[發明專利]一種瀝青紫外老化縱向深度的測試方法

有效

• 申請號: 201710437576.8
• 申請日: 2017-06-12
• 公開（公告）號: CN107356516B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 趙之杰;曾文博;趙美玲;吳少鵬;劉全濤
• 申請（專利權）人: 北京新橋技術發展有限公司;武漢理工大學;交通運輸部公路科學研究所
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 曹鵬飛

本發明涉及一種瀝青紫外老化縱向深度的測試方法。該測試方法首先將瀝青倒入圓形玻璃皿中置入紫外老化箱中進行紫外老化實驗；紫外老化實驗后，采用二硫化碳溶液對紫外老化瀝青的面層進行逐層剝離；然后將剝離的瀝青二硫化碳溶液放至烘箱加熱，以去除瀝青溶液中的二硫化碳溶劑，計算剝離的瀝青膜的厚度；再分別利用動態流變剪切儀(DSR)、傅里葉紅外光譜儀(FTIR)對逐層剝離的瀝青進行復合模量和羰基因子測試，根據逐層剝離的瀝青性能變化來判斷瀝青的紫外老化深度。

技術領域

本發明屬道路建筑材料領域，具體涉及瀝青紫外老化深度的測試方法。

背景技術

瀝青的組分復雜，其是由芳香分、飽和分、瀝青質、膠質等類高分子材料組成的復雜化合物。在溫度、紫外線等的作用下，瀝青會被逐漸氧化。由于其氧化導致的分子量變大、化學組分重組，會導致瀝青的力學和物理性能改變。一般而言，瀝青的老化基本可以分為兩個共同的過程，一是瀝青輕質組分(芳香分、飽和分)的揮發過程，二是芳香分轉變成為膠質、膠質成為瀝青質的過程。總體而言，老化后的瀝青強度會得到增大，在高溫使用時，彈性恢復能力會變得更強。因此在夏季瀝青路面使用時，瀝青路面抵抗變形的能力會得到提高。老化瀝青路面對于諸如車轍、形變等病害具有良好的抵抗能力。但是，在瀝青老化變硬的同時，其柔性大幅降低。表現在物理性能上即形變能力變差。在低溫時，老化瀝青路面內部溫度應變和車轍應變的雙重作用使得瀝青路面極易產生諸如疲勞開裂、裂紋、網裂、剝落等病害。

因此，為了模擬瀝青的老化過程并預測瀝青在實際使用過程中的性能變化，國內外學者廣泛應用了熱氧短期老化(旋轉薄膜老化和薄膜烘箱老化)、熱氧長期老化(壓力老化)和瀝青混合料熱氧加速老化來模擬瀝青及其混合料的熱氧老化過程。但是在瀝青路面的實際服役過程中，瀝青不僅僅遭受著溫度、氧氣的作用，同時由于紫外線的存在，其較高的能量能激發瀝青至較高的能態，會使得瀝青中的化學鍵斷裂，從而在氧氣的作用下發生光氧老化反應。但是在國內外的紫外老化模擬研究中，并未有關于瀝青紫外老化縱向深度的報道。而瀝青紫外老化縱向深度的測定，對于開展瀝青的紫外老化模擬研究至關重要。因此，確定瀝青的在紫外線作用下的老化縱向深度是道路工程領域亟待解決的重要問題。

發明內容

為了確定瀝青在紫外老化過程中的縱向老化深度，本發明提出了一種瀝青紫外老化縱向深度的測試方法。

本發明的方案是：首先利用二硫化碳層狀剝離方法，將紫外老化后的瀝青樣品從老化面層逐漸向下面層進行多次剝離，以得到不同層位的老化瀝青；然后利用分別利用動態流變剪切儀(DSR)和傅里葉紅外光譜儀對逐層剝離的瀝青進行復合模量和羰基因子的測試；最后根據逐層剝離的瀝青性能變化(與原樣瀝青性能對比) 來判斷瀝青的紫外老化深度。上述方案的具體步驟如下：

該測試方法首先將加熱至流動狀態的瀝青倒入直徑為9cm的圓形玻璃皿中，使瀝青液面高于玻璃皿1mm左右；采用普通紙對圓形玻璃皿側面進行多層包裹，防止紫外光從側面輻照至瀝青試樣；完成紫外老化實驗后，采用二硫化碳溶液對紫外老化瀝青的面層進行逐層剝離后，將瀝青溶液倒入準備好的方形蠟紙盒中放至烘箱中，使二硫化碳溶劑完全揮發后得到剝離的瀝青樣品；再分別利用動態流變剪切儀 (DSR)和傅里葉紅外光譜儀(FTIR)對逐層剝離的瀝青進行復合模量和羰基因子測試，根據逐層剝離的瀝青性能變化(與原樣瀝青性能對比)來判斷瀝青的紫外老化深度。

所述的普通紙對圓形玻璃皿側面進行多層包裹，其采用的普通紙層數取決于普通紙對于紫外線的隔絕效率，應采用紫外光輻照計對其進行紫外光透過率實驗。如將三層普通紙疊放至紫外光輻照計探頭上方，若紫外光輻照計仍能檢測到紫外線的存在，則增加普通紙層數直至紫外光輻照計無法檢測出紫外線，建議采用此層數的普通紙對圓形玻璃皿側面進行包裹，以隔絕瀝青樣品側邊的紫外老化作用。

所述的方形蠟紙盒，在采用二硫化碳對紫外老化瀝青的面層進行逐層剝離之前，應準備好若干個邊長為5cm～8cm，高為1cm～2cm的方形蠟紙盒，將蠟紙光滑面向內，作為剝離瀝青溶液的載體，并稱重記其質量為M₁。