一种紫外光老化沥青及沥青胶浆的低温性能测试方法技术

本发明专利技术涉及一种紫外光老化沥青及沥青胶浆的低温性能测试方法，包括以下步骤：(1)制备沥青及沥青胶浆的小梁试样：将沥青及沥青胶浆置入条形模中，浇注成长条状的沥青及沥青胶浆小梁试样；(2)将小梁试样紫外光老化：将小梁试样连同条形模一起置于紫外光源下进行光照老化，防止沥青及沥青胶浆小梁试样在常温下脱离成型模具后会发生形变；(3)将小梁试样进行弯曲蠕变劲度试验：将紫外光老化后的小梁试样脱模，进行弯曲蠕变劲度试验，测试紫外光老化后的沥青及沥青胶浆的低温性能。本发明专利技术提供一种模拟实际沥青路面在强紫外线光老化后的低温性能变化的测试方法，对开展沥青及沥青胶浆的紫外光老化研究，了解沥青路面低温性能具有现实意义。

Test method for low temperature performance of ultraviolet aging asphalt and asphalt mortar

The invention relates to an ultraviolet radiation aging asphalt and asphalt low temperature performance test method, which comprises the following steps: (1) the trabecular specimen preparation of asphalt and asphalt mortar: asphalt and asphalt mortar in strip mould, asphalt and asphalt mortar beam specimens pouring into strips; (2) the small beam specimens UV aging: the small beam specimens together with the strip die together under an ultraviolet light source light aging, prevent the occurrence of deformation of asphalt and asphalt mortar will small beam specimens from the mold at room temperature; (3) the small beam specimens of bending creep stiffness test: UV aging after small beam specimen release, bending creep stiffness test, low temperature performance of asphalt and asphalt mortar after the UV aging test. The invention provides a test method for simulating the asphalt pavement in the strong ultraviolet light and low temperature performance change after aging, aging of ultraviolet light on asphalt and asphalt mortar, realistic understanding of asphalt pavement performance at low temperature.

【技术实现步骤摘要】
一种紫外光老化沥青及沥青胶浆的低温性能测试方法
本专利技术属于公路及城市道路领域，具体涉及一种紫外光老化沥青及沥青胶浆的低温性能测试方法。
技术介绍
沥青性能对沥青路面低温性能的直接贡献率约为80％，沥青混合料在低于10℃条件下的表现主要取决于沥青的性质。沥青在低温下变脆、变硬，应力松弛能力降低，在交通荷载及环境因素综合作用下，沥青混合料的拉应力超过其极限抗拉强度进而出现开裂破坏。VanDerPool在1954年提出劲度模量时曾分析，沥青材料在低温或短时荷载作用下，其劲度模量趋近于弹性模量；当长期荷载作用时，劲度模量随时间急剧下降，两者在双对数坐标上呈线性关系；随温度上升，沥青稠度降低，其劲度模量随之减小。高性能沥青路面(Superpave)利用弯曲梁流变仪进行弯曲蠕变劲度试验(BBR，bendingbeamrheometer)来评价沥青低温抗裂性能。BBR试验可用于测定低温条件下沥青弯曲蠕变劲度模量S及其变化速率m，规定60s对应的S值不超过300MPa，m值不小于0.30。现行《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTGE20-2011)中规定BBR试验中小梁试样尺寸为：长127mm、厚6.35mm、宽12.7mm，一个BBR试样沥青用量约为10g。由于在紫外光老化试验中，一般沥青膜厚小于1mm，所以若准备一个由紫外光老后沥青成型的BBR试样，就需要对较大面积内的沥青进行紫外光辐照，但存在的问题是：紫外光照强度在不同光源及大面积内皆不可避免地会分布不均，且在实际环境中，仅为沥青表面承受紫外光照作用，而非常规BBR试验中全厚度6.35mm内的沥青均受到紫外光老化；另一方面，现有国内外沥青材料紫外光老化研究，一般只针对常用沥青，而在实际路面中，起决定性胶结作用的为沥青与矿粉组成的沥青胶浆，因此，模拟实际沥青路面在强紫外线光老化后的低温性能变化，开展沥青及沥青胶浆的紫外光老化研究，对了解沥青路面低温性能具有现实意义。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了解决上述问题而提供一种紫外光老化沥青及沥青胶浆的低温性能测试方法。本专利技术的目的通过以下技术方案实现：一种紫外光老化沥青及沥青胶浆的低温性能测试方法，具体包括以下步骤：(1)制备沥青及沥青胶浆的小梁试样：在条形模的内表面涂抹隔离剂，再将沥青及沥青胶浆置入条形模中，浇注成长条状的沥青及沥青胶浆小梁试样；(2)将小梁试样紫外光老化：将小梁试样连同条形模一起置于紫外光源下进行光照老化，防止沥青及沥青胶浆小梁试样在常温下脱离成型模具后会发生形变；(3)将小梁试样进行弯曲蠕变劲度试验：将紫外光老化后的小梁试样脱模，进行弯曲蠕变劲度试验，测试紫外光老化后的沥青及沥青胶浆的低温性能。步骤(1)所述的条形模由一个底模、两个侧模及两个端模捆扎组成，所述的侧模设于底模的两侧，所述的端模设于底模的两端且位于侧模之间。进一步地，所述的条形模采用铝或不锈钢材料制得，表面光滑平整，条形模较宽的一面外露于空气中，以便更加真实反映实际过程沥青及沥青胶浆光老化过程。进一步地，所述条形模的底模、侧模及端模组合形成长为125-130mm、宽为10-15mm、高为4-8mm的长方槽。步骤(1)所述的隔离剂采用甘油-滑石粉混合物，以保证小梁试样顺利脱模。步骤(1)浇注完成后，室温放置45-60min，然后刮平上表面。步骤(2)所述的紫外光源采用均匀带状光源，紫外光照强度为100-300W/m2，光照时间为50-300h，试样温度不超过80℃，以避免热老化。进一步地，浇注沥青及沥青胶浆时，在流动状态时加以搅拌以保证均匀。可根据试验需求，将适量流动状的沥青及沥青胶浆自模具一端向另一端往复浇注，且四个顶点处需着重注入，注入试样时不得产生气泡，浇注完成后，使沥青及沥青胶浆略高于模具表面，将浇注完成的试样放置一段时间，用热刮刀刮平表面，保证沥青及沥青胶浆与试模齐平且沥青表面光滑。并且，为了进行对比，需成型原样沥青及沥青胶浆、短期热老化及压力老化后的沥青及沥青胶浆小梁试样，以进行后续弯曲蠕变劲度比较分析。采用本领域公知的方法进行弯曲蠕变劲度试验(BBR)，试验温度为-6℃、-12℃、-18℃、-24℃。BBR试验中每隔0.5s采集一次数据，按照式(1)计算劲度模量，并将劲度模量的对数与时间对数进行二次多项式回归，如式(2)，由回归公式确定模型系数，按式(3)求解劲度曲线的斜率m，式中，L为简支梁跨径；b为试样宽度；h为试样厚度；P为施加的恒定荷载；t为试验时间；δ为试样跨中挠度；A、B、C为回归参数。lgS(t)＝A+Blgt+C(lgt)2(2)最后，综合紫外线光照强度、紫外线光照时间、BBR试验结果、沥青及沥青胶浆性能试验等结果，并结合原样、短期热老化、压力老化后沥青及沥青胶浆试样结果，进行紫外光老化后沥青及沥青胶浆的低温性能对比、评价分析。本专利技术通过对条形模参数的设计及对小梁试样进行表面紫外光照，解决了常规光老化试样较少而很难满足小梁试样的问题，本专利技术不仅对沥青，而且对起到胶结作用的沥青胶浆进行紫外光照老化及低温性能测试，全面分析在实际过程中，经受光照老化的沥青路面的低温性能。常规试样成型模具中BBR小梁较窄的一面露于空气中，而低温弯曲蠕变试验中小梁试样较宽的一面承接加载作用，并且小梁试样在脱离模具后容易变形，本专利技术综合考虑紫外光老化仅发生于最表面的事实，对成型模具进行了参数改进，使低温弯曲蠕变试验中承接加载作用的较宽的一面露于空气中，试样进行紫外光老化后，对小梁试样进行低温试验，更加真实反映实际过程沥青及沥青胶浆的低温性能。附图说明图1为本专利技术条形模的结构示意图；图2为橡胶沥青随光照时间在不同温度下的低温系数；图中：1-底模；2-侧模；3-端模；4-小梁试样。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。实施例1一种紫外光老化沥青及沥青胶浆的低温性能测试方法，具体包括以下步骤：(1)沥青及沥青胶浆小梁试样制备本实施例中，以70#基质沥青及其对应的沥青胶浆(粉胶比为1:1)、橡胶沥青及其对应的橡胶沥青胶浆(粉胶比为1:1)为试验对象，在长条模中分别浇注热沥青及沥青胶浆，如图1所示，条形模由一个底模1、两个侧模2及两个端模3捆扎组成，侧模2设于底模1的两侧，端模3设于底模1的两端且位于侧模2之间，条形模采用铝或不锈钢材料制得，表面光滑平整，条形模的底模1、侧模2及端模3组合形成长为125-130mm、宽为10-15mm、高为4-8mm的长方槽，试样4浇注在长方槽内，本实施例，成型后的小梁试样尺寸为125mm×12mm×6mm，同时成型对应的原样、短期热老化、压力老化的基质沥青及基质沥青胶浆、橡胶沥青及橡胶沥青胶浆的小梁作为对比组，且每种情况成型2个平行试件。(2)沥青及沥青胶浆小梁紫外光老化试验设定用于紫外光老化的沥青小梁在紫外光源下照射的时间为50h、100h、200h、300h，紫外光照强度最大值为300W/m2。(3)沥青及沥青胶浆弯曲蠕变劲度试验本实施例中，基质沥青及其沥青胶浆的弯曲蠕变劲度试验温度为-6℃、-12℃、-18℃、-24℃，橡胶沥青及其橡胶沥青胶浆的弯曲蠕变劲度试验温度为-12℃、-18℃、-24℃，试验中每隔0.5s采集一次数据。紫外光老化后及非光老化(原样、短期热本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种紫外光老化沥青及沥青胶浆的低温性能测试方法，其特征在于，具体包括以下步骤：(1)制备沥青及沥青胶浆的小梁试样：在条形模的内表面涂抹隔离剂，再将沥青及沥青胶浆置入条形模中，浇注成长条状的沥青及沥青胶浆小梁试样；(2)将小梁试样紫外光老化：将小梁试样连同条形模一起置于紫外光源下进行光照老化；(3)将小梁试样进行弯曲蠕变劲度试验：将紫外光老化后的小梁试样脱模，进行弯曲蠕变劲度试验，测试紫外光老化后的沥青及沥青胶浆的低温性能。

【技术特征摘要】
1.一种紫外光老化沥青及沥青胶浆的低温性能测试方法，其特征在于，具体包括以下步骤：(1)制备沥青及沥青胶浆的小梁试样：在条形模的内表面涂抹隔离剂，再将沥青及沥青胶浆置入条形模中，浇注成长条状的沥青及沥青胶浆小梁试样；(2)将小梁试样紫外光老化：将小梁试样连同条形模一起置于紫外光源下进行光照老化；(3)将小梁试样进行弯曲蠕变劲度试验：将紫外光老化后的小梁试样脱模，进行弯曲蠕变劲度试验，测试紫外光老化后的沥青及沥青胶浆的低温性能。2.根据权利要求1所述的一种紫外光老化沥青及沥青胶浆的低温性能测试方法，其特征在于，步骤(1)所述的条形模由一个底模、两个侧模及两个端模捆扎组成，所述的侧模设于底模的两侧，所述的端模设于底模的两端且位于侧模之间。3.根据权利要求2所述的一种紫外光老化沥青及沥青胶浆的低温性能测试方法，其特征在于，所述的条形模采用...

【专利技术属性】
技术研发人员：武金婷，叶奋，崔玉宝，韦特，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海,31