【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及道路材料性能评价领域，具体涉及一种紫外辐射作用下沥青胶结材料老化程度及特征评价方法。
技术介绍
1、随着我国经济和城市化的迅猛发展，道路交通运输迎来重大发展机会。沥青路面在我国高等级路面工程中所占比例可达90％以上，但沥青路面在建设及运营期间会出现裂缝、坑槽、沉陷、车辙等各种病害，尤其在强烈的紫外线下，公路沥青面层材料会发生紫外老化，进而诱发不同类型沥青路面病害，大大降低了沥青路面的耐久性及服役寿命。为了克服由沥青紫外老化引起的道路病害，国内外研究者针对沥青路面材料的紫外老化行为展开了一定的研究，主要通过不同的技术手段表征和评价沥青路面材料的老化行为及特征。然而，现有研究多通过性能指标间接评价沥青材料的紫外老化程度，缺乏通过材料紫外诱发直接性变化对沥青紫外老化行为完备和系统的研究方法。因此，亟需一种紫外辐射作用下沥青胶结材料老化程度及特征评价方法，以评价不同紫外老化时间下沥青胶结材料的老化速率，为沥青路面材料的紫外老化行为控制提供相关参考依据和基础。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种紫外辐射作用下沥青胶结材料老化程度及特征评价方法，以解决现有技术中的问题。
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：
3、本专利技术提供了紫外辐射作用下沥青胶结材料老化程度及特征评价方法，包括以下步骤：
4、准备需要进行沥青紫外老化评价的沥青材料，其中包括进行对比评价指标的基质沥青材料。
5、选择沥青膜试件的制备方式，沥青
6、溶解-蒸发法制备沥青膜的步骤为：将一定质量的沥青倒入培养皿中自流平，形成1mm～2mm厚度的沥青膜，然后放入耐候性试验箱进行紫外老化处理；在新的容器中倒入适量剥离溶剂(三氯乙烯溶液、四氢呋喃溶液、二硫化碳溶液)，将紫外老化后的沥青试样连同培养皿一起倒扣在装有溶剂的容器中，待老化后的沥青完全溶于溶剂后，获得溶解有不同紫外老化层的沥青溶液，加热待溶剂挥发完全后形成沥青膜；
7、优选地，剥离溶剂使用三氯乙烯溶液。
8、物理切片法制备沥青膜的步骤为：采用模具将沥青浇筑成1cm×1cm×0.5cm的块状试件，采用液氮冷却至玻璃化温度进行冷冻处理6h，采用冷冻超薄切片机对试件进行切片处置，最后将切割完成的沥青膜试件放入紫外耐候性试验箱内进行紫外老化处理；
9、经紫外辐射处理的制备完成的沥青膜厚度应在10～20μm范围内，并要求对沥青膜表面进行厚度及平整度测试，要求表面五点中任意两点的厚度值差值在0.5μm范围内；采用激光测厚仪或台阶仪对沥青薄膜的四角和中心等位置五点的测量平均厚度和标准差，达到控制沥青膜试件厚度及平整度的要求，厚度测试点位置详见说明书附图。
10、优选地，沥青膜的制备材料包括基质沥青及改性沥青等，也可包含乳化沥青的蒸发残留物；
11、其中，玻璃化温度可采用差式扫描热试验具体确定；
12、优选地，冷冻超薄切片机采用金刚石刀头；
13、优选地，沥青膜预定采用厚度为10μm。
14、优选地，采用激光测厚仪进行沥青膜厚度测量分析。
15、沥青膜试样的紫外辐射处理，需要准备沥青膜试样，利用紫外耐候性试验箱进行紫外老化处理，选择的紫外耐候性试验箱以220w的紫外输出功率范围进行环境模拟试验，其辐射高度范围为0.2m，单位紫外辐射强度范围为5.23w/m2，按照相关文献的室内外紫外光照射模拟转化公式设置紫外老化处理时间，时间设置范围以0～400h为主，公式如下：
16、
17、式中，t为室内紫外光辐照时间(h)；x为紫外灯管辐照强度(w/m2)；q为室外太阳紫外光辐照强度(kj/m2)；y为太阳紫外光辐照强度(w/m2)；z为室外太阳光辐照时间(d)；d为不同地区年平均每日太阳光照射时间(h/d)。
18、优选地，模拟广东地区紫外光辐射年平均辐射量，广东地区年平均每日太阳光照射时间为6h/d，对应环境老化时间将室内老化时间设置为0h、17.9h、53.7h、107.4h及272.2h。
19、待沥青膜试件制备完成后，采用扫描电子显微镜对沥青测试样品进行微观扫描。将沥青膜试膜切割处理为3mm×3mm的检测试样，置于扫描电镜试验台表面的导电胶上，对沥青膜试样表面进行90～120s喷金处理，使其获得导电性并在扫描电子显微镜下显现。
20、优选地，对沥青膜试样表面喷金处理120s。
21、为了获取获取不同紫外老化程度沥青膜试件的微观形貌及相关数据，采用加速电压为5kv的扫描电子显微镜(sem)测试，选用100、200、500及1000倍数下的表征试验结果。
22、优选地，选取200倍数下沥青微观形貌图进行紫外老化诱发特征微观结构及演化阶段的定义和划分。
23、通过image j对扫描电子显微镜的沥青微观图进行处理，获取不同紫外老化程度沥青膜试件的微观形貌图。
24、根据不同紫外老化程度沥青膜试件的微观形貌图，对目标沥青材料的紫外老化行为进行初步评价，定义和划分紫外老化诱发的特征微观结构及演化阶段，利用沥青经紫外老化后出现的典型特征微观形貌结构作为主要判定依据，以此划分两个阶段。紫外老化阶段性划分的主要微观依据如下：
25、所述老化演化第一阶段微观划分依据为，沥青膜试件表面出现了明显的平行相互贯通或交错形成的微观裂缝形态及褶皱形态，该形态在沥青老化前后均出现；所述老化演化第二阶段微观划分依据为，沥青膜试件表面形成了相互交错贯通的闭合性裂缝和块状碎片的微观形态，即网状结构，该形貌结构仅出现于长时间紫外老化后。
26、采用image j对相关结果的信息进行定义及计算处理，获得相关评价指标计算依据。具体评价指标如下：
27、定义和计算表征结果的视域范围面积定义为该放大倍数下的测总面积s0。
28、定义紫外老化沥青微观形貌特征结构的统计块数ai为总面积不变的条件下，结合平均面积统计获取的网状结构存在数量，所述统计网状结构的存在数量为ai。
29、依据统计网状结构的存在数量发现，沥青膜试件表面的相互交错贯通的闭合性裂缝和块状碎片越多，裂缝贯穿程度越高，说明沥青老化程度越高；反之，说明沥青老化程度较低。
30、定义沥青胶结料的紫外老化速率bi为单位老化时间内网状结构出现的数量，以此确定沥青材料受紫外老化影响后的微观结构变化速率，所述紫外老化速率bi的计算公式如下：
31、bi＝ai/h；
32、其中，h为沥青材料受紫外辐射作用时间；
33、设置校正系数xi特殊结构参数，引入依据为：为了减少沥青材料微观形貌表征结果中不同特征结构误差而设置，包括随着老化出现的裂缝结构、褶皱结构及网状结构；为校正沥青自愈合性能的影响，当紫外老化沥青材料微观形貌特征结构中仅存在单一结构(网状结构)时，定义校正系数xi＝1.本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种紫外辐射作用下沥青胶结材料老化程度及特征评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的紫外辐射作用下沥青胶结材料老化程度及特征评价方法，其特征在于，步骤S03所述的扫描电子显微镜(SEM)测试采用加速电压为5KV，选用100、200、500及1000倍数下的表征试验结果；
3.根据权利要求1所述的紫外辐射作用下沥青胶结材料老化程度及特征评价方法，其特征在于，步骤S04所述的沥青胶结料微观形貌表征结果选用不同放大倍数下扫描电子显微镜的微观扫描图像结果，表征结果的视域范围面积定义为该放大倍数下的观测总面积S0；
【技术特征摘要】
1.一种紫外辐射作用下沥青胶结材料老化程度及特征评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的紫外辐射作用下沥青胶结材料老化程度及特征评价方法，其特征在于，步骤s03所述的扫描电子显微镜(sem)测试采用加速电压为5kv，选用100、200、500及1...
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