瀝青混合料紫外線光老化動態模擬試驗方法技術

本發明專利技術涉及一種瀝青混合料紫外線光老化動態模擬試驗方法，包括了室內瀝青混合料紫外線光老化試驗中紫外線光源及其輻照強度、輻照時間的確定，瀝青混合料試樣準備，瀝青混合料紫外線光老化動態模擬試驗（包括攪動模式及旋動模式）及瀝青混合料光老化后性能檢測試驗。通過本測試方法的實施，可確保瀝青混合料充分接受紫外線輻照，進而全面分析瀝青混合料紫外線光老化程度，揭示瀝青混合料在紫外線光老化過程中的變化規律及光老化機理。本測試方法設計合理，翔實具體，試驗操作簡便易行。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于公路及城市道路領域，具體涉及一種瀝青混合料紫外線光老化動態模擬試驗方法。
技術介紹
瀝青混合料在攪拌、運輸、攤鋪過程中會經受高溫影響而不可避免出現熱老化；而且，在瀝青路面后續運營過程中，太陽光中的紫外線照射使得瀝青混合料表面發生光老化。雖然紫外線照射直接影響的瀝青厚度只能達到0.1mm，但是考慮到老化后瀝青分子的擴散作用，紫外光老化可擴展至瀝青表層以下1mm的厚度范圍。由于瀝青混合料中瀝青膜厚通常為5μm-15μm，所以紫外線輻射對瀝青混合料的表層有很大的影響。在強紫外線的照射下，瀝青路面低溫勁度增加、破壞應變減小，易形成溫縮裂縫；同時瀝青光老化后與集料的黏附性變差，易引起剝落、松散、坑槽等破壞，從而影響瀝青路面的使用性能及服務壽命。因此，有必要對瀝青及其混合料的紫外光老化進行系統研究。但現有規范中尚無瀝青及瀝青混合料紫外光老化的相關試驗標準，專利技術專利“瀝青及瀝青混合料紫外線光老化仿真系統”及技術專利“一種瀝青及瀝青混合料長期老化試驗的裝置”中涉及了瀝青及瀝青混合料紫外線光老化試驗方法，可進行紫外線輻照及其他外界條件下的老化模擬，但僅主要提及了紫外線老化模擬系統的組成。如果采用紫外光老化后的瀝青拌合制備瀝青混合料，不僅會多浪費瀝青材料，而且與實際情況有所偏差。對于瀝青混合料的光老化試驗方面，現有研究甚少，且僅有的幾篇對瀝青混合料進行光老化研究的論文中，都是對由瀝青混合料制作而成的馬歇爾試件或者車轍板的最表層進行了紫外光線的照射，而后再進行馬歇爾試驗或動穩定度試驗等測試，由于以上均為粗放型的試驗項目，由紫外線造成的最表層瀝青老化很大程度上都不可避免地會被試驗誤差等所掩蓋，不能很好地從本質上了解紫外光老化后的瀝青混合料性能發展狀況。因此，僅有的研究中均為瀝青混合料試件表面在靜態下的光老化模擬試驗，其存在不足：瀝青混合料在老化過程中均處于靜止狀態，瀝青混合料僅一個表面受紫外線的輻照，從而尚未能對瀝青混合料做出全面準確的光老化模擬。另外，對于在實際路面中鉆取的芯樣進行抽提后得到的瀝青進行老化后性能研究中，由于只是路面表層瀝青受到了光老化，而抽提出的瀝青中并非全部被紫外線輻照過，實際發生光老化的瀝青占據抽提瀝青中非常小的比例，由此得出的瀝青性能試驗結果大大削弱了實際紫外光老化的程度。基于以上，在瀝青混合料的紫外光老化研究方面，還存在很多缺陷及不足。因此，針對以上問題，提出瀝青混合料紫外線光老化動態模擬試驗方法，以改進完善瀝青混合料光老化方面的試驗研究。本專利技術提出一種瀝青混合料紫外線光老化動態模擬試驗方法，以期為后續瀝青混合料光老化相關研究提供技術支持。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種瀝青混合料紫外線光老化動態模擬試驗方法。本專利技術提出的瀝青混合料紫外線光老化動態模擬試驗方法，具體步驟如下：(1)、紫外線光源確定根據紫外線光源輻射產生的光斑形狀，室內光老化模擬試驗中的紫外光源分為環狀紫外光和帶狀紫外光。環狀紫外光一般由蘑菇型的反射型黑光高壓汞燈產生；帶狀紫外光由圓柱管狀的強紫外線高壓汞燈產生。考慮環狀紫外光源輻射下的紫外光強度由內向外而減弱，強度衰減嚴重，所以，此專利技術中選用強紫外線高壓汞燈作為紫外線光源。另外，由于紫外光源在開啟時會產生較多的熱量，所以，需采用風扇或隔熱玻璃等降溫措施，保證瀝青混合料表面溫度低于50℃，以避免熱老化發生。(2)、紫外線輻照強度確定由于紫外光源輻照強度和離開光源的距離呈負相關，所以，在進行瀝青混合料光老化模擬試驗中，可調節瀝青混合料試樣與光源的距離，以進行不同輻照強度下的瀝青混合料紫外線光老化模擬試驗。在每個試驗瀝青混合料試樣與光源的距離上，待光源輻照強度穩定后，采用輻照計測定紫外線輻照強度值；(3)、紫外線輻照時間確定根據選定的紫外線光源輻照強度，結合試驗需求，根據試驗需要設置一定的時間間隔進行瀝青混合料的紫外線光老化模擬試驗。且可根據步驟(2)中測定的紫外光源輻照強度，結合室外實際路面上的紫外線輻照強度，根據光能量等效原理，可進行室內外紫外輻照時間的換算。(4)、瀝青混合料試樣準備根據試驗目的，可由設計確定的瀝青混合料配合比制備瀝青混合料，或選定某一粒徑的集料與瀝青原材料，根據在集料表面形成的瀝青膜厚度要求而確定的油石比進行拌合制備瀝青混合料。在瀝青混合料從拌合設備中取出后，立即將瀝青混合料分散至最小單位（如單個顆粒），將冷卻后的瀝青混合料顆粒作為紫外線光老化模擬試驗所用試樣。紫外線光老化動態模擬試驗中，制備好的瀝青混合料顆粒單層、分散、均勻地鋪于置物盤中作為試樣，以把置物盤單層鋪滿為單次光老化模擬試驗最大需要量。(5)、瀝青混合料紫外線光老化動態模擬考慮瀝青混合料在靜態光老化試驗中，僅一個表面可接受紫外光輻照，不能全面反映瀝青混合料的光老化性能。以下采用攪動、旋動兩種動態模式進行瀝青混合料的紫外線光老化模擬試驗。①攪動模式將步驟（４）得到的瀝青混合料放置在具有攪拌葉片的置物盤中，根據步驟（１）、（２）和（３）選定的紫外線光源、紫外線輻照強度和紫外線輻照時間，在進行紫外線光老化動態模擬試驗時，在攪拌葉片的循環攪動下，瀝青混合料顆粒隨之在置物盤中滾動，位于置物盤正上方的紫外線光源所輻照出的紫外線，可最大限度地滿足瀝青混合料顆粒不同表面接受紫外光線照射；且可根據試驗需要，可更換不同大小的置物盤、攪動葉片，亦可改變攪動頻率；②旋動模式將步驟（４）得到的瀝青混合料放置在可往復回旋的置物盤中，根據步驟（１）、（２）和（３）選定的紫外線光源、紫外線輻照強度和紫外線輻照時間，在進行紫外線光老化動態模擬試驗時，在電動機及支撐裝置的帶動下，瀝青混合料顆粒隨之在置物盤中滾動，位于置物盤正上方的紫外線光源所輻照出的紫外線，可最大限度地滿足瀝青混合料顆粒不同表面接受紫外光線照射；且根據試驗需要，可更換不同大小的置物盤，亦可改變旋動頻率。(6)、瀝青混合料試樣性能測試試驗對達到步驟(５)所設定的動態光老化輻照時間后的瀝青混合料試樣進行性能測試試驗，主要包括：宏觀試驗：黏附性試驗、抽提試驗等。微細觀試驗：抽提后所得瀝青的微觀試驗，如表面能試驗、動態剪切試驗等。(7)、結果分析綜合試驗溫度、紫外光源輻照強度、紫外光源輻照時間、瀝青混合料性能等測試結果，進行瀝青混合料紫外線光老化性能分析及機理探究。本專利技術的有益效果在于：本專利技術包括了室內瀝青混合料紫外線光老化試驗中紫外線光源及其輻照強度、輻照時間的確定，瀝青混合料試樣準備本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種瀝青混合料紫外線光老化動態模擬試驗方法，其特征在于具體步驟如下：(1)、紫外線光源確定選用圓柱管狀的強紫外線高壓汞燈作為紫外線光源；且需采用風扇或隔熱玻璃進行降溫，以保證瀝青混合料表面溫度低于50℃；(2)、紫外線輻照強度確定根據紫外光源輻照強度和離開光源的距離成反比，在進行瀝青混合料光老化模擬試驗中，通過調節瀝青混合料試樣與光源的距離，以進行不同光源輻照強度下的瀝青混合料紫外線光老化模擬試驗；在每個試驗瀝青混合料試樣與光源的距離上，待光源輻照強度穩定后，采用輻照計測定紫外線輻照強度值；(3)、紫外線輻照時間確定根據選定的紫外線光源輻照強度，結合試驗需求，設置不同的時間間隔進行瀝青混合料的紫外線光老化模擬試驗，且可根據步驟(2)中測定的紫外光源輻照強度，結合室外實際路面上的紫外線輻照強度，根據光能量等效原理，可進行室內外紫外輻照時間的換算；(4)、瀝青混合料試樣準備根據試驗目的，可由設計確定的瀝青混合料配合比制備瀝青混合料，或選定某一粒徑的集料與瀝青原材料，根據在集料表面形成的瀝青膜厚度要求而確定的油石比，拌合制備瀝青混合料；將所得瀝青混合料分散至最小單位，作為紫外線光老化模擬試驗所用的瀝青混合料；進行紫外光老化動態模擬試驗，將制備好的瀝青混合料顆粒單層、分散、均勻地鋪于置物盤中作為試樣，以把置物盤單層鋪滿為單次光老化模擬試驗最大需要量；(5)、瀝青混合料紫外線光老化動態模擬瀝青混合料在紫外光老化動態模擬試驗中，采用攪動模式或旋動模式進行瀝青混合料的紫外線光老化模擬試驗：攪動模式①將步驟（４）得到的瀝青混合料放置在具有攪拌葉片的置物盤中，根據步驟（１）、（２）和（３）選定的紫外線光源、紫外線輻照強度和紫外線輻照時間，在進行紫外線光老化動態模擬試驗時，在攪拌葉片的循環攪動下，瀝青混合料顆粒隨之在置物盤中滾動，位于置物盤正上方的紫外線光源所輻照出的紫外線，可最大限度地滿足瀝青混合料顆粒不同表面接受紫外光線照射；且可根據試驗需要，可更換不同大小的置物盤、攪動葉片，亦可改變攪動頻率；②旋動模式將步驟（４）得到的瀝青混合料放置在可往復回旋的置物盤中，根據步驟（１）、（２）和（３）選定的紫外線光源、紫外線輻照強度和紫外線輻照時間，在進行紫外光老化動態模擬試驗時，在電動機及支撐裝置的帶動下，瀝青混合料顆粒隨之在置物盤中滾動，位于置物盤正上方的紫外線光源所輻照出的紫外線，可最大限度地滿足瀝青混合料顆粒不同表面接受紫外光線照射；且根據試驗需要，可更換不同大小的置物盤，亦可改變旋動頻率；(6)、瀝青混合料試樣性能測試試驗對達到步驟(５)所設定的動態紫外光老化輻照時間后的瀝青混合料試樣進行性能測試試驗，主要包括：宏觀試驗：黏附性試驗和抽提試驗；微細觀試驗：抽提后所得瀝青的微細觀試驗；(7)、結果分析綜合試驗溫度、紫外光源輻照強度、紫外光輻照時間和瀝青混合料性能測試結果，進行瀝青混合料紫外線光老化性能分析及機理探究。...

【技術特征摘要】
1.一種瀝青混合料紫外線光老化動態模擬試驗方法，其特征在于具體步驟如下：
(1)、紫外線光源確定
選用圓柱管狀的強紫外線高壓汞燈作為紫外線光源；且需采用風扇或隔熱玻璃進行降
溫，以保證瀝青混合料表面溫度低于50℃；
(2)、紫外線輻照強度確定
根據紫外光源輻照強度和離開光源的距離成反比，在進行瀝青混合料光老化模擬試驗
中，通過調節瀝青混合料試樣與光源的距離，以進行不同光源輻照強度下的瀝青混合料紫
外線光老化模擬試驗；在每個試驗瀝青混合料試樣與光源的距離上，待光源輻照強度穩定
后，采用輻照計測定紫外線輻照強度值；
(3)、紫外線輻照時間確定
根據選定的紫外線光源輻照強度，結合試驗需求，設置不同的時間間隔進行瀝青混合
料的紫外線光老化模擬試驗，且可根據步驟(2)中測定的紫外光源輻照強度，結合室外實際
路面上的紫外線輻照強度，根據光能量等效原理，可進行室內外紫外輻照時間的換算；
(4)、瀝青混合料試樣準備
根據試驗目的，可由設計確定的瀝青混合料配合比制備瀝青混合料，或選定某一粒徑
的集料與瀝青原材料，根據在集料表面形成的瀝青膜厚度要求而確定的油石比，拌合制備
瀝青混合料；將所得瀝青混合料分散至最小單位，作為紫外線光老化模擬試驗所用的瀝青
混合料；進行紫外光老化動態模擬試驗，將制備好的瀝青混合料顆粒單層、分散、均勻地鋪
于置物盤中作為試樣，以把置物盤單層鋪滿為單次光老化模擬試驗最大需要量；
(5)、瀝青混合料紫外線光老化動態模擬
瀝青混合料在紫外光老化動態模...

【專利技術屬性】
技術研發人員：武金婷，葉奮，吳懷睿，林增龍，崔玉寶，韋特，
申請(專利權)人：同濟大學，
類型：發明
國別省市：上海;31