[发明专利]一种多数据源野外真实环境下沥青老化试验装置及方法

说明书

本发明公开了一种多数据源野外真实环境下沥青老化试验装置及方法；包括试样架；所述试样架的顶部设有仪器安装架；所述仪器安装架的顶部设有玻璃；所述试样架的底部设有支腿；本发明可以解决沥青目前只是室内加速模拟试验的不准确性，而且国内外对于沥青在真实环境下的紫外老化机理及标准体系缺失，可为沥青真实环境紫外老化机理及抗老化措施提供依据，并以此利用温度、湿度、紫外辐射辐射等数据指标进行统计分析，基于沥青老化动力学模型对沥青老化自然环境诱因进行量化分析与分级提取，对不同环境诱因分别进行单变量分析、交互作用分析及耦合叠加效应分析，推算出寒旱区的沥青自然老化环境参数。

技术领域

本发明涉及沥青老化试验领域，具体是一种多数据源野外真实环境下沥青老化试验装置及方法。

背景技术

我国高等级路面90％以上为沥青路面，其使用寿命直接关乎国家经济可持续发展。沥青路面的主要组成材料为沥青、集料、矿粉和添加剂，其中沥青作为主要胶结料，对材料整体性能起到关键作用。由于沥青路面长期处于自然条件下，遭受氧气、温度、光照、尾气、降雨等因素的作用，容易发生老化现象，使得路面组成材料间粘附能力下降，进而加速开裂、松散、车辙、坑槽等早期病害的发展，降低了沥青路面的使用性能和服役寿命，也给路面维修养护带来极大地的挑战。然而，目前缺乏沥青在典型自然区划、典型地质条件下进行长期、全寿命周期的野外暴露试验数据，更缺乏对西北寒旱强紫外线区典型气候真实环境下沥青自然衰变机理、演化规律的探索，寒旱区沥青路面的自然老化及抗老化研究且尚未形成统一的标准体系。

国内外专家学者对有关沥青材料的老化进行了大量研究，但对寒旱强紫外线地区真实环境下沥青的老化研究相对甚少，且尚未形成统一的标准体系。本项目对沥青在大温差、强紫外线、极旱等多因素耦合条件下老化机理及不同尺度下行为特性与其混合料性能的一致性进行深入分析，进而提出相对合理的评价指标，形成可靠完整的老化评价体系，可填补该技术领域的空白。

(1)对沥青老化进行了较多研究，但多数采用实验室模拟手段，缺乏在典型气候区域、典型地质条件下，长期的、全寿命周期的、体系化的、多元化的真实环境下沥青性能演化规律的探索，不能真实反应沥青路面性能自然老化机理，未建立实验室沥青老化数据与野外自然老化数据之间的联系。

(2)由于缺乏沥青在全天候、多因素耦合条件下的自然老化观测数据作为支撑，现有模拟沥青服役时老化的手段单一，缺少多种环境因素耦合作用的全天候老化模拟试验方法，导致实验室模拟与实际路面老化存在较大差异，而且室内紫外老化设备如何真实有效地模拟沥青在自然环境下的老化，还需要大量的改进工作。

(3)目前抗老化工艺较为基础，石油分馏工艺优化过程复杂、操作困难，实际工程中抗老化效果不易保证、施工费用昂贵；添加抗老化材料是当前主要研究方向，由于缺乏沥青老化机理作为理论支撑，抗老化材料的选取及作用效果缺乏针对性；未形成统一有效的抗老化定量评价方法，不能有效评估抗老化材料的抗老化效果，更增加了抗老化材料选取的难度；混合料级配、孔隙结构等对沥青路面抗老化效果发挥有重要影响，但目前缺乏抗老化沥青混合料设计方法及施工工艺等方面的研究。

因此，沥青在复杂恶劣气候环境下，尤其西北寒旱区日温差大，紫外线强，在这种自然环境的综合作用下，更容易使路面产生裂缝、坑槽、剥落等病害，严重影响了沥青路面的使用寿命。本研究方法将以西北寒旱强紫外线区气候环境为重点依托，以其它不同气候环境区作为研究辅助，通过开发多数据源野外真实环境下沥青老化试验装置并提出沥青野外暴露试验方法，建立我国不同典型气候区紫外线对沥青老化规律的梯度联系，针对性揭示寒旱强紫外线区真实环境下沥青老化的分子机理，开发室内加速老化模拟试验装置，建立该气候区沥青老化及抗老化性能综合评价体系，提出沥青靶向抗老化技术，对长寿命沥青路面的发展具有重要意义，有利于提高寒旱强紫外线地区公路沥青路面的建设和养护水平，保障沥青路面在全寿命周期内的路用性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多数据源野外真实环境下沥青老化试验装置及方法以解决上述背景技术中提出的问题。