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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及道路工程,具体涉及一种快速评价沥青混合料盐蚀损伤程度的试验方法。
技术介绍
1、在我国东部发达的沿海地区,交通网密布,道路四通八达。沥青混凝土由于具有优良的性能,在我国高等级公路的建设中得到了广泛的应用。沥青路面在服役过程中,不仅受到行车荷载的反复作用,还要承受大气、降水等外界环境的影响。尤其是在沿海地区,沥青路面受到外界环境的不利影响更为严峻。沿海地区海雾频发,海水中的盐分会随着海雾迁移到沥青路面,当海雾在沥青路面上凝结时,水分及其内部含有的盐离子会渗入到沥青路面结构中腐蚀沥青混合料,导致沥青内聚性或沥青-集料黏附性迅速下降,造成沥青路面出现松散、剥落等,进一步引发早期病害,显著降低沥青路面服务水平与使用寿命。降低沥青混合料的粘聚力,导致混合料整体强度下降,直接引起沥青路面松散、坑槽、开裂等病害的产生。因此,如何提高沿海地区沥青路面使用寿命与服务水平是道路工程领域当前亟需解决的问题。
2、目前对于盐蚀环境下沥青混合料的研究主要是通过高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性、疲劳性能、间接拉伸强度和动态模量等,分析盐蚀环境下沥青混合料性能变化规律。但这些试验方法都要求成型沥青混合料试件,试验过程繁琐、周期较长。因此,快速评价沥青混合料受盐蚀损伤程度,并筛选出具有较好抗盐蚀性能的沥青混合料组合,对提高沿海地区沥青路面的使用耐久性极为重要。
3、目前,傅里叶红外光谱(ftir)在国内外已被广泛用于检测沥青老化历程中的官能团变化,进而实现对沥青老化程度的量化评价。专利cn 113237826 a公开了一种
4、在盐蚀环境下,盐溶液与沥青表面中的轻质组分发生一系列反应,生成皂类化合物易溶于水,致使沥青发生“盐老化”,沥青中化学官能团发生改变。因此,本专利技术将基于ftir测试使用盐溶液浸泡前后集料表面沥青膜官能团变化,并通过测试结果计算相应官能团指数,提出评价沥青混合料受盐腐蚀程度评价指标,可快速对沥青混合料受盐腐蚀损伤程度进行评价判定。
技术实现思路
1、(一)针对现有技术的不足,本专利技术提供了一种快速评价沥青混合料盐蚀损伤程度的试验方法,能定量对沥青混合料受盐腐蚀损伤程度进行准确判定,试验操作简单、周期短、准确度高。
2、(二)为实现以上目的,本专利技术通过以下技术方案予以实现:一种快速评价沥青混合料盐蚀损伤程度的试验方法,包括以下步骤,
3、(1)对集料表面的沥青膜进行ftir测试,检测其在966cm-1、1032cm-1、1377cm-1与1600cm-1处的吸光度,并计算丁二烯官能团指数、亚砜基指数、非对称脂肪族官能团指数与芳香官能团指数,依次计为ic=c、is=o、iali、iar,具体公式如下:
4、
5、
6、
7、
8、其中,s966、s1032、s1377、s1462、s1600分别是指红外光谱波数为966cm-1、1032cm-1、1377cm-1、1462cm-1、1600cm-1处对应的峰面积,∑s900-1780是指红外光谱波数为900cm-1-1780cm-1之间的峰面积总和;
9、(2)采用步骤(1)中的方法计算干燥状态下集料表面的沥青膜的丁二烯官能团指数、亚砜基指数、非对称脂肪族官能团指数与芳香官能团指数,依次计为ic=c,dry、is=o,dry、iali,dry、iar,dry;
10、(3)采用步骤(1)中的方法计算海盐溶液浸泡后的集料表面的沥青膜的丁二烯官能团指数、亚砜基指数、非对称脂肪族官能团指数与芳香官能团指数,依次计为ic=c,ero、is=o,ero、iali,ero、iar,ero;
11、(4)根据步骤(2)和(3)中计算得到的丁二烯官能团指数、亚砜基指数、非对称脂肪族官能团指数与芳香官能团指数,通过下式对沥青混合料受盐腐蚀损伤程度进行判定,
12、a)沥青混合料轻度受盐腐蚀损伤:
13、
14、b)沥青混合料中度受盐腐蚀损伤:
15、
16、c)沥青混合料重度受盐腐蚀损伤:
17、
18、其中,
19、优选的,步骤(4)中,沥青混合料的制备方法如下:
20、s1、对石材进行切割、打磨,制成集料基底,然后清洗烘干,并加热至150℃,备用;
21、s2、将70#基质沥青加热到160℃,随后滴至倾斜设置的集料基底表面,让沥青在重力作用下从集料基底上边界自由向下流动,为保证能在集料基底上边界附近获得厚度小于100μm的沥青膜,将其放回烘箱中保温2min,促使沥青进一步向下流动,冷却至室温后制得集料-沥青试样,即沥青混合料。
22、优选的,步骤s1中,石材包括但不限于花岗岩、辉绿岩。
23、优选的,步骤(2)中,干燥状态下集料表面的沥青膜是将制得的沥青混合料在25℃恒温箱中处理,然后刮取制得。
24、优选的,步骤(3)中,海盐溶液浸泡后的集料表面的沥青膜是将沥青混合料放入海盐溶液中浸泡3d、5d,再将其放入25℃恒温箱中处理,然后刮取制得。
25、优选的,海盐溶液采用天然日晒海盐和蒸馏水配制而成,其质量浓度为5%。
26、优选的,步骤(1)中,集料表面的沥青膜ftir测试的红外光谱波数扫描范围为400cm-1-4000cm-1,扫描次数为32次。
27、(三)本专利技术提供了一种快速评价沥青混合料盐蚀损伤程度的试验方法,具备以下有益效果:
28、本专利技术利用5%海盐溶液浸泡前后集料表面沥青膜的傅里叶红外光谱特征官能团变化,将沥青混合料受盐蚀损伤程度划分为轻度损伤、中度损伤与重度损伤,根据检测计算得到的特征官能团指数变化,能定量对沥青混合料受盐腐蚀损伤程度进行准确判定。
29、本专利技术无需使用成型沥青混合料试件或进行大规模路面钻芯取样,预测沥青混合料抗盐腐蚀性能时,仅需采用热浇筑法成型沥青-集料界面试样;检测服役中的沥青路面受盐蚀损伤程度时,仅需从路面刮取少量沥青,即可准确评判沥青混合料抗盐腐蚀性能,试验操作简单、周期短、准确度高。
30、本专利技术可以根据预测得到的沥青混合料抗盐腐蚀性能,选择适合的沥青-集料组合用于沥青路面铺筑,还可根据测试得到的实际服役中沥青路面受盐腐蚀损伤程度,采取相应的养护方案,以提高沿海高盐高湿地区沥青路面使用寿命与服务水平。
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1.一种快速评价沥青混合料盐蚀损伤程度的试验方法,其特征在于,包括以下步骤,
2.如权利要求1所述的一种快速评价沥青混合料盐蚀损伤程度的试验方法,其特征在于,步骤(4)中,沥青混合料的制备方法如下:
3.如权利要求2所述的一种快速评价沥青混合料盐蚀损伤程度的试验方法,其特征在于,步骤S1中,石材包括但不限于花岗岩、辉绿岩。
4.如权利要求2所述的一种快速评价沥青混合料盐蚀损伤程度的试验方法,其特征在于,步骤(2)中,干燥状态下集料表面的沥青膜是将制得的沥青混合料在25℃恒温箱中处理,然后刮取制得。
5.如权利要求1所述的一种快速评价沥青混合料盐蚀损伤程度的试验方法,其特征在于,步骤(3)中,海盐溶液浸泡后的集料表面的沥青膜是将沥青混合料放入海盐溶液中浸泡3d、5d,再将其放入25℃恒温箱中处理,然后刮取制得。
6.如权利要求5所述的一种快速评价沥青混合料盐蚀损伤程度的试验方法,其特征在于,海盐溶液采用天然日晒海盐和蒸馏水配制而成,其质量浓度为5%。
7.如权利要求1所述的一种快速评价沥青混合料盐蚀损伤程度的试
...【技术特征摘要】
1.一种快速评价沥青混合料盐蚀损伤程度的试验方法,其特征在于,包括以下步骤,
2.如权利要求1所述的一种快速评价沥青混合料盐蚀损伤程度的试验方法,其特征在于,步骤(4)中,沥青混合料的制备方法如下:
3.如权利要求2所述的一种快速评价沥青混合料盐蚀损伤程度的试验方法,其特征在于,步骤s1中,石材包括但不限于花岗岩、辉绿岩。
4.如权利要求2所述的一种快速评价沥青混合料盐蚀损伤程度的试验方法,其特征在于,步骤(2)中,干燥状态下集料表面的沥青膜是将制得的沥青混合料在25℃恒温箱中处理,然后刮取制得。
5.如权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员:杨金栋,陈金盛,薛程鹏,张德润,余培,刘子阳,栾东兴,许培欣,
申请(专利权)人:福建省交通规划设计院有限公司,
类型:发明
国别省市:
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