[发明专利]一种石墨烯对沥青粘韧性提升机理的研究方法

权利要求书

1.一种石墨烯对沥青粘韧性提升机理的研究方法，其特征在于该方法的具体步骤如下：

(1)选取70号基质沥青和石墨烯掺量为沥青质量0.4％的改性沥青作为试样，采用沥青粘韧性试验仪分别对70号基质沥青和石墨烯改性沥青的粘韧性进行测试，获取拉伸长度与拉力之间的关系曲线，分别计算两种沥青试样的粘韧性指标(W)、粘弹性指标(W₁)、韧性指标(W₂)和韧性比(R)；

(2)将70号基质沥青和石墨烯改性沥青制成夏比(CHARPY)冲击试验标准试样，试样的长、宽、高分别为550mm、100mm和100mm，在试件中央留有深度为2mm“V”形缺口，缺口为45°夹角，采用摆锤式冲击试验机在室温条件下进行抗冲击试验，将试件放置在冲击试验机上，使其处于简支梁的状态，再利用规定高度的摆锤对试样进行一次性冲击，记录冲击后的摆锤重新上升的高度，试验前后摆锤的高度差即为70号基质沥青和石墨烯改性沥青试样受冲击后的吸收功(Wt)；

(3)将70号基质沥青和石墨烯改性沥青制成长、宽(B)、高(W)分别为35mm、3mm和4mm的标准试件，进行单边切口梁弯曲试验，沥青试样底部中央留有宽度为0.1mm切口，切口深度(a)为2.4mm，采用三点弯曲法对两种沥青试件进行试验，底部跨距(S)为30mm，试件顶部中间加载速率为0.01mm/min，记录试件断裂时的临界荷载P_Q，按公式①计算断裂韧性指标(K_IC)，并利用扫描电镜和透射电子显微镜观测断裂后的沥青试件断裂面形貌及晶格像；

(4)将70号基质沥青与石墨烯改性沥青放于163℃的烘箱中保温30min，使沥青具有良好的流动状态，取3～5g沥青试样滴在载玻片上，将试样放置在ZnSe晶体板上进行红外光谱试验，采用中红外-反射模式进行测试，分辨率为4cm^-1，扫描次数设定为32次，扫描范围为4000～400cm^-1，利用红外光谱图研究石墨烯改性前后沥青化学键或官能团变化；

(5)将70号基质沥青和石墨烯改性沥青进行X射线衍射试验，设置扫描速率为5°/min，扫描范围为5°～80°，分析沥青试样在加入石墨烯前后的微观结构变化，对70号基质沥青和石墨烯改性沥青的衍射峰位置、衍射峰强度及峰面积进行比较，分析石墨烯与沥青相容性对沥青粘韧性提升的影响；

(6)通过比较分析70号基质沥青和石墨烯改性沥青的冲击吸收功和断裂韧性指标，从能量消耗的角度定量评价石墨烯沥青的粘韧性提升效果，再利用傅里叶红外光谱试验和X射线衍射试验分析石墨烯对沥青化学键或官能团变化、微观相结构影响，揭示石墨烯对沥青粘韧性提升的机理。