沥青材料老化性能评价方法和沥青材料老化性质评价方法技术

本发明专利技术提供沥青材料老化性能评价方法和沥青材料老化性质评价方法，涉及工程材料技术领域。该沥青材料老化性质评价方法通过测试材料的流变性能指标，并绘制流变性能指标的主曲线，基于主曲线求解流变性能指标的位移因子。将位移因子、温度与反应活化能之间的数量关系结合，得到老化性能、活化能和反应速率的关系。其中，不同老化状态下的活化能不一致，活化能越大，温度敏感性越差,老化性能越差；不同老化状态下的反应速率越大,材料的流变状态越不稳定,老化性能越差。该沥青材料老化性质评价方法通过对不同老化状态下沥青材料的活化能、指前因子和反应速率等化学反应动力学参数进行计算，对沥青材料的老化性能进行准确评价。

Evaluation Method of Aging Property of Asphalt Material and Evaluation Method of Aging Property of Asphalt Material

The present invention provides an evaluation method for aging performance of asphalt materials and an evaluation method for aging properties of asphalt materials, which relates to the technical field of Engineering materials. The evaluation method of aging properties of asphalt materials is to test the rheological properties of materials, draw the main curve of rheological properties, and solve the displacement factor of rheological properties based on the main curve. The quantitative relationship between displacement factor, temperature and activation energy was combined to obtain the relationship between aging performance, activation energy and reaction rate. The higher the activation energy, the worse the temperature sensitivity and the worse the aging performance. The higher the reaction rate, the more unstable the rheological state and the worse the aging performance. The evaluation method of aging properties of asphalt materials can accurately evaluate the aging properties of asphalt materials by calculating the chemical reaction kinetic parameters such as activation energy, pre-exponential factor and reaction rate of asphalt materials under different aging conditions.

【技术实现步骤摘要】
沥青材料老化性能评价方法和沥青材料老化性质评价方法
本专利技术涉及工程材料
，具体而言，涉及一种沥青材料老化性能评价方法和沥青材料老化性质评价方法。
技术介绍
常规方法中，对于沥青老化的评价存在诸多不足。传统的薄膜老化试验不能准确地模拟现场施工情况下沥青的老化情况，而由于沥青的流变特性，其在不同的剪切速率下具有不同的粘度值，采用没有剪切速率限制条件下的粘度值来评价沥青的粘稠性能也是不可取的。现有的沥青材料老化性能评价方法都不能准确地评价沥青在实际工作状态下的性能，使得操作人员对于以沥青为例的材料的性能，尤其是在工况下的老化性能，缺乏准确的评价方法。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种沥青材料老化性能评价方法，该沥青材料老化性能评价方法结合化学动力学原理，通过对材料的活化能、指前因子和反应速率等化学反应动力学参数进行计算，并结合温度敏感性与活化能的关系，以通过化学反应动力学参数对材料的老化性能进行准确地评价。本专利技术的另一目的在于提供一种沥青材料老化性质评价方法，通过对不同老化状态下材料的活化能、指前因子和反应速率等化学反应动力学参数进行计算，并结合温度敏感性与活化能的关系，通过化学反应动力学参数对材料的老化性质进行准确地评价，并根据规律检测沥青材料性能随外界条件变化的情况。本专利技术解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的：第一方面，本专利技术提供一种沥青材料老化性能评价方法，包括以下步骤：在不同温度下，测试材料的流变性能指标，绘制所述流变性能指标的主曲线，并基于所述主曲线求解位移因子；其中，所述主曲线反应不同温度下流变性能指标与频率的关系；建立位移因子、温度与反应活化能之间的数量关系式；将所述主曲线体现的所述位移因子与对应温度的数量关系，带入位移因子、温度与反应活化能之间的数量关系式，计算活化能、指前因子和反应速率等化学反应动力学参数；基于化学反应动力学参数的计算结果对沥青材料老化性能进行评价。结合第一方面，述在不同温度下，测试材料的流变性能指标，并绘制所述流变性能指标的主曲线的步骤包括：通过频率扫描，在不同温度下，对材料进行流变性能试验，得到流变性能指标；根据所述流变性能指标，绘制所述流变性能指标的主曲线。结合第一方面，所述根据所述流变性能指标，绘制所述流变性能指标的主曲线的步骤包括：绘制不同温度下的流变性能指标随频率的关系曲线；选择测试过程中的中间温度作为参考温度；将不同温度下的所述流变性能指标随频率的关系曲线平移至所述参考温度；绘制所述参考温度下的所述流变性能指标的主曲线。。结合第一方面，所述根据所述流变性能指标，绘制所述流变性能指标的主曲线的步骤之后还包括：求解所述位移因子；其中，所述流变性能指标的主曲线中，计算不同温度下流变性能指标随频率的关系曲线到主曲线的平移距离，(参考频率-平移距离)/参考频率，即为位移因子。结合第一方面，所述建立位移因子、温度与反应活化能之间的数量关系式的步骤包括：根据流变性能试验类型，建立反应速率方程；基于化学反应动力学原理，建立第一化学反应动力学经验公式；根据材料的流变特性，转换所述第一化学反应动力学经验公式，得到第二化学反应动力学经验公式；根据时间温度换算原理，定义位移因子、温度与反应活化能间的结合公式。结合第一方面，所述将所述主曲线体现的所述位移因子与对应温度的数量关系，带入位移因子、温度与反应活化能之间的数量关系式，计算活化能、指前因子和反应速率等化学反应动力学参数的步骤包括：将所述主曲线体现的所述位移因子与对应温度的数量关系，带入位移因子、温度与反应活化能之间的数量关系式，计算得到位移因子与温度的关系；根据所述位移因子与温度的关系作图；根据图像特性，计算沥青材料活化能、指前因子和反应速率等化学反应动力学参数。结合第一方面，所述位移因子表征温度对材料流变性能的影响，所述位移因子由材料的流变特性决定。第二方面，本专利技术还提供一种沥青材料老化性质评价方法，包括以下步骤：对样品进行老化试验，以制得可用于流变性能试验的材料；在不同温度下，测试材料的流变性能指标，绘制所述流变性能指标的主曲线，并基于所述主曲线求解位移因子；其中，所述主曲线反应不同温度下流变性能指标与频率的关系；建立位移因子、温度与反应活化能之间的数量关系式；将所述主曲线体现的所述位移因子与对应温度的数量关系，带入位移因子、温度与反应活化能之间的数量关系式，计算活化能、指前因子和反应速率等化学反应动力学参数；基于化学反应动力学参数的计算结果对沥青材料老化性能进行评价。结合第二方面，所述对材料进行老化试验的步骤包括：短期老化试验，用于模拟材料在短时间内发生老化导致的材料性能变化；长期老化试验，用于模拟材料在长时间老化后材料的性能变化。结合第二方面，对比第一样品与第二样品的性能；其中，对比所述第一样品与所述第二样品的性能的步骤，在分别对所述第一样品与所述第二样品基于化学反应动力学参数的计算结果进行老化性能进行评价之后进行；所述第一样品与所述第二样品是同种材料经过不同的老化试验所得到的不同样品；或所述第一样品与所述第二样品是不种材料经过相同的老化试验所得到的不同样品。本专利技术实施例的有益效果是：本专利技术提供的沥青材料老化性能评价方法通过在不同温度下，对待测试材料进行流变性能试验，得到流变性能指标。根据流变性能指标，绘制流变性能指标的主曲线，并根据流变性能试验的反应类型，建立化学反应动力学方程。从而结合参照主曲线与化学反应动力学方程，活化能、指前因子和反应速率等化学反应动力学参数，其活化能越大，沥青材料温度敏感性就越差，老化也就越严重；反应速率越大，沥青材料的流变状态就越不稳定,老化性能也就越差。该方法利用化学反应动力学评价材料性能，取代了现有的通过检测材料黏度等物理特性的评价方法，使得该评价方法适用范围广泛，尤其适用于以非牛顿流体为例的，性质会随检测调节变化的有机材料。避免了检测条件对材料性能的影响，使得评价结果更加准确。本专利技术提供的沥青材料老化性质评价方法通过在不同温度下，对材料进行老化反应试验，使得材料转化成为具有不同性能的样品，并对不同的样品进行流变性能试验，得到流变性能指标。根据流变性能指标，绘制流变性能指标的主曲线，并根据流变性能试验的反应类型，建立化学反应动力学方程。从而结合参照主曲线与化学反应动力学方程，活化能、指前因子和反应速率等化学反应动力学参数，其活化能越大，沥青材料温度敏感性就越差，老化也就越严重；反应速率越大，沥青材料的流变状态就越不稳定,老化性能也就越差。并通过对比不同老化程度的样品的性能，从而准确地评价材料性能在不同条件下发生不同程度变化的性质。该方法利用化学反应动力学评价材料的性能，取代了现有的通过检测黏度等物理特性的评价方法，避免了检测条件对材料性能的影响，使得对材料在实际工作状态下的性质评价更加准确。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，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某个实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术提供的沥青材料老化性能评价方法的流程示意图。图2为本专利技术提供的对样品进行老化试验的流程示意图。图3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种沥青材料老化性能评价方法，其特征在于，所述沥青材料老化性能评价方法包括以下步骤：在不同温度下，测试材料的流变性能指标，绘制所述流变性能指标的主曲线，并基于所述主曲线求解位移因子；其中，所述主曲线反应不同温度下流变性能指标与频率的关系；建立位移因子、温度与反应活化能之间的数量关系式；将所述主曲线体现的所述位移因子与对应温度的数量关系，带入位移因子、温度与反应活化能之间的数量关系式，计算活化能、指前因子和反应速率等化学反应动力学参数；基于化学反应动力学参数的计算结果对沥青材料老化性能进行评价。

【技术特征摘要】
1.一种沥青材料老化性能评价方法，其特征在于，所述沥青材料老化性能评价方法包括以下步骤：在不同温度下，测试材料的流变性能指标，绘制所述流变性能指标的主曲线，并基于所述主曲线求解位移因子；其中，所述主曲线反应不同温度下流变性能指标与频率的关系；建立位移因子、温度与反应活化能之间的数量关系式；将所述主曲线体现的所述位移因子与对应温度的数量关系，带入位移因子、温度与反应活化能之间的数量关系式，计算活化能、指前因子和反应速率等化学反应动力学参数；基于化学反应动力学参数的计算结果对沥青材料老化性能进行评价。2.如权利要求1所述的沥青材料老化性能评价方法，其特征在于，所述在不同温度下，测试材料的流变性能指标，绘制所述流变性能指标的主曲线，并基于所述主曲线求解位移因子的步骤包括：通过频率扫描，在不同温度下，对材料进行流变性能试验，得到流变性能指标；根据所述流变性能指标，绘制所述流变性能指标的主曲线。3.如权利要求2所述的沥青材料老化性能评价方法，其特征在于，所述根据所述流变性能指标，绘制所述流变性能指标的主曲线的步骤包括：绘制不同温度下的流变性能指标随频率的关系曲线；选择测试过程中的中间温度作为参考温度；将不同温度下的所述流变性能指标随频率的关系曲线平移至所述参考温度；绘制所述参考温度下的所述流变性能指标的主曲线。4.如权利要求1所述的沥青材料老化性能评价方法，其特征在于，所述根据所述流变性能指标，绘制所述流变性能指标的主曲线的步骤之后还包括：求解所述位移因子；其中，所述流变性能指标的主曲线中，计算不同温度下流变性能指标随频率的关系曲线到主曲线的平移距离，(参考频率-平移距离)/参考频率，即为位移因子。5.如权利要求1所述的沥青材料老化性能评价方法，其特征在于，所述建立位移因子、温度与反应活化能之间的数量关系式的步骤包括：根据流变性能试验类型，建立反应速率方程；基于化学反应动力学原理，建立第一化学反应动力学经验公式；根据材料的流变特性，转换所述第一化学反应动力学经验公式，得到第二化学反应动力学经验公式；根据时间温度换算原理，定义位移因子、温度与反应活化能间的结合公式。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：王元元，郭诗言，曹林涛，
申请(专利权)人：湖北文理学院，
类型：发明
国别省市：湖北,42