一种大孔隙高分子聚合物混合料的水稳定性测试方法技术

本发明专利技术公开了一种大孔隙高分子聚合物混合料的水稳定性测试方法，该方法包括胶粘剂用量范围的确定、混合料的试件成型、养生方法以及水稳定性的评价方法。本发明专利技术涉及到的大孔隙高分子聚合物混合料是一种作为道路结构层的新型冷拌混合料，通过以上方法对大孔隙高分子聚合物混合料水稳定性进行测试，可得出相应的试验指标。该方法采用了新型高分子聚合物胶粘剂、不同于传统OGFC沥青混合料试件的养生方法和水稳定性测试手段，是一套切实有效的水稳定性测试方法。

【技术实现步骤摘要】
一种大孔隙高分子聚合物混合料的水稳定性测试方法
本专利技术属于道路铺装面材料
，尤其涉及一种大孔隙高分子聚合物混合料的水稳定性测试方法。
技术介绍
OGFC沥青混合料路面的使用可有效的排除地表积水、降低道路噪声，但在实际使用中也出现两个问题：一方面这种路面使用的沥青多为高粘沥青，相对普通基质沥青需要更高的加热温度，是一种高耗能高污染型材料；另一方面这种路面形式的空隙率相比AC和SMA类混合料更大，更容易出现老化，从而产生混合料松散剥落的现象。鉴于对环保和耐久的要求，近年来高分子聚合物胶粘剂逐渐用于道路建设，该类材料粘性好、弹性高、高温不易变形又兼具环保的优势，可实现冷拌冷铺，但目前对它的研究还不够深入，没有出台相应的性能评价标准。因高分子聚合物胶粘剂和沥青是两种完全不同的材料，沥青混合料的性能评价方法对其是否能完全适用，仍存疑问。就高分子聚合物胶粘剂而言，苗毅、蔡惠娟等指出该类材料易发生水解导致性能下降，高分子聚合物类混合料水稳定性不佳。对于OGFC沥青混合料，浸水飞散试验是测试其水稳定性的一种方法。若以该方法测试大孔隙高分子聚合物混合料，发现其浸水飞散损失非常低，得出结论为其水稳定性非常好，而此时试件的强度已很低，说明结论跟实际不符，不能以此种方法评价其水稳定性。申请号为201210381014.3的中国专利技术专利公开了一种沥青混合料水稳定性能的评价方法，该专利技术的基于横向分布式车辙试验的沥青混合料水稳定性能的评价方法，可以模拟沥青混合料的在温度、水和车辆动荷载耦合作用下沥青混合料水稳定性能的衰减情况，并以沥青混合料质量损失比为指标，有效地评价不同类型沥青混合料水稳定性能，能够为基于性能的沥青路面长寿命设计和全寿命周期沥青路面养护规划提供技术指标。并且在沥青路面设计、施工、养护过程中为沥青混合料水稳定性能提供了一种有效的评价方法。但是该专利技术提供的水稳定性能的评价方法并不适用于大孔隙高分子聚合物混合料的水稳定性测试。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供一种大孔隙高分子聚合物混合料的水稳定性测试方法，提出了基于劈裂强度的改进的水稳定性测试方法，选用单组分高分子聚合物胶粘剂，该胶粘剂具有粘度高、环保的特性，对于推进节能减排、绿色环保理念具有重要意义。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种大孔隙高分子聚合物混合料的水稳定性测试方法，包括以下步骤：步骤一：初步确定高分子聚合物胶粘剂用量范围；步骤二：成型马歇尔试件并进行养生；步骤三：测试混合料以及试件的体积指标并计算空隙率，重新确定胶粘剂用量范围；步骤四：对按照上述方法确定的胶粘剂用量范围内成型并养生好的混合料试件进行水稳定性测试。优选的是，步骤一中，高分子聚合物胶粘剂的至少包括含异氰酸酯基的氨酯预聚体。高分子聚合物胶粘剂的主要组成是含异氰酸酯基(-NCO)的氨酯预聚体，暴露于空气后能与空气中的水分反应固化并释放气体。上述任一方案优选的是，步骤一中，高分子聚合物胶粘剂用量范围通过混合料试拌确定。通过试拌的方法初步确定高分子聚合物胶粘剂用量范围，这样有助于确保胶粘剂用量不会过大或过小。上述任一方案优选的是，混合料试拌采用的胶粘剂用量以1％作为间隔。混合料的级配是借鉴OGFC沥青混合料的级配设计，在我国《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40—2004)规定的OGFC沥青混合料级配设计区间内进行设计。上述任一方案优选的是，混合料的拌合在常温下进行，拌合过程参照沥青混合料的拌合。上述任一方案优选的是，步骤二中，成型试件前将拌好的混合料暴露在空气中一段时间，有利于胶粘剂与空气中的水分反应，使混合料形成一定粘度并排出气体，减少气体对成型后试件的影响。上述任一方案优选的是，步骤二中的成型与养生方法主要包括以下步骤：(1)将拌合好的混合料在托盘中平摊放置10-15min；(2)采用马歇尔击实方法成型试件，双面击实50次；(3)将试件在室温下放置至试件基本凝固；(4)将试件连同试模在含水的烘箱中养生。上述任一方案优选的是，步骤(2)中试件成型采用马歇尔双面击实50次的方法，有助于使成型的试件更密实。上述任一方案优选的是，步骤3)中将试件在室温下放置4-6h至试件基本凝固，有助于避免试件在养生时出现坍塌。上述任一方案优选的是，步骤(4)将试件连同试模在含水的80℃烘箱中养生24h。试件连同试模在含水的80℃烘箱中养生24h能够加速其固化反应，快速达到其使用强度。上述任一方案优选的是，所述步骤三中，混合料的测试指标至少包括集料的表观相对密度、集料的毛体积相对密度和混合料的最大理论密度。混合料的测试指标为各档料的表观相对密度和毛体积相对密度，并计算最大理论密度。测试方法参照《公路工程集料试验规程》(JTGE42—2005)进行。最大理论密度的计算参照《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)。上述任一方案优选的是，步骤三中，试件的体积指标至少包括毛体积密度。体积法测试毛体积密度。测试方法参照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG—E20-2011)进行。上述任一方案优选的是，步骤三中，空隙率范围的界定参照《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)。上述任一方案优选的是，步骤三中，空隙率根据混合料的体积指标和试件的体积指标按照《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)中的公式计算得到。上述任一方案优选的是，步骤四中，水稳定性测试方法包括以下步骤：(1)将试件分为两组；(2)测试第一组试件的劈裂强度PA；(3)将第二组试件在60℃水浴中浸泡6h；(4)将浸水后的试件表面擦干，放入洛杉矶磨耗仪中以30r/min的速度磨耗100转；(5)测试磨耗后试件的剩余劈裂强度PB；(6)计算剩余劈裂强度比σ，并将其作为评价水稳定性的指标，其中水稳定性测试参照OGFC沥青混合料浸水飞散试验并对其进行改进。浸水飞散试验通过试件在60℃环境下浸水48h，然后室温放置24h后对其进行300转的磨耗飞散，可有效模拟极端高温高湿状态对路面的破坏状况，反映胶粘剂受水、热、力作用下对石料的粘附性能的影响，以石料飞散后的损失率作为评价标准。但该试验应用于大孔隙高分子聚合物混合料，发现其浸水飞散损失很低，但此时边缘已软化，强度已很低，所以用其评价该类混合料是不准确的，因此本专利技术对其进行了改进。试件在60℃热水中浸泡能够更好的模拟夏季高温多雨时的路面状况。试件浸泡6h能够使试件整体达到60℃温度。试件磨耗100转能更好模拟路面在车辆荷载作用下的状况。上述任一方案优选的是，步骤(1)中每组4个试件。上述任一方案优选的是，骤(2)中测试第一组试件在15℃的劈裂强度PA。有益效果：本专利技术的有益效果是：本专利技术提供一种大孔隙高分子聚合物混合料的水稳定性测试方法，该方法包括胶粘剂用量范围的确定、混合料的试件成型、养生方法以及水稳定性的评价方法。本专利技术涉及到的大孔隙高分子聚合物混合料是一种作为道路结构层的新型冷拌混合料，通过以上方法对大孔隙高分子聚合物混合料水稳定性进行测试，可得出相应的试验指标。该方法采用了新型高分子聚合物胶粘剂、不同于传统OGFC沥青混合料试件的养生方法和水稳定性测试手段，是一套切实有效的水稳定性测试方法。本专利技术采用浸水飞散后的剩余劈裂强本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大孔隙高分子聚合物混合料的水稳定性测试方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：初步确定高分子聚合物胶粘剂用量范围；步骤二：成型马歇尔试件并进行养生；步骤三：测试混合料以及试件的体积指标并计算空隙率，重新确定胶粘剂用量范围；步骤四：对按照上述方法确定的胶粘剂用量范围内成型并养生好的混合料试件进行水稳定性测试。

【技术特征摘要】
1.一种大孔隙高分子聚合物混合料的水稳定性测试方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：初步确定高分子聚合物胶粘剂用量范围；步骤二：成型马歇尔试件并进行养生；步骤三：测试混合料以及试件的体积指标并计算空隙率，重新确定胶粘剂用量范围；步骤四：对按照上述方法确定的胶粘剂用量范围内成型并养生好的混合料试件进行水稳定性测试。2.根据权利要求1所述的一种大孔隙高分子聚合物混合料的水稳定性测试方法，其特征在于，步骤一中，高分子聚合物胶粘剂的至少包括含异氰酸酯基的氨酯预聚体。3.根据权利要求1所述的一种大孔隙高分子聚合物混合料的水稳定性测试方法，其特征在于，步骤一中，高分子聚合物胶粘剂用量范围通过混合料试拌确定。4.根据权利要求1所述的一种大孔隙高分子聚合物混合料的水稳定性测试方法，其特征在于，步骤二中的成型与养生方法主要包括以下步骤：(1)将拌合好的混合料在托盘中平摊放置10-15min；(2)采用马歇尔击实方法成型试件，双面击实50次；(3)将试件在室温下放置至试件基本凝固；(4)将试件连同试模在含水的烘箱中养生。5.根据权利要求4所述的一种大孔隙高分子聚合物混合料的水稳定性测试方法，其特征在于，步骤(3)中将试件在室温下放置4-6h至试件基本凝固。6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：许鹰，巴学亮，刘思铨，徐世法，季节，何建彬，丑志静，任永凯，陈璇，
申请(专利权)人：北京建筑大学，
类型：发明
国别省市：北京,11