[发明专利]沥青紫外线光老化强度分区测试方法

说明书

技术领域

本发明属于公路及城市道路领域，具体涉及一种沥青紫外线光老化强度分区测试方法。

背景技术

沥青在贮运、加工、施工过程中，会发生一系列的物理及化学变化，如蒸发、脱氢、缩合、氧化等，使沥青逐渐硬化、变脆，不能继续发挥其原有的粘结或密封作用，造成短期老化。路面在后续服务期中，白天受日光强烈辐射，紫外线使沥青面层进一步老化，沥青变得干涩、脆硬，低温劲度增加、破坏应变减小，极易形成温缩裂缝；同时其粘度进一步下降，与集料的粘附性变差，容易引起路面龟裂，更严重时沥青从集料表面脱落，唧浆、松散、脱落形成坑槽，坑槽内积水渗入到面层下，产生水损害破坏，从而影响沥青路面的使用寿命。但是目前关于道路沥青的老化研究主要集中在短期热老化，许多研究成果己转变成标准规范，在实际工程中得到了广泛的应用。而对紫外线引起的沥青光老化研究较少。

我国青海、西藏、新疆等西北部地区海拔高、空气稀薄、紫外线辐射强烈，加之高寒、干旱、风沙、盐碱等自然环境的综合作用，容易使沥青路面产生裂缝、坑槽、剥落等病害，大大缩短了路面的服务期限。因此，有必要对沥青的紫外光老化进行系统研究。但由于在自然条件下沥青的老化周期较长，一般为18~30个月。为了能够快速获取沥青的光老化规律，需要采用人工强紫外线光源环境箱的试验方法进行加速紫外光老化模拟试验。

加速紫外光老化模拟试验将沥青短期热老化与紫外光氧老化结合起来，是一种能够较好模拟沥青长期野外老化的测试方法。室内沥青紫外光老化试验中一般采用紫外线高压汞灯，其紫外线辐射强度受电压、距离、温度、镇流器输出功率等因素的影响，具体表现为：电压增高或镇流器输出功率增大时，灯管的工作电流增大，使银灯丝发射较多的电子，紫外线辐射强度增加；灯管可视为无数个光亮点辐射紫外线，随着距离增加，以灯管为中心点的球面以几何级增加？，辐射强度指数曲线急剧下降；当温度升高时，汞蒸汽易激发，辐射强度也相应增强；在冬季低温季节紫外线强度稳定时间延长，反映灯管通电后逐渐升温，强度逐渐增大，达一定平衡点后，逐步稳定。

现行《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中没有关于沥青紫外光老化的试验规定。以往光老化试验中，试样均采用该规程中T0609-2011沥青薄膜加热试验及T0610-2011沥青旋转薄膜加热试验中的老化盘即盛样皿进行准备，但这就存在一个很大的问题：规程中的老化盘呈圆盘状，内径140mm，深9.5mm~10mm，由于（旋转）薄膜烘箱中温度均匀，可保证老化盘中沥青试样各点温度一致。而紫外线光源 辐射出的紫外线强度存在空间分布，在灯轴线中心的垂线上，紫外线强度随水平辐射距离的增大而衰减，所以常规老化盘中的沥青会处于不均一的紫外光下。因此，有必要对沥青紫外线光老化室内试验进行改进，以获得更为精确理想的试验条件，较好地模拟沥青的长期野外老化，进而全面分析沥青抗紫外线老化性能。

本发明在同济大学叶奋教授提出的紫外线老化仿真系统的基础上，进一步优化，提出了一种沥青紫外线光老化强度分区测试方法，以期为后续沥青光老化相关研究提供技术支持。

发明内容

本发明的目的在于提供一种沥青紫外线光老化强度分区测试方法。

本发明提出的沥青紫外线光老化强度分区测试方法，具体步骤如下：

(1)、紫外线光源类型的确定

按照紫外线光源所产生的紫外光辐射下的面积形状，将室内光老化试验中的紫外线分为环状紫外光和带状紫外光。环状紫外光由反射型黑光高压汞灯产生，由蘑菇型或橄榄型灯头辐射出，功率为125W~400W。带状紫外光由强紫外线高压汞灯产生，由圆柱形的灯管辐射出，功率为100W~25kW。

(2)、紫外线光辐照强度的空间分布确定

由于紫外线高压汞灯的紫外线强度受电压、距离、温度、镇流器输出功率等因素影响，所以当室内紫外线老化汞灯选型确定且安装好，并根据具体外界环境温度采取一定的温度调节措施（如安装风机、风扇等）后，紫外线光辐照强度的空间分布可确定。

若为环状紫外光源，准备一张A3硬纸，以投射下光圈的中心最亮点为圆心A₀，用圆规以半径1cm、2cm、……、ncm、……等画出同心圆，由内向外紫外光强度由强到弱，并在其上画出两个垂直的直径。直径与半径为ncm的圆的交点作为紫外线强度的测点An、Bn、Cn、Dn。使用UV辐照计或UV能量计依次测定记录各点的光强度值。