[發明專利]考慮凍融及老化對瀝青混合料性能影響的試驗及評價方法

在審

• 申請號: 202211067401.X
• 申請日: 2022-09-01
• 公開（公告）號: CN115479884A
• 公開（公告）日: 2022-12-16
• 發明（設計）人: 李云良;喻文楊;趙越;董澤蛟;譚憶秋
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 李智慧

考慮凍融及老化對瀝青混合料性能影響的試驗及評價方法，屬于工程材料技術領域，具體方案包括以下步驟：制備瀝青混合料試件；確定凍融循環及老化試驗參數；在凍融循環的融化過程中同時進行老化試驗；對經過凍融循環及老化試驗后的瀝青混合料試件進行頻率掃描試驗，得到瀝青混合料復數模量隨加載頻率的變化曲線；利用復數模量的理論公式，對得到的復數模量隨加載頻率的變化曲線進行擬合，定義高溫穩定性影響參數和低溫抗裂性影響參數GW(n,t)及DW(n,t)，GW(n,t)及DW(n,t)值越大，表明凍融循環及老化作用對瀝青混合料的耐久性影響越大，瀝青混合料的性能越不穩定，耐久性越差。

技術領域

本發明屬于工程材料技術領域，具體涉及一種考慮凍融及老化對瀝青混合料性能影響的試驗及評價方法。

背景技術

瀝青混合料是一種重要的路面材料。由于瀝青混合料組成材料中存在瀝青，因此瀝青混合料的材料性能具有較高的溫度敏感性。瀝青混合料的性能與溫度密切相關。這種相關性主要包括兩個方面，即高溫穩定性及低溫抗裂性。高溫穩定性指的是在夏天高溫季節瀝青混合料不能太軟，可以抵抗車輛載荷的作用，不致產生車轍病害；低溫抗裂性指的是在冬天低溫季節瀝青混合料不能太硬，在低溫時瀝青混合料應當具有一定的變形能力，不致產生裂縫病害。因此，在評價瀝青混合料的性能時，應當同時考慮其高溫穩定性及低溫抗裂性。

實際服役期間的瀝青混合料受到外界環境因素的影響很大，環境因素的影響主要包括兩個方面，一是高低溫交替導致的凍融循環作用；二是高溫及紫外線作用引起瀝青材料的老化。在瀝青混合料服役期間，這兩種作用的影響是長期存在并且是同時發生的。凍融循環及老化作用會導致瀝青混合料結構及材料損傷，影響到瀝青混合料的高溫穩定性及低溫抗裂性，進而影響到瀝青混合料的耐久性，因此必須同時考慮高溫穩定性及低溫抗裂性，才能全面分析凍融循環及老化作用對瀝青混合料耐久性的影響。目前在瀝青混合料耐久性試驗研究及評價方面主要存在如下問題。問題1：對于耐久性的兩個方面凍融循環及老化作用沒有同時考慮。目前對于凍融循環及老化作用，一般情況下都是分開考慮，即對凍融循環及老化作用分別進行試驗研究。而實際上凍融循環和老化作用是同時存在的，而且這兩種作用是互相影響的，比如凍融循環引起的裂紋會進一步加劇老化的影響。問題2：老化作用包括兩個方面：熱老化及紫外老化。目前對于這兩種老化作用一般情況下是分開考慮，即分別考慮熱老化及紫外老化作用。而實際的熱老化及紫外老化作用是同時產生的。問題3：在瀝青混合料耐久性的評價方面，試驗方法較多，并且通過某一個試驗只能評價瀝青混合料的高溫穩定性或低溫抗裂性某一方面的性能。缺少通過一個試驗能夠對瀝青混合料的高溫穩定性及低溫抗裂性進行綜合評價的有效評價方法。

發明內容

瀝青混合料的耐久性是影響其路用性能的重要因素，瀝青混合料的耐久性主要包括凍融循環及瀝青老化對其性能的影響。凍融循環會引起瀝青混合料組成結構的變化，產生凍脹裂紋；老化作用會引起瀝青材料性能的變化。凍融循環及老化作用分別導致瀝青混合料微觀結構的變化及組成材料性能的變化，進而影響到瀝青混合料的耐久性。因此在考慮瀝青混合料的耐久性時，應當綜合考慮凍融循環及老化的影響，本發明提出了一種同時考慮凍融循環及老化作用(同時考慮熱老化及紫外老化)對瀝青混合料耐久性影響的試驗方法，并提出了一種能夠對高溫穩定性及低溫抗裂性同時進行評價的方法。因此本發明包括兩部分：一是同時考慮凍融循環及老化作用的試驗方法，二是高溫穩定性及低溫抗裂性的一體化評價方法。

為了實現上述目的，本發明采取以下技術方案：

一種考慮凍融及老化對瀝青混合料性能影響的試驗方法，包括以下步驟：

步驟一、制備瀝青混合料試件；

步驟二、確定凍融循環及老化試驗參數；

步驟三、在凍融循環的融化過程中同時進行老化試驗。

進一步的，步驟二中，凍融循環的參數包括凍融循環次數和每一個循環中的凍結溫度、凍結時間、融化溫度和融化時間；老化試驗參數包括：紫外老化強度、熱老化溫度和老化時間。