[發(fā)明專利]一種“熱-光-水”耦合循環(huán)作用下瀝青室內(nèi)老化方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011556919.0
• 申請(qǐng)日: 2020-12-24
• 公開（公告）號(hào): CN112683767A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁峻;黃俊;徐雪松;王祥;許濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京林業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N17/00
• 分類號(hào): G01N17/00;G01N1/28
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供了一種“熱?光?水”耦合循環(huán)作用下瀝青室內(nèi)老化方法，屬于交通運(yùn)輸工程領(lǐng)域，包括以下步驟：(1)樣品制備：按照公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程規(guī)定的方法獲取短期老化瀝青的試樣；(2)根據(jù)道路所處區(qū)域，確定試驗(yàn)中熱(溫度)、紫外光(輻射強(qiáng)度)和水(降水量)這三個(gè)參數(shù)的強(qiáng)度等級(jí)；(3)將試樣放置于耐候儀中進(jìn)行“熱?光?水”耦合循環(huán)老化。本發(fā)明綜合考慮溫度、紫外線及水等因素，設(shè)計(jì)出室內(nèi)“熱?光?水”耦合循環(huán)作用試驗(yàn)以模擬實(shí)際路表瀝青所承受的長期老化環(huán)境。通過使用該老化方法可準(zhǔn)確獲取瀝青在實(shí)際環(huán)境下的老化變化規(guī)律，并可用來評(píng)判不同種類瀝青抗老化性能的優(yōu)劣。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種“熱-光-水”耦合循環(huán)作用下瀝青室內(nèi)老化方法，能準(zhǔn)確地反映瀝青在外界環(huán)境熱、光、水耦合循環(huán)作用下老化變化規(guī)律，得到瀝青的老化特性，屬于交通運(yùn)輸工程領(lǐng)域。

背景技術(shù)

我國東部地區(qū)氣候潮濕多雨，以江蘇省為例，江蘇省受季風(fēng)影響，春秋季較短，夏季時(shí)間偏長，7、8月持續(xù)高溫天氣，且雨熱同季、雨量充沛、降水集中。瀝青路面結(jié)構(gòu)完全暴露在自然環(huán)境中，直接經(jīng)受著太陽輻射、大氣輻射、外界氣溫及降雨等持續(xù)變化氣候的影響。瀝青路面在使用一段時(shí)間后，受光、熱、氧、水等環(huán)境因素影響，瀝青微尺度力學(xué)性質(zhì)(如彈性模量、黏附力等)顯著發(fā)生變化，從而造成宏觀尺度上瀝青的老化硬化現(xiàn)象，進(jìn)而影響瀝青路面的使用性能。

為使受老化影響的瀝青路面得到合理的養(yǎng)護(hù)再生，必須對(duì)瀝青的老化規(guī)律及老化機(jī)理進(jìn)行認(rèn)真分析及研究。雖然目前國內(nèi)外對(duì)瀝青在紫外光、熱等老化條件后的物理指標(biāo)變化，性能衰減以及老化前后組分變化進(jìn)行了一定的分析和研究，但都存在一定的局限性。瀝青路面在使用過程中經(jīng)受自然界多種環(huán)境因素相互耦合與循環(huán)作用，老化規(guī)律及機(jī)理非常復(fù)雜，不能僅研究紫外老化或熱老化的老化規(guī)律及老化機(jī)理。因此，在現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上，急需進(jìn)行瀝青耦合循環(huán)老化模擬試驗(yàn)，確定其耦合循環(huán)老化試驗(yàn)方法，對(duì)耦合循環(huán)老化機(jī)理進(jìn)行深入研究，為瀝青路面的養(yǎng)護(hù)再生提供科學(xué)有效的理論依據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容

為了彌補(bǔ)現(xiàn)行室內(nèi)長期老化方法存在的不足，本發(fā)明目的在于提供了一種“熱-光-水”耦合循環(huán)作用下瀝青室內(nèi)老化方法，該方法可以有效、方便、準(zhǔn)確地模擬瀝青路面在承受高溫、多雨、紫外線劇烈輻射環(huán)境下的老化規(guī)律。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一種“熱-光-水”耦合循環(huán)作用下瀝青室內(nèi)老化方法，包括以下步驟：

(1)樣品制備：按《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》(JTG E20-2011)中T0610-2011瀝青旋轉(zhuǎn)薄膜加熱試驗(yàn)規(guī)程進(jìn)行短期老化，將試樣盤(4)(內(nèi)徑φ140mm×深h9.5mm)放在天平上，向盤中加入(50±0.5)g經(jīng)短期老化后的瀝青，攤鋪成3.0-3.4mm厚的瀝青膜；

(2)確定熱(溫度)、紫外光老化(輻射強(qiáng)度)、水(降水量)：根據(jù)查詢中國氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)，全國地區(qū)夏季高溫溫度可劃分為10℃～20℃，20℃～30℃，30℃～40℃三個(gè)范圍，路表無風(fēng)時(shí)瀝青路面表面溫度較氣溫增加約23～30℃，因此瀝青路面表面溫度在太陽輻射下溫度可分為40℃～50℃，50℃～60℃和60℃～70℃三個(gè)梯度范圍，選取的梯度代表值為50℃，60℃和70℃；全國紫外線輻射強(qiáng)度劃分為20～25×10³J/cm²·a，25～35×10³J/cm²·a和35～50×10³J/cm²·a三個(gè)梯度范圍，選取的梯度代表值為25×10³J/cm²·a，35×10³J/cm²·a和50×10³J/cm²·a；中國西北部累年日平均降水量基本都在0～2mm，氣候較為干燥；南方地區(qū)累年日平均降水量大，約4～6mm，氣候較為潮濕；其余地區(qū)累年日平均降水量在2～4mm左右，所以全國累年日平均降水量可分為0～2mm，2～4mm和4～6mm三個(gè)梯度范圍，選取的梯度代表值為2mm，4mm和6mm。根據(jù)道路所處區(qū)域的環(huán)境，確定溫度，輻射強(qiáng)度和降水量對(duì)應(yīng)的梯度范圍，選取相應(yīng)的梯度代表值；