[發明專利]瀝青膠結料低溫性能與瀝青混合料低溫性能關系確定方法

在審

• 申請號: 202010142488.7
• 申請日: 2020-03-04
• 公開（公告）號: CN111272575A
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 付興勝;任俊達;朱建平;劉婧一;黃碩磊;李卓琳;劉楠;吳耀東;李洪斌;李明光;霍繼輝;王森;侯震;韓冰;戴康喻;張冶
• 申請（專利權）人: 遼寧省交通科學研究院有限責任公司
• 主分類號: G01N3/18
• 分類號: G01N3/18
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 李珉

瀝青膠結料低溫性能與瀝青混合料低溫性能關系確定方法，包括以下步驟：步驟1，采用彎曲梁流變儀進行瀝青膠結料低溫性能試驗；步驟2，計算不同溫度下瀝青膠結料的蠕變勁度模量以及蠕變速率；步驟3，采用旋轉壓實成型法制作試件；步驟4，安裝橫向針式電磁位移傳感器和豎向針式電磁位移傳感器，用于測定兩個方向的位移變化；步驟5，安裝試件；步驟6，通過材料試驗系統給試件施加靜態荷載，得到瀝青混合料的蠕變柔量和泊松比；步驟7，將步驟2得到的瀝青膠結料蠕變勁度模量與步驟6得到的瀝青混合料蠕變柔量進行對比分析，得到關系式。通過本發明方法建立瀝青膠結料與瀝青混合料低溫性能的關系，實現瀝青路面低溫性能驗收方法的簡便準確化。

技術領域

本發明屬于瀝青路面低溫抗裂性能驗證技術領域，具體涉及瀝青膠結料低溫性能與瀝青混合料低溫性能關系確定方法。

背景技術

瀝青路面低溫縮裂不僅在寒冷地區而且在溫暖地帶也是十分普遍，是目前世界上尚未完全解決的一種道路病害，它的產生不僅破壞了路面的連續性和整體性，也影響路面的美觀，而且往往使路況進一步惡化，在車輛荷載和水的共同作用下加劇裂縫的發展和擴大，以至形成大面積的龜裂和網裂，嚴重地危及道路的使用質量和壽命。

季節性冰凍地區的瀝青面層，由于低溫收縮受到約束而引起的橫向開裂，是瀝青和瀝青混合料的變形性質與環境溫度的變化(低溫和降溫速率)不相適應所產生的。在給定的環境溫度條件下，對瀝青面層低溫縮裂的出現及其開裂密度(開裂量)的控制，主要依賴于選用與環境溫度相適應的瀝青和瀝青混合料，瀝青路面的結構特性(瀝青面層厚度、齡期和路基類型)僅影響瀝青面層低溫縮裂的開裂量。

瀝青的低溫性能是影響瀝青面層低溫縮裂的關鍵因素，而瀝青混合料的低溫性能對瀝青面層的低溫縮裂有很大程度的影響。評價瀝青混合料低溫性能的主要指標為低溫蠕變勁度(蠕變柔度)、低溫抗拉強度和溫度收縮系數。由這三項參數可以計算分析瀝青混合料的臨界開裂溫度，并與當地的路面最低溫度比較后判斷該瀝青混合料的性能能否滿足要求。

目前，在新版《公路瀝青路面設計規范》(JTG D50-2017)中，明確規定了在路面設計階段要低溫性能的驗算，其最重要的參數是采用瀝青的低溫蠕變勁度模量，而在已鋪筑完成的路面中，在對瀝青路面低溫性能進行驗證時，由于測試表面層瀝青膠結料的低溫彎曲勁度模量要對路面表面層進行鉆芯取樣，并對瀝青進行抽提、蒸餾后才能進行瀝青膠結料試驗，操作流程較為繁瑣，且抽提后的瀝青中會殘留部分三氯乙烯，該種方法對于鋪筑后路面的適用性較差，影響了試驗結果的準確性。鑒于此，提出了瀝青膠結料低溫性能與瀝青混合料低溫性能關系確定方法。

發明內容

本發明的目的是建立一種現場取芯芯樣的路面低溫抗裂性能驗證方法，建立瀝青低溫性能與瀝青混合料低溫性能的關系，從而采用瀝青混合料試件的低溫性能來評價瀝青膠結料的低溫性能，解決測試表面層瀝青膠結料的低溫彎曲勁度模量對于鋪筑后路面的適用性較差的情況，實現瀝青路面低溫性能驗收方法的簡便化、準確化。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

瀝青膠結料低溫性能與瀝青混合料低溫性能關系確定方法，包括以下步驟：

步驟1，采用彎曲梁流變儀進行瀝青膠結料低溫性能試驗，將瀝青膠結料制作成瀝青梁，通過彎曲梁流變儀對瀝青梁施加恒定荷載，并通過計算機采集系統控制并記錄整個試驗過程中瀝青梁的試驗荷載及跨中撓度隨時間的變化情況；應用彈性梁體理論，計算出瀝青梁的蠕變勁度模量(S)和蠕變速率(m)，其中，蠕變勁度模量是在一定的溫度和時間下，應力與應變的比值；蠕變速率是勁度對數和時間對數曲線上任一時間的斜率；

步驟2，對瀝青梁在不同的測試溫度條件下進行低溫彎曲梁流變試驗；試驗應滿足：60s的蠕變勁度模量不得超過300MPa，蠕變速率值應大于或等于0.3；計算不同的測試溫度下瀝青膠結料的蠕變勁度模量以及蠕變速率；