[發(fā)明專利]基于耗散能的瀝青抗老化性能評價方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910060030.4
• 申請日: 2019-01-22
• 公開（公告）號: CN109765128B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發(fā)明（設計）人: 呂大春;劉斌清;王鵬;葉超強;徐國棟;韋毅;黃澤國;黃慧
• 申請（專利權）人: 廣西交科集團有限公司
• 主分類號: G01N3/32
• 分類號: G01N3/32;G01N1/28;G01N1/44
• 代理公司: 廣西南寧公平知識產權代理有限公司 45104
• 代理人: 楊立華

本發(fā)明公開了一種基于耗散能的瀝青抗老化性能評價方法，通過測定瀝青老化前后耗散能的變化，計算短期老化耗散能比、長期老化耗散能比及老化程度比，并以此為指標對瀝青抗老化能力強弱進行評價。該法測試時間短、精度高、物理力學理論明確、指標與瀝青老化組分變化密切相關，同時考慮了抗老化能力衰減過程，避免了現(xiàn)行規(guī)范中從宏觀層次上評價瀝青抗老化性能受人為因素干擾大、力學理論不明確等因素的影響或采用微觀評價手段時，使用的儀器昂貴、專業(yè)水平要求高，制樣水平對試驗結果影響大等不利影響。因此應用本發(fā)明采用耗散能比和老化程度比作為評價指標可以更好、更準確地評價出不同瀝青的抗老化能力，為瀝青路面耐久性評價提供新的方法和參數(shù)。

技術領域

本發(fā)明屬于瀝青抗老化性能評價技術領域，尤其涉及一種基于耗散能的瀝青抗老化性能評價方法。

背景技術

近年來，隨著我國經濟的高速發(fā)展，全國各省在高速公路的建設領域取得了長足的發(fā)展，全國高速公路網基本建成，其中瀝青路面占了大部分。良好的瀝青路面不但具有合理的路面結構設置和材料組成設計，而且還必須具備良好的瀝青性能，其中，瀝青的抗老化能力是其中最重要的性能之一，有關瀝青的老化特性研究一直是道路建筑材料領域內的熱點問題之一。瀝青老化是指瀝青從煉油廠出廠后，在存儲、運輸、施工的過程中，由于長時間受到周圍環(huán)境因素(如紫外線、水、氧氣等)作用的影響發(fā)生一系列的揮發(fā)、氧化等物理化學過程，導致瀝青的路用性能下降。瀝青老化是一個緩慢發(fā)生的過程，它決定瀝青路面的使用壽命和瀝青路面的耐久性。瀝青老化分為短期老化和長期老化，短期老化是指瀝青在運輸、施工拌合、鋪筑過程中的老化，長期老化是指瀝青路面在長期使用過程中，受到水分、紫外線、氧氣的長期作用，引起瀝青性質發(fā)生根本的變化，直接影響到路面的耐久性。

能量耗散理論是一種研究遠離平衡態(tài)的開放系統(tǒng)從無序到有序的演化規(guī)律的理論。瀝青是一種十分復雜的黏彈性材料，可以看作一個遠離平衡態(tài)的開放系統(tǒng)，通過施加應力可以改變這個系統(tǒng)的能量損耗和恢復。瀝青的耗散能是指在固定應力、溫度及頻率下瀝青的黏性流動產生的能量損耗，其值可用循環(huán)加載作用下應力應變圍成的滯后環(huán)面積表示。耗散能代表瀝青在受到外力作用時能量的耗散大小，耗散能越小，代表瀝青黏性流動越困難。這與瀝青老化過程中的輕質組分減少，瀝青質含量增加密切相關。

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種科學合理、準確有效的基于耗散能的瀝青抗老化性能評價方法。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用以下技術問題：

基于耗散能的瀝青抗老化性能評價方法，通過測定瀝青老化前后耗散能的變化，計算短期老化耗散能比、長期老化耗散能比及老化程度比，并以此為指標對瀝青抗老化能力強弱進行評價。

上述基于耗散能的瀝青抗老化性能評價方法，首先將瀝青分別進行短期老化試驗和長期老化試驗，然后分別澆制原樣、短期老化、長期老化后的扁平圓形試樣進行循環(huán)加載的滯后環(huán)試驗，在固定應力峰值、頻率及溫度水平下，對試樣施加正弦波應力，獲得應力-應變曲線，計算出不同老化狀態(tài)下的滯后環(huán)面積；最后分別計算短期老化耗散能比、長期老化耗散能比及老化程度比，并以此作為評價瀝青抗老化能力強弱的指標。

上述基于耗散能的瀝青抗老化性能評價方法，按以下步驟操作進行：

(1)將待測的原樣瀝青分別進行旋轉薄膜烘箱試驗和壓力老化試驗；

(2)將步驟(1)中得到不同老化程度的瀝青融化，分別澆制原樣、短期老化、長期老化后的25mm和8mm扁平圓形試樣，分成A組、B組及C組；

(3)在固定的應力峰值、頻率及溫度水平下，分別對澆制的三組不同老化程度25mm瀝青試樣進行滯后環(huán)試驗，獲得循環(huán)加載作用下應力應變的數(shù)據(jù)；

(4)將步驟(3)得到的應力應變數(shù)據(jù)導出，繪制應變-應力圖形，并分別計算出不同老化程度瀝青試樣的應變-應力包圍成的圖形面積，即W_O、W_R、W_P；