一种颗粒集料表面能确定方法、存储介质及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种颗粒集料表面能确定方法，其包括步骤，测量颗粒集料中的化学组分的含量；对颗粒集料表观特性的指标进行测试；利用颗粒集料中的化学组分及表观特性的指标构建表面能预测模型，以利用表面能预测模型计算颗粒集料表面能。本发明专利技术还提供一种存储介质及颗粒集料表面能确定系统，本发明专利技术提供的颗粒集料表面能确定方法、存储介质及系统可实现颗粒集料及颗粒集料—沥青组合的优选，合理利用有限的养护资金。的养护资金。的养护资金。

【技术实现步骤摘要】
一种颗粒集料表面能确定方法、存储介质及系统


[0001]本专利技术涉及道路工程领域，尤其涉及一种颗粒集料表面能确定方法、存储介质及系统。

技术介绍

[0002]随着高速公路的快速发展，我国对高速公路的服役性能要求也越来越高。其中沥青混凝土路面作为主要路面形式之一，在其服役过程中水损害的现象时有发生。常见的路面水损害形式主要表现为颗粒集料与沥青的黏附性降低而造成路面出现松散剥落等，其破坏机理主要有两种：一种是由于水分子滞留在沥青膜内部，导致沥青分子内部强度降低的内聚开裂破坏；另一种是由于水分子到达颗粒集料与沥青黏附界面，在沥青和颗粒集料黏附界面处产生黏附开裂破坏。为具体探究颗粒集料与沥青黏附性的影响，提高沥青混合料的使用性能，需要进行沥青与颗粒集料黏附性研究。现阶段国际上采用较为先进的表面能理论进行试验研究，表面能法通过分别测量沥青与颗粒集料的表面能参数，采用配伍性指标对沥青与颗粒集料的黏附性进行评价。
[0003]为了定量描述沥青与颗粒集料的黏附情况，需要分别测试得到沥青与颗粒集料的表面能大小。但由于颗粒集料测试中，采用蒸气吸附法具有试验价格较高，试验时间长，试验难度大等缺点。
[0004]为此，需要一种简便的颗粒集料表面能确定方法。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供一种颗粒集料表面能确定方法、存储介质及系统解决传统测试沥青与颗粒集能表面能大小时试验价格高、试验时间长、试验难度大的问题。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术解决技术问题的技术方案是提供一种颗粒集料表面能确定方法，其包括步骤：测量颗粒集料中的化学组分的含量；对颗粒集料表观特性的指标进行测试；利用颗粒集料中的化学组分及表观特性的指标构建表面能预测模型，以利用表面能预测模型计算颗粒集料表面能。
[0007]进一步，所述利用颗粒集料中的化学组分及表观特性的指标构建表面能预测模型，以利用表面能预测模型计算颗粒集料表面能包括子步骤：根据多种颗粒集料在粉末状态下的实测表面能数据、化学组分的表面能数据以及化学组分在颗粒集料中的含量数据，计算得到颗粒集料的化学组分函数；将颗粒集料表观特性为零代入化学组分函数中，得到表面能预测模型；结合颗粒集料在粉末状态下的表面能预测模型，计算出颗粒集料的表面能预测模型。
[0008]进一步，所述测量颗粒集料中的化学组分的含量为测量MgO、Al2O3、SiO2、CaO、Fe2O3以及CO2在颗粒集料中的含量。
[0009]进一步，在测量CO2及CaO的含量时，根据CO2和CaO反应生成CaCO3的相对摩尔比，换算回CO2及CaO在颗粒集料中的含量。
[0010]进一步，所述CO2和CaO反应生成CaCO3的相对摩尔比包括CO2和CaO刚好发生完全反应、CO2与CaO反应后仅剩余部分CaO及CO2与CaO反应后仅剩余部分CO2的三种情况。
[0011]进一步，所述测量颗粒集料中的化学组分的含量为通过波长色散X射线荧光光谱仪进行测量。
[0012]进一步，所述颗粒集料表观特性的指标包括粒集料棱角性指标、球度指标及表面纹理指标。
[0013]本专利技术还提供一种存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行颗粒集料表面能确定方法。
[0014]本专利技术还提供一种颗粒集料表面能确定系统，其包括处理器和存储器,所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现颗粒集料表面能确定方法。
[0015]与现有技术相比，本专利技术所提供的颗粒集料表面能确定方法、存储介质及系统具有以下有益效果：
[0016]通过收集颗粒集料中主要化学组分单位质量百分比以及表观特性指标，颗粒集料表面能预测模型得到颗粒集料表面能，进而进行颗粒集料与沥青黏附性评价，从而实现颗粒集料及颗粒集料—沥青组合的优选，合理利用有限的养护资金。
[0017]以上所述本专利技术的具体实施方式，并不构成对本专利技术保护范围的限定。任何根据本专利技术的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本专利技术的保护范围内。
附图说明
[0018]图1为本专利技术第一实施例提供的一种颗粒集料表面能确定方法的步骤流程示意图；
[0019]图2为图1中步骤S3的子步骤流程图。
具体实施方式
[0020]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0021]请参阅图1，本专利技术提供的一种颗粒集料表面能确定方法，其包括步骤：
[0022]S1，测量颗粒集料中所有化学组分的含量；
[0023]具体的，通过波长色散X射线荧光光谱仪测试出颗粒集料中所有化学组分含量占比，确定颗粒集料中主要的化学组分。
[0024]在本实施例中，测试结果主要包括MgO、Al2O3、SiO2、CaO、Fe2O3以及CO2在颗粒集料中的含量占比。由于CO2无法单独纯在颗粒集料中，而是以碳酸根的形式存在在颗粒集料中。在常见金属氧化物中，CaO极容易与CO2反应生成CaCO3。因此，将CO2和CaO转化为CaCO3进行化学组分含量确定。由于不同颗粒集料中CO2和CaO所占比例不同，所以根据CO2和CaO反应生成CaCO3的相对摩尔比，可将转换类型分为以下三种情形：
[0025]第一种，CO2和CaO刚好发生完全反应，不剩余CO2和CaO，此时可直接计算CaCO3摩尔
质量百分含量，然后将此时CaCO3摩尔质量百分含量根据CaCO3的摩尔质量换算出CaCO3在颗粒集料中的单位质量百分含量，此时，CO2与CaO质量比为1：1。
[0026]第二种，CO2与CaO反应后，颗粒集料中不剩余CO2，仅剩余部分CaO。此时CaCO3的摩尔质量百分含量为CO2的摩尔百分含量，同时计算出剩余的CaO摩尔质量百分含量，并将二者换算回单位质量百分含量。
[0027]第三种，CO2与CaO反应后，颗粒集料仅剩余部分CO2，不剩余CaO。此时CaCO3的摩尔质量百分含量为CaO的摩尔质量百分含量，此时剩余的CO2因为含量较少可直接忽略不计，并将CaCO3换算回单位质量百分含量用于后续计算。
[0028]通过结果可以计算得到颗粒集料中MgO、Al2O3、SiO2、Fe2O3、CaCO3、CaO等6种主要化学组分单位质量百分比。
[0029]以辉绿岩和玄武岩的测试结果为例，辉绿岩和玄武岩的化学组分含量测试结果及将CO2和CaO转化为CaCO3后颗粒集料中主要化学组分的单位质量百分含量分别如表一及表二所示。
[0030][0031]表一
[0032][0033]表二
[0034]S2，对颗粒集料表观特性的指标进行测试；
[0035]具体的，采用采用图像测试系统(AIMS法)进行颗粒集料表观特性三个指标测试，分别测得颗粒集料棱角性指标、球度指标及表面纹理指标。根据颗本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种颗粒集料表面能确定方法，其特征在于，包括步骤：测量颗粒集料中的化学组分的含量；对颗粒集料表观特性的指标进行测试；利用颗粒集料中的化学组分及表观特性的指标构建表面能预测模型，以利用表面能预测模型计算颗粒集料表面能。2.如权利要求1所述的一种颗粒集料表面能确定方法，其特征在于，所述利用颗粒集料中的化学组分及表观特性的指标构建表面能预测模型，以利用表面能预测模型计算颗粒集料表面能包括子步骤：根据多种颗粒集料在粉末状态下的实测表面能数据、化学组分的表面能数据以及化学组分在颗粒集料中的含量数据，计算得到颗粒集料的化学组分函数；将颗粒集料表观特性为零代入化学组分函数中，得到表面能预测模型；结合颗粒集料在粉末状态下的表面能预测模型，计算出颗粒集料的表面能预测模型。3.如权利要求1所述的一种颗粒集料表面能确定方法，其特征在于：所述测量颗粒集料中的化学组分的含量为测量MgO、Al2O3、SiO2、CaO、Fe2O3以及CO2在颗粒集料中的含量。4.如权利要求3所述的一种颗粒集料表面能确定方法，其特征在于：在测量CO2及CaO的含量时，根据CO2和Ca...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗蓉，苗强，李仁君，黄婷婷，涂崇志，罗晶，汪翔，牛茏昌，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：