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[發明專利]一種測試和評估瀝青愈合性能的方法有效

專利信息
申請號: 202010419121.5 申請日: 2020-05-18
公開(公告)號: CN111551457B 公開(公告)日: 2023-02-28
發明(設計)人: 李凌林;吳亦超 申請(專利權)人: 合肥工業大學
主分類號: G01N3/32 分類號: G01N3/32;G01N33/42
代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101 代理人: 盧敏
地址: 230009 安*** 國省代碼: 安徽;34
權利要求書: 查看更多 說明書: 查看更多
摘要:
搜索關鍵詞: 一種 測試 評估 瀝青 愈合 性能 方法
【權利要求書】:

1.一種測試和評估瀝青愈合性能的方法,其特征在于:先將待測瀝青通過PAV法進行老化,然后將PAV老化瀝青制成試樣并進行DSR愈合試驗,根據試驗結果計算偽剪切模量,并計算表征PAV老化瀝青愈合性能的愈合指數,再根據愈合指數預測待測瀝青的愈合速率及愈合潛能,具體包括如下步驟:

步驟1、制備PAV老化瀝青試樣

將待測瀝青通過PAV法進行老化,獲得PAV老化瀝青,儲存于罐中備用;

將儲存于罐中的PAV老化瀝青置于165℃的烘箱中加熱30分鐘,然后分散到DSR試驗專用的試件成型模具中,形成若干直徑8mm、高度2mm的圓柱體PAV老化瀝青試樣;

步驟2、進行DSR愈合試驗

步驟21、取步驟1制作的PAV老化瀝青試樣,在20℃和10Hz加載頻率條件下,以0.1%作為起始剪應變水平、以100%作為結束剪應變水平,進行線性幅度掃描試驗,獲得剪應變水平與動態剪切模量及剪應變水平與相位角的關系曲線,從所得關系曲線中確定待測瀝青的閾值剪應變水平εt

步驟22、取另一組步驟1制作的PAV老化瀝青試樣,在20℃和10Hz加載頻率條件下,以ε0作為起始剪應變水平、以ε1作為結束剪應變水平,ε0<ε1≤(εt-0.2%),進行無損線性幅度掃描試驗,測得PAV老化瀝青試樣的無損動態剪切模量和無損相位角δ0

步驟23、繼續對步驟22中的PAV老化瀝青試樣進行愈合試驗,包括第一段應變控制的時間掃描疲勞試驗、中間的卸載期和第二段應變控制的時間掃描疲勞試驗,具體為:

設定所需的荷載循環次數n和剪應變水平ε2,ε2≥(εt+0.2%),將步驟22中的PAV老化瀝青試樣在20℃和10Hz加載頻率條件下,進行第一段應變控制的時間掃描疲勞試驗,測得在第n次荷載循環時PAV老化瀝青試樣的有損動態剪切模量和有損相位角δD;

第一段應變控制的時間掃描疲勞試驗后,移除荷載,使PAV老化瀝青試樣進入卸載愈合階段,荷載卸載期的時間設為(Δt)h;

卸載期之后,按照與第一段應變控制的時間掃描疲勞試驗一致的參數,進行第二段應變控制的時間掃描疲勞試驗,測得在第5~10次荷載循環時PAV老化瀝青試樣的有損動態剪切模量和有損相位角δH;

步驟24、重復實驗

將步驟22與步驟23重復進行三次,計算三次實驗所得δ0、δD、和δH的平均值和相對偏差;

當任意動態剪切模量的相對偏差大于10%或任意相位角的相對偏差大于5%時,重新進行步驟22、23、24;

步驟3、以偽剪切模量計算表征PAV老化瀝青愈合性能的愈合指數

以S0表示PAV老化瀝青試樣在第一段應變控制的時間掃描疲勞試驗開始時的偽剪切模量,其值為1;

按照公式(1)計算PAV老化瀝青試樣在第一段應變控制的時間掃描疲勞試驗結束時的偽剪切模量SD

按照公式(2)計算PAV老化瀝青試樣在第二段應變控制的時間掃描疲勞試驗開始時的偽剪切模量SH

式中GR為參考剪切模量,其值為1;

按照公式(3)計算PAV老化瀝青的愈合指數%HI:

步驟4、建立愈合速率模型

通過設定步驟23中(Δt)h的數值,獲得一系列(Δt)h所對應的愈合指數%HI,畫出相關愈合曲線圖,按照公式(4)建立愈合速率模型:

對所述公式(4)進行積分,獲得公式(5):

式中,hβ分別表示PAV老化瀝青的短期愈合速率、長期愈合速率及愈合潛能;

根據一系列(Δt)h所對應的愈合指數%HI,結合公式(5),通過最小二乘回歸方法計算獲得及hβ,從而預測待測瀝青的愈合速率及愈合潛能。

2.根據權利要求1所述的方法,其特征在于:(Δt)h分別設為5s、10s、0.5min、1min、2min、5min、10min、20min、40min和2h。

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