[發(fā)明專利]一種測試和評估瀝青愈合性能的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010419121.5
• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN111551457B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李凌林;吳亦超
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01N3/32
• 分類號: G01N3/32;G01N33/42
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責(zé)任公司 34101
• 代理人: 盧敏

1.一種測試和評估瀝青愈合性能的方法，其特征在于：先將待測瀝青通過PAV法進(jìn)行老化，然后將PAV老化瀝青制成試樣并進(jìn)行DSR愈合試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算偽剪切模量，并計(jì)算表征PAV老化瀝青愈合性能的愈合指數(shù)，再根據(jù)愈合指數(shù)預(yù)測待測瀝青的愈合速率及愈合潛能，具體包括如下步驟：

步驟1、制備PAV老化瀝青試樣

將待測瀝青通過PAV法進(jìn)行老化，獲得PAV老化瀝青，儲存于罐中備用；

將儲存于罐中的PAV老化瀝青置于165℃的烘箱中加熱30分鐘，然后分散到DSR試驗(yàn)專用的試件成型模具中，形成若干直徑8mm、高度2mm的圓柱體PAV老化瀝青試樣；

步驟2、進(jìn)行DSR愈合試驗(yàn)

步驟21、取步驟1制作的PAV老化瀝青試樣，在20℃和10Hz加載頻率條件下，以0.1％作為起始剪應(yīng)變水平、以100％作為結(jié)束剪應(yīng)變水平，進(jìn)行線性幅度掃描試驗(yàn)，獲得剪應(yīng)變水平與動態(tài)剪切模量及剪應(yīng)變水平與相位角的關(guān)系曲線，從所得關(guān)系曲線中確定待測瀝青的閾值剪應(yīng)變水平ε_t；

步驟22、取另一組步驟1制作的PAV老化瀝青試樣，在20℃和10Hz加載頻率條件下，以ε₀作為起始剪應(yīng)變水平、以ε₁作為結(jié)束剪應(yīng)變水平，ε₀＜ε₁≤(ε_t-0.2％)，進(jìn)行無損線性幅度掃描試驗(yàn)，測得PAV老化瀝青試樣的無損動態(tài)剪切模量和無損相位角δ₀；

步驟23、繼續(xù)對步驟22中的PAV老化瀝青試樣進(jìn)行愈合試驗(yàn)，包括第一段應(yīng)變控制的時間掃描疲勞試驗(yàn)、中間的卸載期和第二段應(yīng)變控制的時間掃描疲勞試驗(yàn)，具體為：

設(shè)定所需的荷載循環(huán)次數(shù)n和剪應(yīng)變水平ε₂，ε₂≥(ε_t+0.2％)，將步驟22中的PAV老化瀝青試樣在20℃和10Hz加載頻率條件下，進(jìn)行第一段應(yīng)變控制的時間掃描疲勞試驗(yàn)，測得在第n次荷載循環(huán)時PAV老化瀝青試樣的有損動態(tài)剪切模量和有損相位角δ_D；

第一段應(yīng)變控制的時間掃描疲勞試驗(yàn)后，移除荷載，使PAV老化瀝青試樣進(jìn)入卸載愈合階段，荷載卸載期的時間設(shè)為(Δt)_h；

卸載期之后，按照與第一段應(yīng)變控制的時間掃描疲勞試驗(yàn)一致的參數(shù)，進(jìn)行第二段應(yīng)變控制的時間掃描疲勞試驗(yàn)，測得在第5～10次荷載循環(huán)時PAV老化瀝青試樣的有損動態(tài)剪切模量和有損相位角δ_H；

步驟24、重復(fù)實(shí)驗(yàn)

將步驟22與步驟23重復(fù)進(jìn)行三次，計(jì)算三次實(shí)驗(yàn)所得δ₀、δ_D、和δ_H的平均值和相對偏差；

當(dāng)任意動態(tài)剪切模量的相對偏差大于10％或任意相位角的相對偏差大于5％時，重新進(jìn)行步驟22、23、24；

步驟3、以偽剪切模量計(jì)算表征PAV老化瀝青愈合性能的愈合指數(shù)

以S₀表示PAV老化瀝青試樣在第一段應(yīng)變控制的時間掃描疲勞試驗(yàn)開始時的偽剪切模量，其值為1；

按照公式(1)計(jì)算PAV老化瀝青試樣在第一段應(yīng)變控制的時間掃描疲勞試驗(yàn)結(jié)束時的偽剪切模量S_D：

按照公式(2)計(jì)算PAV老化瀝青試樣在第二段應(yīng)變控制的時間掃描疲勞試驗(yàn)開始時的偽剪切模量S_H：

式中G_R為參考剪切模量，其值為1；

按照公式(3)計(jì)算PAV老化瀝青的愈合指數(shù)％HI：

步驟4、建立愈合速率模型

通過設(shè)定步驟23中(Δt)_h的數(shù)值，獲得一系列(Δt)_h所對應(yīng)的愈合指數(shù)％HI，畫出相關(guān)愈合曲線圖，按照公式(4)建立愈合速率模型：

對所述公式(4)進(jìn)行積分，獲得公式(5)：

式中，h_β分別表示PAV老化瀝青的短期愈合速率、長期愈合速率及愈合潛能；

根據(jù)一系列(Δt)_h所對應(yīng)的愈合指數(shù)％HI，結(jié)合公式(5)，通過最小二乘回歸方法計(jì)算獲得及h_β，從而預(yù)測待測瀝青的愈合速率及愈合潛能。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：(Δt)_h分別設(shè)為5s、10s、0.5min、1min、2min、5min、10min、20min、40min和2h。