[發(fā)明專利]一種瀝青低溫抗裂性能的評價方法

有效

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• 申請日: 2016-05-31
• 公開（公告）號: CN106018463B
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐東;徐波;蔡明;陳少華;侯鐵;朱秀蘭;林翰;王波;王少峰;林有心;姜紅宇;孫國慶;李雪雁
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市市政設(shè)計研究院有限公司
• 主分類號: G01N25/14
• 分類號: G01N25/14
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司44205
• 代理人: 唐致明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于瀝青性能評價技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種瀝青低溫抗裂性能的評價方法。

背景技術(shù)

瀝青路面的開裂是國內(nèi)外道路界普遍關(guān)注的問題，其危害在于使水分沿裂隙浸入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部，從而使路面基層和路基發(fā)軟，路面結(jié)構(gòu)承載力下降，在行車荷載作用下產(chǎn)生唧泥、沖刷，界面層出現(xiàn)局部脫空，最終導(dǎo)致路面發(fā)生網(wǎng)裂與坑槽，嚴(yán)重地影響車輛的行駛質(zhì)量，大大地降低了路面的使用壽命。

瀝青路面的裂縫包括荷載裂縫與非荷載裂縫。由荷載產(chǎn)生的裂縫在我國一些超載嚴(yán)重的高等級公路行車道經(jīng)常遇見，現(xiàn)多以控制疲勞破壞為核心內(nèi)容。而另一類裂縫，即非荷載型的低溫收縮裂縫和半剛性基層所引起的反射裂縫卻普遍存在，已引起了相當(dāng)?shù)年P(guān)注，眾所周知，這兩種裂縫與瀝青及瀝青混合料的抗裂性能密切相關(guān)。近年來，國內(nèi)外開展了較多的研究工作，其中，很多研究主要以瀝青面層低溫開裂為主要研究目標(biāo)。

自20世紀(jì)60年代加拿大率先對瀝青面層的低溫縮裂進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)查研究以來，路面抗裂與材料低溫性能指標(biāo)一直是國際道路學(xué)界的重要研究內(nèi)容，近20年來在研究與應(yīng)用領(lǐng)域更是取得了突破性的進(jìn)展。已取得共識的是：控制瀝青與瀝青混合料的低溫性能，建立相關(guān)低溫性能指標(biāo)與容許值，是瀝青面層低溫開裂設(shè)計的關(guān)鍵措施。而瀝青路面的低溫抗裂性能主要取決于瀝青結(jié)合料的低溫拉伸特性，瀝青結(jié)合料的性能起著特別重要的作用，相關(guān)文獻(xiàn)表明，其貢獻(xiàn)率達(dá)到90％，因此對瀝青面層低溫開裂的研究應(yīng)以瀝青低溫性能指標(biāo)的控制為主。

通過對國內(nèi)外瀝青低溫評價指標(biāo)的分析，當(dāng)前的常規(guī)低溫指標(biāo)在力學(xué)機理、試驗結(jié)果區(qū)分度及與路面相關(guān)度等方面仍存在一定的不足，很多方面不盡合理；SHRP指標(biāo)能較好的評價基質(zhì)瀝青的低溫性能，而對改性瀝青卻不能作出很好的評價，并且SHRP指標(biāo)采用蠕變特性來分級，認(rèn)為蠕變性能可以替代破壞性能，但研究表明蠕變性能和破壞性能的相關(guān)性不是很好。在現(xiàn)階段，當(dāng)前現(xiàn)有的低溫指標(biāo)不能對瀝青的低溫性能作出比較明確的表征，很有必要提出一個更加簡便直觀的指標(biāo)對瀝青性能進(jìn)行評價。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種瀝青低溫抗裂性能的評價方法。

本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：

一種瀝青低溫抗裂性能的評價方法，包括以下步驟：

S1：取或制備底座和不脹圓環(huán)，所述底座中間具有一環(huán)形槽，所述不脹圓環(huán)緊密套在所述環(huán)形槽的內(nèi)環(huán)壁上，所述底座在所述環(huán)形槽的外環(huán)壁上設(shè)有一突觸，所述突觸為水平設(shè)置于所述環(huán)形槽的外環(huán)壁上的圓柱體形突觸；

S2：加熱瀝青，將其澆入所述不脹圓環(huán)與所述環(huán)形槽外環(huán)壁之間的環(huán)形空間，冷卻成型，得到瀝青圓環(huán)；

S3：降溫，直至所述瀝青圓環(huán)斷裂，檢測并記錄溫度值和不脹圓環(huán)在對應(yīng)突觸的位置的瞬時應(yīng)變值。

在一些具體的實施方式中，在所述S1和S2之間還包括在所述不脹圓環(huán)的外側(cè)壁和所述環(huán)形槽的內(nèi)側(cè)壁均勻涂抹潤滑劑的步驟。

在一些具體的實施方式中，所述S3的具體步驟為：在與所述突觸相對的所述不脹圓環(huán)的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)置應(yīng)變傳感器，在底座上設(shè)置溫度傳感器，將底座、不脹圓環(huán)連同所述瀝青圓環(huán)一起放入降溫裝置中，預(yù)熱，然后控制降溫裝置以穩(wěn)定速率降溫，直至所述瀝青圓環(huán)斷裂，檢測并記錄溫度值和不脹圓環(huán)在對應(yīng)突觸的位置的瞬時應(yīng)變值。

在進(jìn)一步優(yōu)選的實施方式中，所述S3后還包括S4：繪制檢測得到的瞬時應(yīng)變值隨溫度變化曲線，瞬時應(yīng)變值發(fā)生跳躍時，對應(yīng)的溫度值即為瀝青材料的斷裂時的溫度，即環(huán)裂溫度。

在一些具體的實施方式中，所述圓柱體形突觸的直徑可根據(jù)公式(I)確定：

式中，S表示所述圓柱形突觸的直徑，h表示所述圓柱形突觸的高度；R₁表示所述不脹圓環(huán)的外環(huán)半徑；所述H表示所述瀝青圓環(huán)的高度；d根據(jù)公式(II)確定：

式中，α_瀝為瀝青的線膨脹系數(shù)；α_NECR為不脹圓環(huán)的線膨脹系數(shù)；ΔT為降溫幅度；R₁為所述不脹圓環(huán)的外環(huán)半徑；R₂為所述瀝青圓環(huán)的外環(huán)半徑；式中，參數(shù)ε_A通過公式(III)確定：

ε_A＝(α_瀝+M·α_集)·ΔT﹣M·ε_集 (III)

式中，ΔT為降溫幅度；α_瀝為瀝青的線膨脹系數(shù)；M為集料與瀝青一維的長度比；α_集為集料的線膨脹系數(shù)；ε_集為集料的應(yīng)變。