[发明专利]一种基于沥青胶结料温度敏感性的评价方法

说明书

技术领域

本发明属于道路工程路面材料技术领域，特别是涉及一种基于沥青胶结料温度敏感性的评价方法。

背景技术

沥青材料相对于其它工程材料有其特殊性，在高温或低速荷载的条件下其表现为流动液体，在低温或高速荷载的条件下则表现为弹性固体，而在中等温度或中等施载速度道路的服务条件下沥青材料则具有粘弹力学特性，并且其粘性与弹性力学组成将随着温度变化而变化。沥青材料的温度敏感性是决定沥青使用时的工作性以及应用于路面中的服务性的重要指标。现有用于评价沥青温度敏感性指标的方法，主要有针入度指数（PI）法、针入度粘度（PVN）法、粘温指数（VTS）法、复数模量指数（GTS）法等。“八五”国家科技攻关“道路沥青及沥青混合料路用性能的研究”报告中提出，可以用3个或3个以上不同温度的针入度作为计算针入度指数的指标，它们由15℃、25℃、30℃（或5℃）3个或以上（必要时增加10℃、20℃）不同的针入度回归求得。但是针入度指数（PI）法试验精度较差，计算所采用的温度区间过于狭窄，并不能准确地评价沥青胶结料的感温性能。针入度粘度指数（PI）法是指通过25℃针入度与135℃粘度来评定沥青的温度敏感性。该法明显数据采集点温差较大采集点过少。粘温指数（PVN）法表示不同温度下的粘度通过Saal公式回归后的斜率。相对PI法和PVN法，粘温指数（VTS）法的温度区间变大，但是主要评价的是施工温度附近的温度敏感性。复数模量指数（GTS）法利用反映材料物理力学指标的G*构造感温性指标GTS，该方法拓宽了的温度区间，克服了针入度指数（PI）法试验精度的不足和外延性误差，但由于该方法采用的仅是单指标评价沥青胶结料的温度敏感性，所以不能有效地反映沥青胶结料的粘弹特性随温度的变化，更不能全面反应沥青胶结料的温度敏感性。如何克服现有的包括复数模量指数（GTS）法在内的评价各种沥青胶结料温度敏感性指标存在的不足，且无法有效地反映沥青胶结料粘弹性状态随温度变化的状况，已成为当今道路工程路面材料技术领域中亟待解决的重点难题之一。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术的不足而提供一种基于沥青胶结料温度敏感性的评价方法，本发明能够很好地评价和确定沥青胶结料的温度敏感性，为道路石油沥青、SBS等改性沥青或橡胶沥青的路面在使用过程中提供合理性指导。

根据本发明提出的一种基于沥青胶结料温度敏感性的评价方法，其特征在于具体步骤如下：

步骤一，沥青胶结料原料准备：采用70^#道路石油沥青、I-DSBS改性沥青以及橡胶沥青，橡胶沥青中的橡胶粉颗粒粒径为30-80目，橡胶粉的质量占70^#道路石油沥青质量的20%；

其中，橡胶沥青制备：是将70^#道路石油沥青置于搅拌油浴锅中加热至180±5℃，然后将橡胶粉缓慢加入到70^#道路石油沥青中，保持加热温度180±5℃、控制搅拌速度为1000转/min、拌合时间为45min，即可得到橡胶沥青成品；

步骤二，沥青胶结料成品测试：应用DSR动态剪切流变仪中的温度扫描试验方法，测定步骤一准备的沥青胶结料的存储模量（G’）和损耗模量（G’’），其中，测定的温度范围为25℃～80℃，该温度范围内每间隔5℃为1个测温点，测定频率为10rad/s、应变控制为12%、取Φ25mm平行板，其中两块70^#道路石油沥青平行板的间距及两块I-DSBS改性沥青平行板的间距均为1.0mm、两块橡胶沥青平行板的间距至少为1.0mm或至少为橡胶粉颗粒粒径的4倍；

步骤三，沥青胶结料成品温度敏感性确定：将步骤二得到的沥青胶结料成品的测试参数G’、G’’和T分别取双对数进行回归，得到线性回归线，取其斜率的绝对值分别作为存储模量温度敏感性指数和损耗模量温度敏感性指数，其中：胶结料温度敏感性复数指数的定义如下：

CNI=G’TS+G’’TS·i

式中：CNI——沥青胶结料温度敏感性复数指数（ComplexNumberIndex）；

G’TS——存储模量温度敏感性指数，为存储模量对数与温度（绝对温度）对数线性回归斜率绝对值；

G’’TS——损耗模量温度敏感性指数，为损耗模量对数与温度（绝对温度）对数线性回归斜率绝对值。