一种评价湿度对沥青-集料黏附性影响的方法技术

本发明专利技术公开一种评价湿度对沥青

A method for evaluating the effect of humidity on asphalt aggregate adhesion

【技术实现步骤摘要】
一种评价湿度对沥青
‑
集料黏附性影响的方法


[0001]本专利技术涉及道路工程
，具体涉及一种评价湿度对沥青
‑
集料黏附性影响的方法。

技术介绍

[0002]现有理论认为，沥青混合料是由沥青、集料和空气组成的三相复合体系，其中沥青与集料的黏结作用决定了沥青混合料的整体性能。沥青路面在其整个服役年限内，一直承受着严峻的交通载荷，暴露在恶劣的自然环境当中，并不断发展出各种各样的病害，例如车辙、疲劳开裂，水损害等。其中水损害与沥青和集料界面黏附性能密切相关，其病害形成原因主要在于水分侵入沥青与集料界面，在车辆荷载、温度应力等外界因素作用下，导致沥青与集料剥落，降低路面使用性能。
[0003]目前规范推荐评价沥青混合料水稳定性的方法是水煮法、水浸法，但该方法属于定性评价，受人为因素干扰大，且无法评价气态水对混合料黏附性的影响。传统的力学拉拔(pull
‑
off)试验是将灌入了沥青的拉拔头和石料表面相粘连，通过沥青
‑
集料界面拉伸破坏后的最大拉拔力和沥青的剥落率评价沥青
‑
集料的黏附性，但是该方法忽略了沥青混合料中沥青油膜是夹在两层集料中间，界面黏附开裂可能发生在两层中的任意一层。因此表面自由能理论从材料的能量角度出发，通过沥青与集料的黏附功、沥青内部结合能、以及在有水参与下的沥青剥落功，定量评价沥青
‑
集料黏附性，但表面能方法仅从微观层面评价材料的黏附性，忽视了材料的宏观受力情况，且鲜有与其他评价指标对比分析，未能建立良好关系，同时实际沥青
‑
集料破坏往往都是混合破坏，表面能方法难以获得不同破坏的比例，导致进行定量表征黏附性时忽略了实际破坏情况。

技术实现思路

[0004]因此有必要对拉拔试验计算沥青剥落率过程进行修正，并基于宏观拉拔试验和微观表面能试验提出一种多尺度评价湿度影响沥青与集料黏附性的方法。
[0005]本专利技术的目的在于克服上述技术不足，提供一种评价湿度对沥青
‑
集料黏附性影响的方法，解决现有技术中不能定量评价湿度对沥青
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集料黏附性的影响的技术问题。
[0006]为达到上述技术目的，本专利技术的技术方案提供一种评价湿度对沥青
‑
集料黏附性影响的方法，包括以下步骤：
[0007]S1、将多个拉拔试件放入不同相对湿度的恒温恒湿相中养生，湿度达到平衡后进行宏观力学拉拔试验并获取破坏后的每个拉拔试件的两个集料表面的图像；
[0008]S2、裁切所述图像，将裁切后的所述图像导入到Images Pro Plus软件中进行图像的预处理并获取集料和沥青的像素数；
[0009]S3、根据所述像素数结合沥青剥落率的计算公式得到沥青剥落率；
[0010]S4、根据所述沥青剥落率、沥青内聚能和沥青
‑
集料结合能结合沥青
‑
集料界面能计算公式，获得沥青
‑
集料的界面能，根据所述界面能评价所述沥青
‑
集料黏附性。
[0011]进一步地，在步骤S2中，获得所述集料和所述沥青的像素数的具体步骤如下：
[0012]S21、将裁切后的所述图像导入到Images Pro Plus软件中并在绘图窗口显示；
[0013]S22、将所述图像转换为灰度图；
[0014]S23、对图像采用3*3窗口的中值滤波进行平滑，进一步消除图片拍摄时出现的噪声；
[0015]S24、使用Images Pro Plus软件的Count and measure object和Histogram Based功能选中沥青表面、整个集料表面并计算出像素数。
[0016]进一步地，在步骤S4之前，还包括使用插板法通过测定接触角来获取沥青的表面能参数，使用蒸气吸附法获取集料的表面能参数，根据所述沥青和所述集料的表面能参数分别计算出沥青内聚能以及沥青
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集料的结合能。
[0017]进一步地，在步骤S1中，将多个所述拉拔试件分别放入相对湿度为0
‑
10％、40
‑
50％、60
‑
80％、90
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100％的恒温恒湿相中养生。
[0018]进一步地，在步骤S1中，所述养生的时间为3
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4个月。
[0019]进一步地，在步骤S1中，所述养生的温度为20
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25℃。
[0020]进一步地，在步骤S4中，所述沥青
‑
集料界面能计算公式如下所示：
[0021]W
E
＝β
×
ΔG
aA
+(1
‑
β)
×
ΔG
cA
[0022]其中，W
E
表示界面能，β表示沥青剥落率，ΔG
cA
表示沥青内聚能，ΔG
aA
表示沥青
‑
集料结合能。
[0023]进一步地，在步骤S1之前还包括：制得所述拉拔试件，将两块集料和沥青预热，之后在集料的一个表面滴加预热后的沥青，并将另一块集料盖在所述沥青上，冷却得到所述拉拔试件。
[0024]进一步地，所述集料为石料。
[0025]进一步地，所述石料的厚度为5
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7mm，直径为25
‑
28mm。
[0026]与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：将多个拉拔试件放入不同相对湿度的恒温恒湿相中养生，湿度达到平衡后进行宏观力学拉拔试验并获取破坏后的每个拉拔试件的两个集料表面的图像；之后裁切所述图像，将裁切后的所述图像导入到Images Pro Plus软件中进行图像的预处理并获取集料和沥青的像素数，根据所述像素数结合沥青剥落率的计算公式得到沥青剥落率，沥青剥落率与湿度大小正相关；根据所述沥青剥落率、沥青内聚能和沥青
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集料结合能结合沥青
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集料界面能计算公式，该方法还考虑了沥青内聚能以及沥青
‑
集料结合能对沥青
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集料的粘附性的影响，结合沥青剥落率通过获得沥青
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集料的界面能评价所述沥青
‑
集料黏附性，该方法从多个参数综合考虑通过沥青
‑
集料的界面能评价湿度对沥青
‑
集料粘附性的影响，实现了定量地评价不同湿度条件下沥青与集料的黏附性，沥青
‑
集料界面能越大，沥青和集料的粘附性越强。
附图说明
[0027]图1是本专利技术实施例1中的拉拔试件示意图。
[0028]图2是本专利技术实施例1中破坏后的石料的沥青面。
[0029]图3是本专利技术实施例1中不同相对湿度下的沥青
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集料界面能。
具体实施方式
[0030]本具体实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种评价湿度对沥青
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集料黏附性影响的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将多个拉拔试件放入不同相对湿度的恒温恒湿相中养生，湿度达到平衡后进行宏观力学拉拔试验并获取破坏后的每个拉拔试件的两个集料表面的图像；S2、裁切所述图像，将裁切后的所述图像导入到Images Pro Plus软件中进行图像的预处理并获取集料和沥青的像素数；S3、根据所述像素数结合沥青剥落率的计算公式得到沥青剥落率；S4、根据所述沥青剥落率、沥青内聚能和沥青
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集料结合能结合沥青
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集料界面能计算公式，获得沥青
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集料的界面能，根据所述界面能评价所述沥青
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集料黏附性。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S2中，获得所述集料和所述沥青的像素数的具体步骤如下：S21、将裁切后的所述图像导入到Images Pro Plus软件中并在绘图窗口显示；S22、将所述图像转换为灰度图；S23、对图像采用3*3窗口的中值滤波进行平滑，进一步消除图片拍摄时出现的噪声；S24、使用Images Pro Plus软件的Count and measure object和Histogram Based功能选中沥青表面、整个集料表面并计算出像素数。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S4之前，还包括使用插板法通过测定接触角来获取沥青的表面能参数，使用蒸气吸附法获取集料的表面能参数，根据所述沥青和所述集料的表面能参数分别计算出沥青内聚能以及沥青
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集料的结合能。4.根据权利要求1所述的...

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