一种沥青砂浆中玄武岩纤维的分布均匀性评价方法技术

本发明专利技术公开了一种沥青砂浆中玄武岩纤维的分布均匀性评价方法，包括，将玄武岩纤维放置于真空罐中，倒入荧光剂获取荧光纤维；计算沥青砂浆的配合比并通过旋转压实仪制备玄武岩纤维沥青砂浆试件；对试件进行划分，并标记截面位置，并采用切割机沿标记处切割，获取二维截面；利用紫外线对二维截面进行照射，并利用荧光显微镜和荧光显微镜CCD分别对二维截面进行观测和图像数字化处理；处理经图像数字化处理获得的截面图像，获取截面纤维数量及二维分布情况，进行二维分布均匀性评价，而后对试件的三维分布均匀性进行评价；本发明专利技术能准确地获得纤维的分布情况，对于纤维沥青砂浆以及纤维沥青混合料的制备和性能评判具有指导意义。

【技术实现步骤摘要】
一种沥青砂浆中玄武岩纤维的分布均匀性评价方法
本专利技术涉及道路工程的
，尤其涉及一种沥青砂浆中玄武岩纤维的分布均匀性评价方法。
技术介绍
如今我国的路面工程正处于高速发展的阶段，沥青路面因其优越的性能已逐渐取代水泥路面。可沥青路面依然存在着耐久性不足、抗裂性能低、车辙严重等问题。近年来，许多研究发现，玄武岩纤维作为稳固加筋的无机材料，可大幅提高沥青混合料的多项性能指标，延长沥青路面的使用寿命，达到高性能路面的施工质量要求，符合可持续发展战略。但是，玄武岩纤维沥青混合料性能受纤维分布均匀性的影响较大，分布均匀性是评价玄武岩纤维沥青混合料性能的重要指标。通常评价纤维均匀性的方法采取局部切割后洗去沥青，再通过筛分得到纤维。这样的方法并不能评价所切割局部的纤维分布，且沥青难以从纤维表面完全剥离，导致均匀性指标离散性较大。根据研究发现，纤维作为沥青混合料的增强材料，主要位于沥青砂浆中，受拌和、成型等条件影响容易出现聚团现象，准确地评价纤维在沥青砂浆中的分布均匀性非常重要。
技术实现思路
本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。鉴于上述现有存在的问题，提出了本专利技术。因此，本专利技术提供了一种沥青砂浆中玄武岩纤维的分布均匀性评价方法，能够现有技术不能完全洗去沥青，造成质量误差和质量损失的问题，评价玄武岩下纤维在沥青砂浆中的三维分布情况。为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：包括，将玄武岩纤维放置于真空加压机的真空罐中，倒入萘酰亚胺类荧光剂直至所述萘酰亚胺类荧光剂完全浸没所述玄武岩纤维，获取荧光纤维；根据沥青混合料的级配类型和最佳油石比计算沥青砂浆的配合比，根据所述沥青砂浆的配合比和所述荧光纤维，并通过旋转压实仪制备玄武岩纤维沥青砂浆试件；沿纵向和横向分别对所述玄武岩纤维沥青砂浆试件进行划分，以10mm间隔等分并标记截面位置，并采用切割机沿标记处切割，获取纵向和横向的二维截面；去除杂光，利用波长为410～460nm的紫外线对所述纵向和横向的二维截面进行照射，并利用荧光显微镜对所述纵向和横向的二维截面进行观测，而后通过荧光显微镜CCD将观测的截面进行图像数字化处理；利用MATLAB对图像数字化处理获得的截面图像进行处理，进而获取截面纤维数量及二维分布情况，根据所述截面纤维数量及二维分布情况对纵向和横向的二维截面进行二维分布均匀性评价；根据二维分布均匀性评价结果对玄武岩纤维沥青砂浆试件的三维分布均匀性进行评价。浸没所述玄武岩纤维包括，作为本专利技术所述的沥青砂浆中玄武岩纤维的分布均匀性评价方法的一种优选方案，其中：设置真空加压机的气压为0.4MPa，加压时间为10min。作为本专利技术所述的沥青砂浆中玄武岩纤维的分布均匀性评价方法的一种优选方案，其中：计算所述沥青砂浆的配合比包括，Mb＝Mba+Mbe+MbfMbe＝DASAγb其中，Mb为矿料总需沥青，单位kg；Mba为渗入矿料表面开口孔隙中的沥青质量，单位kg；Mbe为各档矿料表面裹附的结构沥青质量，单位kg；Mbf为玄武岩纤维表面裹附的沥青质量，单位kg；γb为沥青的相对密度(25℃/25℃)，无量纲；为各档矿料的毛体积相对密度，无量纲；为各档矿料的有效相对密度，无量纲；为各档矿料的总质量，单位kg；DA为矿料表面的平均最佳沥青膜厚度(6～10μm)，随着级配类型的改变有一定的差异性，单位μm；SA为各档矿料的比表面积，单位m2/kg；为玄武岩纤维的比表面积，单位m2/kg。作为本专利技术所述的沥青砂浆中玄武岩纤维的分布均匀性评价方法的一种优选方案，其中：观测所述纵向和横向的二维截面包括，所述荧光显微镜通过QB24激发滤板对纵向和横向的二维截面进行观测。作为本专利技术所述的沥青砂浆中玄武岩纤维的分布均匀性评价方法的一种优选方案，其中：制备所述玄武岩纤维沥青砂浆试件包括，通过AutosorbIQ3比表面分析及孔隙综合分析仪获取荧光玄武岩纤维的比表面积，计算玄武岩纤维表面裹附的沥青用量。作为本专利技术所述的沥青砂浆中玄武岩纤维的分布均匀性评价方法的一种优选方案，其中：获取所述截面纤维数量及二维分布情况包括，利用MATLAB先对所述图像数字化处理获得的截面图像进行阈值分割，而后区分所述荧光纤维与沥青砂浆的颜色以及对单位面积内的荧光纤维数进行识别。作为本专利技术所述的沥青砂浆中玄武岩纤维的分布均匀性评价方法的一种优选方案，其中：所述切割包括，所述玄武岩纤维沥青砂浆试件需在0～10℃静置24小时，而后对其进行脱模处理和切割；其中，切割方法采用干法切割。作为本专利技术所述的沥青砂浆中玄武岩纤维的分布均匀性评价方法的一种优选方案，其中：所述二维分布均匀性评价包括，利用图像分割技术对所述横向的二维截面进行等面积环形切割，对所述纵向的二维截面进行长方形等面积切割，评价不同截面、不同角度、不同位置处荧光纤维的二维分布均匀性，计算公式如下：其中，n为样本数量；Hl为切割区域内纤维分布指数；Nl为切割区域内纤维数；Al为切割区域面积；Ht为总体样本纤维分布指数；El为切割区域内纤维均匀性指标；Et为总体样本纤维均匀性指标。作为本专利技术所述的沥青砂浆中玄武岩纤维的分布均匀性评价方法的一种优选方案，其中：所述三维分布均匀性评价包括，三维分布均匀性的计算公式如下：α+β＝1Es＝α*Ec+β*Ev其中，α为试件三维横向均匀性参数；β为试件三维纵向均匀性参数；Es为试件三维分布均匀性指标；Ec为试件横向纤维分布均匀性指数；Ev为试件纵向纤维分布均匀性指数。本专利技术的有益效果：本专利技术从沥青砂浆着手，首先制备荧光纤维，再通过沥青混合料与砂浆的换算公式获得砂浆试件配合比，进而得以制备玄武岩纤维沥青砂浆试件，最后通过在紫外线照射下的截面图像评价纤维的均匀性；因而可以较为准确地获得纤维的分布情况，对于纤维沥青砂浆以及纤维沥青混合料的制备和性能评判具有指导意义。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：图1为本专利技术第一个实施例所述的一种沥青砂浆中玄武岩纤维的分布均匀性评价方法的流程示意图；图2为本专利技术第一个实施例所述的一种沥青砂浆中玄武岩纤维的分布均匀性评价方法的玄武岩纤维沥青砂浆试件纤维均匀性纵向图像切割示意图；图3为本专利技术第一个实施例所述的一种沥青砂浆中玄武岩纤维的分布均匀性评价方法的玄武岩纤维沥青砂浆试件纤维均匀性横向图像切割示意图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种沥青砂浆中玄武岩纤维的分布均匀性评价方法，其特征在于：包括，/n将玄武岩纤维放置于真空加压机的真空罐中，倒入萘酰亚胺类荧光剂直至所述萘酰亚胺类荧光剂完全浸没所述玄武岩纤维，获取荧光纤维；/n根据沥青混合料的级配类型和最佳油石比计算沥青砂浆的配合比，根据所述沥青砂浆的配合比和所述荧光纤维，并通过旋转压实仪制备玄武岩纤维沥青砂浆试件；/n沿纵向和横向分别对所述玄武岩纤维沥青砂浆试件进行划分，以10mm间隔等分并标记截面位置，并采用切割机沿标记处切割，获取纵向和横向的二维截面；/n去除杂光，利用波长为410～460nm的紫外线对所述纵向和横向的二维截面进行照射，并利用荧光显微镜对所述纵向和横向的二维截面进行观测，而后通过荧光显微镜CCD将观测的截面进行图像数字化处理；/n利用MATLAB对图像数字化处理获得的截面图像进行处理，进而获取截面纤维数量及二维分布情况，根据所述截面纤维数量及二维分布情况对纵向和横向的二维截面进行二维分布均匀性评价；/n根据二维分布均匀性评价结果对玄武岩纤维沥青砂浆试件的三维分布均匀性进行评价。/n

【技术特征摘要】
1.一种沥青砂浆中玄武岩纤维的分布均匀性评价方法，其特征在于：包括，
将玄武岩纤维放置于真空加压机的真空罐中，倒入萘酰亚胺类荧光剂直至所述萘酰亚胺类荧光剂完全浸没所述玄武岩纤维，获取荧光纤维；
根据沥青混合料的级配类型和最佳油石比计算沥青砂浆的配合比，根据所述沥青砂浆的配合比和所述荧光纤维，并通过旋转压实仪制备玄武岩纤维沥青砂浆试件；
沿纵向和横向分别对所述玄武岩纤维沥青砂浆试件进行划分，以10mm间隔等分并标记截面位置，并采用切割机沿标记处切割，获取纵向和横向的二维截面；
去除杂光，利用波长为410～460nm的紫外线对所述纵向和横向的二维截面进行照射，并利用荧光显微镜对所述纵向和横向的二维截面进行观测，而后通过荧光显微镜CCD将观测的截面进行图像数字化处理；
利用MATLAB对图像数字化处理获得的截面图像进行处理，进而获取截面纤维数量及二维分布情况，根据所述截面纤维数量及二维分布情况对纵向和横向的二维截面进行二维分布均匀性评价；
根据二维分布均匀性评价结果对玄武岩纤维沥青砂浆试件的三维分布均匀性进行评价。


2.如权利要求1所述的沥青砂浆中玄武岩纤维的分布均匀性评价方法，其特征在于：浸没所述玄武岩纤维包括，
设置真空加压机的气压为0.4MPa，加压时间为10min。


3.如权利要求2所述的沥青砂浆中玄武岩纤维的分布均匀性评价方法，其特征在于：计算所述沥青砂浆的配合比包括，
Mb＝Mba+Mbe+Mbf



Mbe＝DASAγb



其中，Mb为矿料总需沥青，单位kg；Mba为渗入矿料表面开口孔隙中的沥青质量，单位kg；Mbe为各档矿料表面裹附的结构沥青质量，单位kg；Mbf为玄武岩纤维表面裹附的沥青质量，单位kg；γb为沥青的相对密度(25℃/25℃)，无量纲；为各档矿料的毛体积相对密度，无量纲；为各档矿料的有效相对密度，无量纲；为各档矿料的总质量，单位kg；DA为矿料表面的平均最佳沥青膜厚度(6～10μm)，随着级配类型的改变有一定的差异性，单位μm；SA为各档矿料的比表面积，单位m2/kg；为玄武岩纤维的比表面积，单位m2/kg。


4.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：张垚，王业，康爱红，吴浩辰，陈虎，肖鹏，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32