[发明专利]一种沥青混合料水气运动参数计算方法、存储介质及系统

说明书

本发明涉及一种沥青混合料水气运动参数计算方法，其包括步骤，制备并成型圆柱体的待测沥青混合料试件；对沥青混合料试件进行干燥处理，并置于磁悬浮重量平衡系统中开展积聚型水气运动试验，获取沥青混合料试件吸收水气质量随时间的变化数据；基于获取的沥青混合料试件吸收水气质量随时间的变化数据，建立描述沥青混合料内部水气扩散和吸附的三维水气运动模型。本发明还提供一种存储介质及沥青混合料水气运动参数计算系统，本发明提供的沥青混合料水气运动参数计算方法、存储介质及系统可更加准确的描述沥青混合料内水气运动特性的理论计算方法，从而为研究沥青混合料水损害机理提供理论基础。

技术领域

本发明涉及道路工程领域，尤其涉及一种沥青混合料水气运动参数计算方法、存储介质及系统。

背景技术

水损害作为沥青路面早期病害形式之一，严重影响道路的服役寿命，造成社会和经济损失，因此研究沥青路面水损害形成原因及评价指标，对指导沥青路面设计与施工具有十分重要的意义。现阶段沥青路面水损害研究主要集中在液态水引发的各种破坏上，国内外沥青混合料设计方法中以沥青混合料浸水或者冻融前后的力学指标比作为评价其水稳定性的指标。但是大量干旱地区的工程实例标明，水气也是引发沥青路面的水损害重要原因。干旱地区沥青路面周围环境和路基、土基内部水分以气态形式在沥青混合料中运动并积聚是引发水损害的关键因素，水分子在外界湿度、温度、混合料内部结构等因素的影响下气化并扩散，在此过程中水气不断携带水分子进入到沥青混合料内部，附着在沥青膜上或穿透沥青膜进入到沥青与集料界面间，从而降低沥青膜自身的内聚结合能或沥青与集料界面之间的粘附结合能，引起沥青膜的内聚破坏或沥青与集料之间的粘聚破坏，进而导致沥青路面产生水损害。

已有相关研究基于理想的菲克扩散，建立了严谨的三维水气运动模型，提出采用扩散系数和保水度作为评价沥青混合料水气运动特性的指标，但是这一体系的建立前提是沥青混合料内部的水气运动符合理想菲克扩散，即不发生水分子吸附与聚集，这与沥青混合料中的水气存在形式存在一定的差异。

为此，现阶段急需一种更加准确的描述沥青混合料内水气运动特性的理论计算方法，从而为研究沥青混合料水损害机理提供理论基础。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种沥青混合料水气运动参数计算方法、存储介质及系统解决准确的描述沥青混合料内水气运动特性的理论的问题。

为了达到上述目的，本发明解决技术问题的技术方案是提供一种沥青混合料水气运动参数计算方法，其包括步骤：制备并成型圆柱体的待测沥青混合料试件；对沥青混合料试件进行干燥处理，并置于磁悬浮重量平衡系统中开展积聚型水气运动试验，获取沥青混合料试件吸收水气质量随时间的变化数据；基于获取的沥青混合料试件吸收水气质量随时间的变化数据，建立描述沥青混合料内部水气扩散和吸附的三维水气运动模型。

进一步，所述对沥青混合料试件进行干燥处理，并置于磁悬浮重量平衡系统中开展积聚型水气运动试验，获取沥青混合料试件吸收水气质量随时间的变化数据包括步骤：进行试验准备；进行试验；对获取的数据进行处理。

进一步，所述进行试验包括步骤：称取真空环境下样品桶的质量；将沥青混合料试件放置在样品桶里，对反应腔进行抽真空处理，并不断称量样品桶和试件质量，直至质量保持恒定；设置试验温度和水气压力。

进一步，所述基于获取的沥青混合料试件吸收水气质量随时间的变化数据，建立描述沥青混合料内部水气扩散和吸附的三维水气运动模型包括步骤：通过移动态水分子满足菲克扩散定律得到三维水气扩散基本模型；确定初始条件和边界条件；进行拉普拉斯变换和逆变换；建立三维水气扩散模型。

进一步，所述建立三维水气扩散模型包括步骤：分离变量；施加边界条件和初始条件；积分求解水气质量。

进一步，所述对获取的数据进行处理指通过对试验数据进行处理，得到沥青混合料中的水气扩散、积聚等参数。