[發明專利]一種測試和評估瀝青愈合性能的方法

有效

• 申請號: 202010419121.5
• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN111551457B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發明（設計）人: 李凌林;吳亦超
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 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任公司 34101
• 代理人: 盧敏

本發明公開了一種測試和評估瀝青愈合性能的方法，是先將待測瀝青通過PAV法進行老化，然后將PAV老化瀝青制成試樣并進行DSR愈合試驗，根據試驗結果計算偽剪切模量，并計算表征PAV老化瀝青愈合性能的愈合指數，再根據愈合指數預測待測瀝青的愈合速率及愈合潛能。通過本發明的方法，能夠確認不同損傷水平的瀝青的愈合速率和愈合能力，從而為新愈合材料的篩選和開發提供了一種有效的工具。

技術領域

本發明屬于瀝青材料性能檢測領域，具體涉及一種瀝青愈合性能的測試和評估方法。

背景技術

瀝青材料被廣泛用于高速公路、橋梁和機場跑道等的面層，疲勞開裂是瀝青的一種重要的損壞形式，其會導致路面結構的力學性能退化。瀝青材料本身具有部分或完全愈合裂縫的能力，然而在進行瀝青路面的設計和性能預測時通常沒有考慮到這種愈合能力，因此瀝青材料的力學性能退化通常被高估了。瀝青的愈合性能已經成為道路工程領域的研究熱點之一。

動態剪切流變儀(DSR)是按照美國公路戰略研究計劃(SHRP計劃)中的SuperPave相關標準，進行測試瀝青在給定溫度和荷載頻率下的動態剪切模量(G^*)和相位角(δ)的基本儀器。該儀器在瀝青的黏彈性、疲勞損傷和永久變形的研究中得到了廣泛使用。

目前尚未有評價瀝青愈合能力的有效方法。

發明內容

基于上述現有技術所存在的不足，本發明提供了一種有效的測試和評估瀝青愈合性能的方法。

為了達到以上目的，本發明采用如下技術方案：

一種測試和評估瀝青愈合性能的方法，其特點在于：先將待測瀝青通過PAV法進行老化，然后將PAV老化瀝青制成試樣并進行DSR愈合試驗，根據試驗結果計算偽剪切模量，并計算表征PAV老化瀝青愈合性能的愈合指數，再根據愈合指數預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、進行DSR愈合試驗

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％作為起始剪應變水平、以100％作為結束剪應變水平，進行線性幅度掃描(LAS)試驗，獲得剪應變水平與動態剪切模量及剪應變水平與相位角的關系曲線，從所得關系曲線中確定待測瀝青的閾值應變水平ε_t；

在關系曲線中，所述閾值剪應變水平是指動態剪切模量隨著剪應變水平的增加從保持穩定到開始降低、且相位角隨著剪應變水平的增加從保持穩定到開始增加時的剪應變水平。閾值剪應變水平時PAV老化瀝青試樣開始產生開裂。

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作為起始剪應變水平、以ε₁作為結束剪應變水平，ε₀＜ε₁＜(ε_t-0.2％)，進行無損線性幅度掃描(LAS)試驗，測得PAV老化瀝青試樣的無損動態剪切模量和無損相位角δ₀(即試樣在ε₀至ε₁區間內的平均動態剪切模量和平均相位角)；

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