[发明专利]一种基于表面能理论的沥青混合料拌和温度确定方法

说明书

本发明公开了一种基于表面能理论的沥青混合料拌和温度确定方法，包括以下步骤：步骤S100、获取热熔态沥青表面能参数测试结果；步骤S200、根据粘附功计算公式，并结合热熔态沥青表面能参数测试结果，得到不同拌和温度下沥青与集料界面的粘附功；步骤S300、确定沥青与集料界面的粘附功的峰值所在温度范围；步骤S400、计算步骤S300确定的温度范围的中值，进而确定沥青混合料的最适宜拌合温度。达到的技术效果为：通过本发明的一种基于表面能理论的沥青混合料拌和温度确定方法，避免了根据工程经验或混合料所用基质沥青的粘温曲线获得沥青混合料拌和温度不能反映沥青和集料粘附性的问题，使沥青混合料拌和温度的确定更加科学。

技术领域

本发明涉及沥青混合料参数测定技术领域，具体涉及一种基于表面能理论的沥青混合料拌和温度确定方法。

背景技术

拌和温度作为热拌沥青混合料(Hot Mixture Asphalt，简称HMA)拌制过程中的一个重要工艺参数，会一定程度上影响混合体系沥青-集料界面的粘附效果，拌和温度过高会加剧拌和过程中沥青结合料的老化，过低则影响沥青的流动性，不利于其均匀裹覆于集料表面以及后期的摊铺压实。而目前我国普通HMA拌和温度的确定往往是站在混合料的施工过程中的和易性以及沥青结合料老化的角度，根据工程经验或混合料所用基质沥青的粘温曲线而定，改性沥青混合料的施工温度往往在基质沥青混合料的基础上提高10-20℃。

发明内容

为此，本发明提供一种基于表面能理论的沥青混合料拌和温度确定方法，以解决现有技术中根据工程经验或混合料所用基质沥青的粘温曲线获得沥青混合料拌和温度准不能反映沥青和集料粘附性的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

根据本发明的第一方面，一种基于表面能理论的沥青混合料拌和温度确定方法，包括以下步骤：步骤S100、获取热熔态沥青表面能参数测试结果；步骤S200、根据粘附功计算公式，并结合热熔态沥青表面能参数测试结果，得到不同拌和温度下沥青与集料界面的粘附功；步骤S300、确定沥青与集料界面的粘附功的峰值所在温度范围；步骤S400、计算步骤S300确定的温度范围的中值，进而确定沥青混合料的最适宜拌合温度。

进一步地，步骤S100中获取热熔态沥青表面能参数测试方法包括以下步骤：

步骤S110，获取待测热熔态沥青与3种已知集料之间的接触角；

步骤S120，求解线性方程组，获得热熔态沥青的表面能参数：

其中，γ_s、γ_l分别表示固体、液体的表面能，单位mJ·m^-2；γ_sl表示固液界面能，单位mJ·m^-2；s表示已知集料；a表示待测热熔态沥青；θ表示待测热熔态沥青与已知集料之间的接触角；1、2、3分别代表三种已知集料。

进一步地，步骤S110中获得待测热熔态沥青与已知集料之间的接触角的具体实验步骤包括：

步骤S111、挑选形状规则的已知表面能参数的粗集料送至石料切割厂，采用水锯的方法对石块进行双面切割，得到表面平整的小石块，控制小石块的厚度值；

步骤S112、将切割后的小石块用清水冲洗后晾干，然后用水砂纸对小石块进行磨光处理，以获得平整光滑的表面；

步骤S113、用蒸馏水浸泡石块5h，随后反复冲洗小石片2-3次，以去除其表面以及微孔隙中的污渍；然后放入175℃的烘箱中烘干5h后取出，并置于干燥的环境下冷却至常温，得到干燥、洁净、表面平整的小石片试样；