[發(fā)明專利]瀝青路面老化模擬方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510543676.X
• 申請日: 2015-08-28
• 公開（公告）號: CN105651977B
• 公開（公告）日: 2017-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳少鵬;雷敏;劉全濤;趙之杰
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號: G01N33/42
• 分類號: G01N33/42
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司42102
• 代理人: 唐萬榮,劉洋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及建筑材料領(lǐng)域，具體涉及一種瀝青混合料老化模擬方法。

背景技術(shù)

瀝青路面由于具有行車舒適、施工周期短等特點(diǎn)，在我國高速公路建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用。我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展促使交通運(yùn)輸行業(yè)的日益繁榮，隨著交通量及行車荷載迅速增長，瀝青路面的壽命往往達(dá)不到設(shè)計(jì)年限。于此同時(shí)，各地的氣候氣象變化多異，瀝青路面在服役過程中的性能影響因數(shù)復(fù)雜，造成瀝青路面病害多發(fā)和壽命縮短。

根據(jù)美國公路戰(zhàn)略研究計(jì)劃(SHRP)研究發(fā)現(xiàn)，對瀝青路面選擇合理的養(yǎng)護(hù)時(shí)機(jī)，可以延長瀝青路面的壽命幾年甚至上十年。合理的養(yǎng)護(hù)時(shí)機(jī)的確定是和瀝青路面的老化狀況密不可分的。現(xiàn)有的老化方法(如TFOT、PAV、STOA、LTOA)主要模擬的瀝青及其混合料的熱氧老化，但瀝青路面的老化受到溫度、荷載、紫外輻照強(qiáng)度、濕度、氧氣濃度、降雨等多因素耦合作用，因此需要尋求一種多因素老化模擬方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是提供一種考慮到全方位因素的瀝青路面老化模擬方法，根據(jù)老化的模擬方法對瀝青路面選擇合理的養(yǎng)護(hù)時(shí)機(jī)，延長瀝青路面的壽命。

瀝青路面老化模擬方法，包括以下步驟：

1)通過查詢待模擬地區(qū)的氣候、交通資料，由此計(jì)算出車轍等效溫度、紫外加速因子、降雨加加速因子、車轍加速因子；

2)根據(jù)模擬路面的服役年限，計(jì)算出車轍時(shí)間、紫外輻照時(shí)間、噴淋時(shí)間；

3)將車轍試件放入路面材料全壽命分析儀，運(yùn)行路面材料全壽命分析儀，得到模擬老化的試件；

4)根據(jù)多功能路面材料全壽命分析儀對老化試件分析，依據(jù)車轍等效溫度、紫外加速因子、降雨加加速因子、車轍加速因子對老化程度的影響權(quán)重，得到模擬試件的老化程度指數(shù)：I_A＝f(α,β,γ,δ)。

按上述方案，由年平均溫度計(jì)算所得的車轍等效溫度；其計(jì)算方法為：α＝30.8-0.12A+0.92B，α為車轍等效溫度，℃；A為瀝青層的深度，mm；B為模擬地區(qū)年平均氣溫，℃。

按上述方案，由年平均輻照量計(jì)算得到紫外加速因子；其計(jì)算方法為： β＝D×n÷(C×24×3600)，β為紫外加速因子，C為多功能路面材料全壽命分析儀的紫外輻照強(qiáng)度，W/m²；D為模擬地區(qū)的年紫外輻照總量，W/m²；n為模擬路面的服役年限，年。

按上述方案，由年最大暴雨量計(jì)算得到降雨加速因子；其計(jì)算方法為：γ＝E×n÷F，γ為降雨加速因子，E為模擬地區(qū)的最大降雨量，mm；F為多功能路面材料全壽命分析儀的噴淋降雨量，mm。

按上述方案，由日平均交通量計(jì)算得到車轍加速因子；其計(jì)算方法為：δ＝G×H×I×J×K×n÷(42×2)×365，δ為車轍加速因子，G為車道系數(shù)，H為輪跡分布系數(shù)，I為溫度系數(shù)，J為模擬地區(qū)日平均交通量，K為平均軸載換算系數(shù)。

與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1)采用多因數(shù)控制的老化方式，與瀝青路面的實(shí)際服役狀況更加吻合。

2)瀝青路面模擬老化方法所得瀝青混合料抽提瀝青的性能與實(shí)際路面鉆芯取樣瀝青混合料抽提瀝青的性能更為接近。

3)瀝青路面模擬老化方法可以用于湖北地區(qū)瀝青路面養(yǎng)護(hù)時(shí)機(jī)的確定。

具體實(shí)施方式

以下實(shí)施例進(jìn)一步闡釋本發(fā)明的技術(shù)方案，但不作為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。

實(shí)施例1

以湖北某地區(qū)服役1年的路面為例進(jìn)行瀝青路面老化模擬，此路段的瀝青層厚A為20mm，年平均氣溫為16.3℃；年紫外輻照總量D為1.83×10⁸J/m²，多功能路面材料全壽命分析儀的紫外輻照強(qiáng)度C為73W/m²，服役年限n為1；最大降雨量E為280.6mm，多功能路面材料全壽命分析儀的噴淋降雨量F為80mm/d；車道系數(shù)G為0.4，輪跡分布系數(shù)H為56.8％，溫度系數(shù)I為0.417，日平均交通量J為20998，平均軸載換算系數(shù)K為0.1237。

1)按照常用級配稱取集料、礦粉和SBS改性瀝青(油石比為5.2)，按照規(guī)范要求成型瀝青混合料車轍試件。