[发明专利]考虑冻融及老化对沥青混合料性能影响的试验及评价方法

说明书

考虑冻融及老化对沥青混合料性能影响的试验及评价方法，属于工程材料技术领域，具体方案包括以下步骤：制备沥青混合料试件；确定冻融循环及老化试验参数；在冻融循环的融化过程中同时进行老化试验；对经过冻融循环及老化试验后的沥青混合料试件进行频率扫描试验，得到沥青混合料复数模量随加载频率的变化曲线；利用复数模量的理论公式，对得到的复数模量随加载频率的变化曲线进行拟合，定义高温稳定性影响参数和低温抗裂性影响参数GW(n,t)及DW(n,t)，GW(n,t)及DW(n,t)值越大，表明冻融循环及老化作用对沥青混合料的耐久性影响越大，沥青混合料的性能越不稳定，耐久性越差。

技术领域

本发明属于工程材料技术领域，具体涉及一种考虑冻融及老化对沥青混合料性能影响的试验及评价方法。

背景技术

沥青混合料是一种重要的路面材料。由于沥青混合料组成材料中存在沥青，因此沥青混合料的材料性能具有较高的温度敏感性。沥青混合料的性能与温度密切相关。这种相关性主要包括两个方面，即高温稳定性及低温抗裂性。高温稳定性指的是在夏天高温季节沥青混合料不能太软，可以抵抗车辆载荷的作用，不致产生车辙病害；低温抗裂性指的是在冬天低温季节沥青混合料不能太硬，在低温时沥青混合料应当具有一定的变形能力，不致产生裂缝病害。因此，在评价沥青混合料的性能时，应当同时考虑其高温稳定性及低温抗裂性。

实际服役期间的沥青混合料受到外界环境因素的影响很大，环境因素的影响主要包括两个方面，一是高低温交替导致的冻融循环作用；二是高温及紫外线作用引起沥青材料的老化。在沥青混合料服役期间，这两种作用的影响是长期存在并且是同时发生的。冻融循环及老化作用会导致沥青混合料结构及材料损伤，影响到沥青混合料的高温稳定性及低温抗裂性，进而影响到沥青混合料的耐久性，因此必须同时考虑高温稳定性及低温抗裂性，才能全面分析冻融循环及老化作用对沥青混合料耐久性的影响。目前在沥青混合料耐久性试验研究及评价方面主要存在如下问题。问题1：对于耐久性的两个方面冻融循环及老化作用没有同时考虑。目前对于冻融循环及老化作用，一般情况下都是分开考虑，即对冻融循环及老化作用分别进行试验研究。而实际上冻融循环和老化作用是同时存在的，而且这两种作用是互相影响的，比如冻融循环引起的裂纹会进一步加剧老化的影响。问题2：老化作用包括两个方面：热老化及紫外老化。目前对于这两种老化作用一般情况下是分开考虑，即分别考虑热老化及紫外老化作用。而实际的热老化及紫外老化作用是同时产生的。问题3：在沥青混合料耐久性的评价方面，试验方法较多，并且通过某一个试验只能评价沥青混合料的高温稳定性或低温抗裂性某一方面的性能。缺少通过一个试验能够对沥青混合料的高温稳定性及低温抗裂性进行综合评价的有效评价方法。

发明内容

沥青混合料的耐久性是影响其路用性能的重要因素，沥青混合料的耐久性主要包括冻融循环及沥青老化对其性能的影响。冻融循环会引起沥青混合料组成结构的变化，产生冻胀裂纹；老化作用会引起沥青材料性能的变化。冻融循环及老化作用分别导致沥青混合料微观结构的变化及组成材料性能的变化，进而影响到沥青混合料的耐久性。因此在考虑沥青混合料的耐久性时，应当综合考虑冻融循环及老化的影响，本发明提出了一种同时考虑冻融循环及老化作用(同时考虑热老化及紫外老化)对沥青混合料耐久性影响的试验方法，并提出了一种能够对高温稳定性及低温抗裂性同时进行评价的方法。因此本发明包括两部分：一是同时考虑冻融循环及老化作用的试验方法，二是高温稳定性及低温抗裂性的一体化评价方法。

为了实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种考虑冻融及老化对沥青混合料性能影响的试验方法，包括以下步骤：

步骤一、制备沥青混合料试件；

步骤二、确定冻融循环及老化试验参数；

步骤三、在冻融循环的融化过程中同时进行老化试验。

进一步的，步骤二中，冻融循环的参数包括冻融循环次数和每一个循环中的冻结温度、冻结时间、融化温度和融化时间；老化试验参数包括：紫外老化强度、热老化温度和老化时间。