采用插板法计算沥青材料动态接触角的方法技术

本发明专利技术公开了一种采用插板法计算沥青材料动态接触角的方法，包括以下步骤：S1、采用插板法测试沥青材料不同浸入深度h对应天平受力变化值ΔF；S2、采用线性方程拟合根据不同浸入深度h对应天平受力变化值ΔF数据，并求解模型参数；S3、根据黏滞力作用下动态接触角的求解方程计算动态接触角。本发明专利技术所采用的计算方法考虑了黏滞力对动态接触角的影响，使得计算结果更加准确，为准确获取材料的表面能参数奠定了基础。

The method of calculating the dynamic contact angle of asphalt material by inserting plate

【技术实现步骤摘要】
采用插板法计算沥青材料动态接触角的方法
本专利技术涉及道路工程领域，具体涉及一种采用插板法计算沥青材料动态接触角的方法。
技术介绍
沥青路面是我国公路与城市道路的主要结构之一。而沥青与集料的黏附性能，直接关系到沥青混合料的疲劳寿命、自愈合能力及水稳定性等路用性能。目前国际上常常采用表面自由能法确定沥青–集料界面的黏附结合能(简称黏附能)，以此作为量化沥青与集料黏附性能的指标。确定黏附能指标的核心是准确地测定沥青和集料的表面能参数，一般认为物质表面自由能由3个分量组成：(a)非极性分量(b)极性分量酸分量和(c)极性碱分量对于沥青这种表面能较低的固体物质，表面自由能分量一般通过测定液体在其表面形成的接触角θ，并根据Young-Dupre方程计算。根据Young-Dupre方程可知，求解沥青3个表面自由能，需要至少3种已知表面自由能的试剂与沥青的接触角θ。目前，常用的沥青接触角测量方法有静滴法和插板法：静滴法通过图像分析技术计算得到沥青的接触角，但此方法不能克服液滴自身重力等对于接触角结果的影响，同时试验结果直接受到设备精度的影响；而插板法本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采用插板法计算沥青材料动态接触角的方法，其特征在于：包括以下步骤：/nS1、采用插板法测试沥青材料不同浸入深度h对应天平受力变化值ΔF；/nS2、采用线性方程拟合根据不同浸入深度h对应天平受力变化值ΔF数据，并求解模型参数；/nS3、根据黏滞力作用下动态接触角的求解方程计算动态接触角：/n计算接触角＞90°时，＜90°时，＝90°时在黏滞力作用下的动态接触角大小，具体方法为：/n1)接触角＞90°时：/n当玻片未浸入试剂时，玻片在Z方向上受力平衡；玻片受到拉力＝玻片重力：/nF＝W (1)；/n当玻片匀速向下浸入试剂时，若接触角＞90°，液体曲面形状低于水平液面；由于液面内外存在压力...

【技术特征摘要】
1.一种采用插板法计算沥青材料动态接触角的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、采用插板法测试沥青材料不同浸入深度h对应天平受力变化值ΔF；
S2、采用线性方程拟合根据不同浸入深度h对应天平受力变化值ΔF数据，并求解模型参数；
S3、根据黏滞力作用下动态接触角的求解方程计算动态接触角：
计算接触角＞90°时，＜90°时，＝90°时在黏滞力作用下的动态接触角大小，具体方法为：
1)接触角＞90°时：
当玻片未浸入试剂时，玻片在Z方向上受力平衡；玻片受到拉力＝玻片重力：
F＝W(1)；
当玻片匀速向下浸入试剂时，若接触角＞90°，液体曲面形状低于水平液面；由于液面内外存在压力差使得玻片浸润深度为h＝h′-Δh0；其中Δh0可以使用公式(2)计算：



此时，玻片在h方向上受力平衡；
F(t)＝W-Fb+γLPtcosθD-Fv(3)；
其中，F(t)表示玻片受到天平施加的拉力；Fb表示液体对玻片施加浮力；W表示玻片自身重力；γL表示液体表面张力；Fv表示液体对玻片施加粘滞力；
当玻片底部截面的长宽a、b已知时，液体对玻片的浮力可以表示为：



液体对玻片的张力γL在h方向上的分量可以采用公式(5)计算：
γLPtcosθ＝2(a+b)γLcosθD(5)；
液体在玻片表面作用一个粘滞力，粘滞力的计算公式如下所示：



其中，μ是测试试剂的粘度，是x方向(水平)上的速度梯度；
因此，将公式(4)—(6)带入公式(3)中，可以得到：



所以，天平施加拉力的变化量ΔF(t)＝F(t)-F可以表示为：<...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗蓉，罗晶，涂崇志，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42