一种测试道路沥青损伤自愈性能的试验方法技术

本发明专利技术涉及一种测试道路沥青损伤自愈性能的试验方法。在LAS疲劳试验加载过程中，当沥青损伤时引入自愈间歇期，进而测试沥青疲劳损伤的自愈性能，并基于间歇期前后损伤变量指标的变化计算自愈百分比(％HS)评价指标，来量化表征道路沥青的损伤自愈能力。该试验方法及评价指标通过更加简单、快速、有效的测试手段，测评沥青在某一特定工况下的自愈能力，可对不同种类道路沥青的自愈性能进行对比分析；同时该方法并以沥青的内聚力疲劳失效为临界损伤水平，可对比道路沥青在疲劳失效发生前后的差异化自愈行为，为未来抗疲劳沥青原材料的科学有效选择提供技术支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种测试道路沥青损伤自愈性能的试验方法
本专利技术属于建筑材料领域，它涉及一种测试道路沥青损伤自愈性能的试验方法。
技术介绍
由于重复加载所导致的疲劳开裂是沥青路面的主要病害之一。沥青材料疲劳模型一直以来都是沥青路面研究领域的热点与难点问题，而目前基于室内连续加载疲劳试验而得到的沥青材料疲劳寿命和室外观测的沥青路面实际疲劳寿命往往有着较大的差距，究其原因，室外沥青路面材料实际服役过程发生的有效自愈是其主要因素之一。因此，理解和量化沥青材料的自愈特性对于沥青路面抗疲劳耐久性设计尤为重要。
技术实现思路
本专利技术的目的是基于线性振幅扫描(LinearAmplitudeSweep，简称LAS)试验建立道路沥青自愈性能的室内测试方法，并提出沥青自愈性能评价指标，进而对沥青的自愈性能进行量化分析。一种测试道路沥青损伤自愈性能的试验方法，其特征在于：首先使用动态剪切流变仪对沥青试样在20℃温度下，按照线性振幅扫描试验方法对沥青进行加速疲劳试验，通过在试验加载过程中引入自愈间歇期来测量自愈间歇期前后损伤变量S的变化；进而，根据自愈间歇期前后损伤变量S的变化来定义沥青的自愈百分比％HS，如以下公式所示，其中，S1为间歇期前的损伤变量值，S2为间歇期后的损伤变量值；进一步，自愈间歇期时长设计为60s、300s、900s、1800s。对不同沥青进行自愈性能测试，沥青自愈百分比％HS数值越高，自愈能力越好；利用自愈百分比％HS选用性能更适宜的沥青，使得建成后的沥青路面具有更好的路用性能。附图说明图1是SBS改性沥青LAS试验所得损伤特性曲线图图2是SBS改性沥青基于LAS的自愈试验损伤特性曲线图(25％失效)图3是SBS改性沥青基于LAS的自愈试验损伤特性曲线图(50％失效)图4是SBS改性沥青基于LAS的自愈试验损伤特性曲线图(75％失效)图5是SBS改性沥青基于LAS的自愈试验损伤特性曲线图(125％失效)图6是SBS改性沥青不同损伤水平及间歇期条件下自愈百分比(％HS)对比图具体实施方式本专利技术的实施过程和分析方法如下。(1)一种测试道路沥青损伤自愈性能的试验方法，其特征在于在AntonPaarMCR302动态剪切流变仪(DSR)上，使用8-mm平行板，设置2-mm间隙，对沥青试样在某一特定中温温度下进行LAS试验，其动态剪切应变振幅的扫描范围从0.1％线性增大至30％，加载频率为10Hz，时间设计为5分钟；然后，通过试验中所采集到的剪切应力(τ)和剪切应变(γ)数据，计算得到沥青疲劳失效点，进而计算损伤水平分别为25％失效、50％失效、75％失效、125％失效所对应的剪切应变(γ)；最后，在LAS试验过程中，可分别在以上损伤水平引入自愈间歇期60s、300s、900s、1800s，观测沥青在间歇期内的自愈行为。自愈间歇期时长的选择根据沥青的材料自愈特性为依据，使沥青自愈百分比(％HS)在0％到100％之间均匀分布，通过经验选择以及试验验证，确定60s、300s、900s、1800s作为沥青自愈试验的间歇期。具体实施步骤如下：第一步：完成无自愈LAS试验，得到损伤特性曲线；第二步：置换试样进行基于LAS的自愈试验，加载至选定损伤水平所对应的剪切应变时停止加载，引入选定的自愈间歇期；第三步：从第二步停止加载时所对应的应变值继续加载，直至材料发生内聚力疲劳失效时结束。(2)试验完成后，基于自愈间歇期前后的损伤变量S1和S2的计算数值，通过公式(1)计算得到自愈百分比(％HS)，并以此作为道路沥青损伤自愈性能的评价指标。具体实施方式一：本实施方式中，采用北京SBS改性沥青进行控制应变的LAS试验，试验温度20℃，试验频率10Hz，线性应变扫描范围为0.1％～30％，扫描时间设计为5分钟完成。试验结束后，获得该材料的损伤特性曲线，如图1所示。具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一的不同是在LAS试验的加载程序中引入间歇期(60s、300s、900s、1800s)，损伤水平为25％，获得损伤特性曲线，如图2所示。具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一的不同是在LAS试验的加载程序中引入间歇期(60s、300s、900s、1800s)，损伤水平为50％，获得损伤特性曲线，如图3所示。具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一的不同是在LAS试验的加载程序中引入间歇期(60s、300s、900s、1800s)，损伤水平为75％，获得损伤特性曲线，如图4所示。具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一的不同是在LAS试验的加载程序中引入间歇期(60s、300s、900s、1800s)，损伤水平为125％，获得损伤特性曲线，如图5所示。基于上述实施方式所获得的试验数据计算损伤自愈百分(％HS)，四种损伤水平下的沥青损伤自愈百分比(％HS)在附图6中进行了对比。可以看出，通过基于LAS的沥青自愈试验能够很好的测试出沥青的疲劳自愈能力，并清晰、直观的反映在损伤特性曲线中。同时在沥青发生内聚力疲劳失效之前可以清楚的观测到自愈行为，而在发生内聚力疲劳失效之后，沥青的损伤自愈能力极为有限。因此，疲劳失效的发生对于沥青能否有效自愈至关重要。从图6中可以看出损伤水平越高、间歇期越短，％HS数值越低，即沥青的自愈效果越差，这与实际符合，由此证明了该道路沥青损伤自愈性能试验方法及评价指标的科学有效性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测试道路沥青损伤自愈性能的试验方法，其特征在于：首先使用动态剪切流变仪对沥青试样在20℃温度下，按照线性振幅扫描试验方法对沥青进行加速疲劳试验，通过在试验加载过程中引入自愈间歇期来测量自愈间歇期前后损伤变量S的变化；进而，根据自愈间歇期前后损伤变量S的变化来定义沥青的自愈百分比％HS，如以下公式所示，其中，S1为间歇期前的损伤变量值，S2为间歇期后的损伤变量值；

【技术特征摘要】
1.一种测试道路沥青损伤自愈性能的试验方法，其特征在于：首先使用动态剪切流变仪对沥青试样在20℃温度下，按照线性振幅扫描试验方法对沥青进行加速疲劳试验，通过在试验加载过程中引入自愈间歇期来测量自愈间歇期前后损伤变量S的变化；进而，根据自愈间歇期前后损伤变量S的变化来定义沥青的自愈百分比％HS，如以下公式所示，其中，S1为间歇期前的损伤变量值，S2为间歇期后的损伤变量...

【专利技术属性】
技术研发人员：王超，陈乙方，谢薇，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11