技术指标

相应于年降雨量的技术要求（%）试验方法

年降雨量（mm）>1000500～1000250～500<250

浸水马歇尔试验残留稳定度（%）

AC类沥青混合料≥85≥80

T0709

SMA类沥青混合料≥80

冻融劈裂试验残留强度比（%）

AC类沥青混合料≥80≥75

T0729

SMA类沥青混合料≥80

6.3.3抗老化沥青混合料低温性能技术要求应满足表5.3.3的要求。

表6.3.3抗老化沥青混合料低温性能技术指标

相应于年极端最低气温的破坏应变(µε)试验方法

年极端最低气温（℃）<-37.0-21.5～-37.0-9.0～-21.5>-9.0

T0715

破坏应变(µε)≥3000≥2800≥2500

6.4抗老化性能要求

按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTGE20）中的T0734试验方法对沥青

混合料进行加速老化。对于长期老化后的抗老化沥青混合料，基于高温性能、低温性能、水

稳性指标的抗老化改善指数均应满足表6.4.1。

表6.4.1沥青混合料抗老化性能技术指标

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抗热氧老化检测方法

动稳定度(次/mm)≥1.55T0719，附录B

残留稳定度（%）≥1.40T0709，附录B

冻融劈裂试验残留强

≥1.56T0729，附录B

度比（%）

破坏应变(µε)≥1.12T0715，附录B

6.5生产及运输

6.5.1抗老化剂以填料形式使用，当采用机械投放时，宜采用间歇式称量、吹送方式，

抗老化剂投放设备应与拌合楼热料仓控制装置联动，抗老化剂应与矿料同时投放，以实现抗

老化剂与矿料充分拌和均匀。

6.5.2抗老化剂以填料形式使用，无法配备独立的抗老化剂添加仓，采用人工投放时，

应按设计用量提前分包成小包装直接投入拌和锅，投放应在热料仓集料释放后，打开拌和锅

投放口迅速投入。

6.5.3抗老化剂通过制备抗老化沥青使用时，先将原样沥青打入罐内，加热沥青至流动

状态，开启搅拌电机，将抗老化剂按规定的掺量泵入沥青罐内，上下循环，搅拌温度不得超

过沥青软化点温度以上100℃，基质沥青通常不得超过145℃，改性沥青不得超过173℃，

搅拌时间在50分钟左右。

6.5.4沥青罐中存储的道路石油不应超过其容积的2/3，操作人员应远离沥青罐口，以

免沥青喷射出罐外烫伤操作人员。严禁在沥青罐附近设置火源，并禁止吸烟。

6.5.5抗老化沥青混合料拌和时间较传统沥青混合料的拌和时间应适当延长3～5秒。

6.5.6抗老化沥青混合料运至摊铺地点，应对搅拌质量与温度进行检查，发现离析等质

量不符合要求的抗老化沥青不得使用。

6.5.7其他注意事项应符合《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40）的有关规定。

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附录A

（规范性附录）

沥青紫外老化试验方法

A.1仪器设备

A.1.1烘箱：能恒温135℃±5℃；

（2）旋转薄膜烘箱试验系统；

（3）紫外加速老化试验箱：老化箱温度在50℃～120℃之间，能将老化箱内部温度控

制在老化温度±5℃；紫外强度在100.0W/M2～3000.0W/M2之间，能将老化箱内部紫外强度控

制在老化强度±2W/M2；持续工作120h±2h；其构成如图A.1所示。

（3）天平：感量不大于0.1g。

（4）盛样盘：10个薄膜加热试验标准的不锈钢盘。

图A.1紫外加速老化试验箱

A.2试验步骤

（1）按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTGE20)中的T0610进行沥青短

期老化。

（2）将已知质量的盛样盘放于天平上，向盘中加入经短期沥青样品20±0.5g,膜厚度

约为1.2mm，如残留物已冷却，可将其加热至流动状态再浇样。

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（3）将紫外加速老化试验箱老化箱温度调节至规定温度，紫外强度调节至规定强度。

当温度、强度均达到后，放入试样盘。老化阶段，如果温度记录设备显示的温度高于或低于

目标老化温度±5℃的总时间超过60min，则老化过程无效，废弃试验样品；同样，如果紫

外强度超出规定范围，亦废弃试验样品。

（4）达到规定老化时间按后，取出盛样盘，将盘中热的残留物倒入一个容器中，可立

刻进行紫外老化残留物的性能测定。如果不立即对残留物进行试验，应盖好在室温下存放，

留待以后试验。

A.3试验报告

试验结束后报告包括：样品编号；老化温度，准确至0.5℃；紫外强度，准确至0.1W/M2；

记录最高和最低老化温度，准确至0.1℃；记录最高和最低紫外强度，准确至0.1W/M2；总

老化时间，准确至lmin。

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附录B

（规范性附录）

抗老化沥青及抗老化沥青混合料定量评价指标计算方法

B.1仪器设备

（1）烘箱：能恒温135℃±5℃；

（2）旋转薄膜烘箱试验系统；

（3）压力老化试验仪试验系统；

（3）弯曲梁流变仪试验系统；

（4）动态剪切流变仪试验系统；

（5）红外光谱仪；

（6）天平：感量不大于0.001g。

B.2试验步骤

（1）按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTGE20)中的T0610、T0630以

及附录A分别进行短期老化、长期老化和紫外老化方法。

（2）按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTGE20)中的T0627分别测试原

样沥青、抗老化沥青、不同老化方式的原样沥青和不同老化方式的抗老化沥青在-12℃、-18℃、

-24℃温度下的弯曲蠕变劲度和m值。

（3）按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTGE20)中的T0628进行原样沥

青、抗老化沥青、不同老化方式的原样沥青和不同老化方式的抗老化沥青的流变特性。选择

直径为25mm，厚度为1mm的平行板，设置试验参数选择为：应变控制模式，频率范围设置

为0.1～100rad/s，应变大小设置为1%，试验温度设置为45℃，得到复数模量和相位角；

选择直径为25mm，厚度为1mm的平行板，设置试验参数选择为：应变控制模式，频率设置

为10rad/s，应变大小设置为1%，试验温度设置为46℃～82℃，得到复数模量和相位角，

并计算得到车辙因子G*/sinδ；选择直径8mm，厚度2mm的平行板，应变大小设置为1%，

温度为5℃、15℃和25℃，并以15℃为基准构建主曲线，进而确定温度为15℃，加载频率

为0.005rad/s时的复数模量和相位角，以计算G-R参数。

16

（4）135℃电热板将刮刀加热15min，然后蘸取沥青样品，少量均匀地涂抹在红外光

谱中心