[發(fā)明專(zhuān)利]一種判別瀝青混合料中瀝青老化程度的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011630614.X
• 申請(qǐng)日: 2020-12-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112630419B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉黎萍;邢成煒;孫立軍;李明宸
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N33/42
• 分類(lèi)號(hào): G01N33/42
• 代理公司: 北京蕙識(shí)同聯(lián)專(zhuān)利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11966
• 代理人: 趙雪

本發(fā)明公開(kāi)了一種判別瀝青混合料中瀝青老化程度的方法，該方法包括以下步驟：一、制備瀝青混合料中瀝青的凝膠滲透色譜測(cè)試樣本；二、采集老化后瀝青混合料中瀝青的凝膠滲透色譜曲線圖；三、對(duì)采集到的色譜圖定量分析，得到瀝青中大分子組分含量；四、利用瀝青中大分子組分含量與宏觀針入度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，進(jìn)行瀝青老化程度及老化等級(jí)的劃分。本發(fā)明借助凝膠滲透色譜技術(shù)直接對(duì)瀝青混合料中瀝青的老化程度進(jìn)行了測(cè)定，操作簡(jiǎn)單易行，避免了復(fù)雜的抽提回收過(guò)程對(duì)時(shí)間的消耗以及對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響，為混合料中瀝青老化程度的判別提供了一種新的研究方法和思路。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于道路工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種判別瀝青混合料中瀝青老化程度的方法。

背景技術(shù)

我國(guó)高等級(jí)公路建設(shè)已進(jìn)入“養(yǎng)護(hù)為主，建設(shè)為輔”的新階段，公路養(yǎng)護(hù)維修的任務(wù)日益繁重，同時(shí)為適應(yīng)建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的需求，瀝青路面再生技術(shù)已成為我國(guó)高等級(jí)路面養(yǎng)護(hù)維修、翻修重建的主流技術(shù)。再生技術(shù)的根本目的是最大程度發(fā)揮舊料的“剩余價(jià)值”，促進(jìn)路面材料的循環(huán)再利用。因此，舊料性能評(píng)價(jià)是瀝青路面再生技術(shù)的基礎(chǔ)關(guān)鍵步驟，同時(shí)也是分析路面使用性能衰變規(guī)律及早期路面破壞原因的關(guān)鍵影響因素。

國(guó)內(nèi)外對(duì)舊料中瀝青老化程度的判別，主要是先用溶液抽提回收老化瀝青，然后測(cè)試單一瀝青的常規(guī)性能指標(biāo)來(lái)判別瀝青的老化程度。我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范JTG E20-2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》推薦采用阿布森法和旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器法回收舊料中瀝青。

阿布森法采用CO₂作為保護(hù)氣體，在155℃-165℃下常壓蒸餾去除三氯乙烯溶劑，得到回收瀝青，該方法因通入CO2，容易導(dǎo)致加熱不均勻，此外多次試驗(yàn)的結(jié)果波動(dòng)性較大，而且容易殘留部分三氯乙烯溶劑，該方法因?yàn)樾枰訜幔虼巳菀讓?dǎo)致瀝青樣品的二次老化。

旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器法通過(guò)真空減壓，使整個(gè)回收系統(tǒng)形成負(fù)壓，降低三氯乙烯的沸點(diǎn)，可以在較低溫度下去除三氯乙烯，但旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器法涉及加熱溫度、蒸餾時(shí)間和轉(zhuǎn)速等多個(gè)參數(shù)，目前尚未形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，大多數(shù)情況下只能針對(duì)單一品牌的瀝青，但舊路面回收材料瀝青來(lái)源多樣，老化程度不一，因此該方法無(wú)法有效指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用。

不管是采用阿布森法還是旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器法，都需要經(jīng)過(guò)復(fù)雜的抽提過(guò)程，使用的三氯乙烯等有機(jī)溶劑屬于劇毒物質(zhì)，對(duì)實(shí)驗(yàn)人員的健康極為不利，而且往往會(huì)有一定的三氯乙烯殘留，現(xiàn)有研究(侯睿,李海軍,黃曉明.路面舊瀝青回收及其影響因素的試驗(yàn)分析[J].公路,2005(04):170-173.)表明，即使很小比例的三氯乙烯都會(huì)對(duì)瀝青的針入度、軟化點(diǎn)和粘度等指標(biāo)產(chǎn)生顯著的影響。

由此可見(jiàn)，現(xiàn)有研究主要是針對(duì)單一瀝青老化行為的研究。相較于單一瀝青老化，混合料中瀝青老化受到的影響因素更多，瀝青混合料中的瀝青膜厚度，礦料級(jí)配，瀝青含量，空隙率，礦料吸收都會(huì)使瀝青混合料中的老化瀝青與單一瀝青組分形成差異。已有的研究表明，對(duì)于由填料和基質(zhì)瀝青等組成的瀝青混合物，目前還沒(méi)有評(píng)價(jià)其技術(shù)性能的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

目前，中國(guó)專(zhuān)利CN107064475A公開(kāi)了一種基于原子力顯微鏡技術(shù)的瀝青老化程度的原位判別方法，該專(zhuān)利通過(guò)原子力顯微鏡技術(shù)，以瀝青的微尺度模量為評(píng)價(jià)指標(biāo)，可以實(shí)現(xiàn)瀝青混合料中瀝青老化程度原位判別，很好地解決了上述問(wèn)題。但該發(fā)明中使用的原子力顯微鏡價(jià)格昂貴，目前尚未普及，僅部分科研院校有配備，而且測(cè)試較為復(fù)雜，對(duì)實(shí)驗(yàn)人員操作技術(shù)水平要求較高，難以大規(guī)模推廣到實(shí)際工程中。

而申請(qǐng)者在研究中發(fā)現(xiàn)，利用凝膠滲透色譜分析技術(shù)通過(guò)化學(xué)分析手段也可實(shí)現(xiàn)不用抽提瀝青，即可判斷混合料中瀝青老化程度的目的。本專(zhuān)利就是在此基礎(chǔ)上提出的。。

發(fā)明內(nèi)容

為此，本發(fā)明提供一種基于凝膠滲透色譜技術(shù)的判別瀝青混合料中瀝青老化程度的方法，具體包括如下步驟：

一、制備瀝青混合料中瀝青的凝膠滲透色譜測(cè)試樣本；

二、將測(cè)試樣本加入凝膠滲透色譜柱，采集老化后瀝青混合料中瀝青的凝膠滲透色譜曲線圖；