[發明專利]一種瀝青混合料水氣運動參數計算方法、存儲介質及系統

有效

• 申請號: 202011434387.3
• 申請日: 2020-12-10
• 公開（公告）號: CN112699529B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 黃婷婷;羅蓉;涂崇志
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/13;G16C60/00;G06F113/08
• 代理公司: 武漢智嘉聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 42231
• 代理人: 陳建軍

本發明涉及一種瀝青混合料水氣運動參數計算方法，其包括步驟，制備并成型圓柱體的待測瀝青混合料試件；對瀝青混合料試件進行干燥處理，并置于磁懸浮重量平衡系統中開展積聚型水氣運動試驗，獲取瀝青混合料試件吸收水氣質量隨時間的變化數據；基于獲取的瀝青混合料試件吸收水氣質量隨時間的變化數據，建立描述瀝青混合料內部水氣擴散和吸附的三維水氣運動模型。本發明還提供一種存儲介質及瀝青混合料水氣運動參數計算系統，本發明提供的瀝青混合料水氣運動參數計算方法、存儲介質及系統可更加準確的描述瀝青混合料內水氣運動特性的理論計算方法，從而為研究瀝青混合料水損害機理提供理論基礎。

技術領域

本發明涉及道路工程領域，尤其涉及一種瀝青混合料水氣運動參數計算方法、存儲介質及系統。

背景技術

水損害作為瀝青路面早期病害形式之一，嚴重影響道路的服役壽命，造成社會和經濟損失，因此研究瀝青路面水損害形成原因及評價指標，對指導瀝青路面設計與施工具有十分重要的意義。現階段瀝青路面水損害研究主要集中在液態水引發的各種破壞上，國內外瀝青混合料設計方法中以瀝青混合料浸水或者凍融前后的力學指標比作為評價其水穩定性的指標。但是大量干旱地區的工程實例標明，水氣也是引發瀝青路面的水損害重要原因。干旱地區瀝青路面周圍環境和路基、土基內部水分以氣態形式在瀝青混合料中運動并積聚是引發水損害的關鍵因素，水分子在外界濕度、溫度、混合料內部結構等因素的影響下氣化并擴散，在此過程中水氣不斷攜帶水分子進入到瀝青混合料內部，附著在瀝青膜上或穿透瀝青膜進入到瀝青與集料界面間，從而降低瀝青膜自身的內聚結合能或瀝青與集料界面之間的粘附結合能，引起瀝青膜的內聚破壞或瀝青與集料之間的粘聚破壞，進而導致瀝青路面產生水損害。

已有相關研究基于理想的菲克擴散，建立了嚴謹的三維水氣運動模型，提出采用擴散系數和保水度作為評價瀝青混合料水氣運動特性的指標，但是這一體系的建立前提是瀝青混合料內部的水氣運動符合理想菲克擴散，即不發生水分子吸附與聚集，這與瀝青混合料中的水氣存在形式存在一定的差異。

為此，現階段急需一種更加準確的描述瀝青混合料內水氣運動特性的理論計算方法，從而為研究瀝青混合料水損害機理提供理論基礎。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種瀝青混合料水氣運動參數計算方法、存儲介質及系統解決準確的描述瀝青混合料內水氣運動特性的理論的問題。

為了達到上述目的，本發明解決技術問題的技術方案是提供一種瀝青混合料水氣運動參數計算方法，其包括步驟：制備并成型圓柱體的待測瀝青混合料試件；對瀝青混合料試件進行干燥處理，并置于磁懸浮重量平衡系統中開展積聚型水氣運動試驗，獲取瀝青混合料試件吸收水氣質量隨時間的變化數據；基于獲取的瀝青混合料試件吸收水氣質量隨時間的變化數據，建立描述瀝青混合料內部水氣擴散和吸附的三維水氣運動模型。

進一步，所述對瀝青混合料試件進行干燥處理，并置于磁懸浮重量平衡系統中開展積聚型水氣運動試驗，獲取瀝青混合料試件吸收水氣質量隨時間的變化數據包括步驟：進行試驗準備；進行試驗；對獲取的數據進行處理。

進一步，所述進行試驗包括步驟：稱取真空環境下樣品桶的質量；將瀝青混合料試件放置在樣品桶里，對反應腔進行抽真空處理，并不斷稱量樣品桶和試件質量，直至質量保持恒定；設置試驗溫度和水氣壓力。

進一步，所述基于獲取的瀝青混合料試件吸收水氣質量隨時間的變化數據，建立描述瀝青混合料內部水氣擴散和吸附的三維水氣運動模型包括步驟：通過移動態水分子滿足菲克擴散定律得到三維水氣擴散基本模型；確定初始條件和邊界條件；進行拉普拉斯變換和逆變換；建立三維水氣擴散模型。

進一步，所述建立三維水氣擴散模型包括步驟：分離變量；施加邊界條件和初始條件；積分求解水氣質量。

進一步，所述對獲取的數據進行處理指通過對試驗數據進行處理，得到瀝青混合料中的水氣擴散、積聚等參數。