[发明专利]一种水工沥青混凝土运行寿命预测方法

说明书

本发明涉及一种水工沥青混凝土运行寿命预测方法。本发明的目的是提供一种水工沥青混凝土运行寿命预测方法，以解决水工沥青混凝土寿命预测难的问题。本发明的技术方案是：收集水工沥青混凝土所在处不同时刻的紫外辐射强度；通过老化公式计算t时刻的水工沥青混凝土中沥青针入度，老化公式为其中A为第一常数，C为速率常数，α为第二常数，U为紫外辐射强度，P0是指沥青初始性能指标(此处为针入度指标)；根据老化公式计算得到沥青针入度随时间的变化曲线；当经过t₁时间后沥青针入度随时间的变化趋于平稳时，说明水工沥青混凝土的寿命为t₁。本发明适用于水工沥青混凝土防渗层、封闭层等沥青混凝土老化程度及其运行寿命预测。

技术领域

本发明涉及一种水工沥青混凝土运行寿命预测方法。适用于水工沥青混凝土防渗层、封闭层等沥青混凝土老化程度及其运行寿命预测。

背景技术

沥青混凝土具有良好的抗渗性、极佳的柔形变形特点以及自愈闭合的功能，因此在水利水电工程中应用广泛，特别是作为坝体的防渗层，其特点得到了极大的发挥。建国后我国的第一批沥青混凝土防渗工程于八十年代初开始建设，由于当时建设水平的限制，目前第一批沥青混凝土防护工程均已进行了翻修。

我国在上世纪末、新世纪初建设的一批沥青混凝土防渗工程至今已运行了十几年，沥青混凝土材料的老化程度如何，是否会影响电站的正常运行等，均需要开展相应的研究与寿命预测工作，从而为电站的安全运行提供科学判断。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种水工沥青混凝土运行寿命预测方法，以解决水工沥青混凝土寿命预测难的问题。

本发明所采用的技术方案是：一种水工沥青混凝土运行寿命预测方法，其特征在于：

收集水工沥青混凝土所在处不同时刻的紫外辐射强度；

通过老化公式计算t时刻的水工沥青混凝土中沥青针入度，老化公式为

其中A为第一常数，C为速率常数，α为第二常数，U为紫外辐射强度，P₀是指沥青初始性能指标(此处为针入度指标)；

根据老化公式计算得到沥青针入度随时间的变化曲线；

当经过t₁时间后沥青针入度随时间的变化趋于平稳时，说明水工沥青混凝土的寿命为t₁。

从水工沥青混凝土中提取沥青，并在多种紫外辐射强度和温度环境下进行加速老化试验；

记录多组试验中不同紫外辐射强度下时间、针入度数据，并根据记录的数据绘制不同紫外辐射强度下针入度随时间变化的试验结果图表；

取f(P)＝kt，其中f(P)为物性函数，k为反应速率，t为老化时间；

取其中C为速率常数，U为紫外辐射强度，Eu为紫外活化能，R为普适气体常数，T为绝对温度；

温度小于80℃时，Eu/R≈0，则k≈CU^α，f(P)＝kt＝CU^αt；

取f(P)＝ln(a·P+b)，其中a、b为系数，P为针入度；

f(P)＝ln(a·P+b)＝CU^αt，得P＝Aexp(CU^αt)+B；

k＝CU^α，得lnk＝α·lnU+lnC；

根据试验结果图表，通过曲线拟合得到lnk与lnU的直线关系，计算出C和α的值；A、B取多种紫外辐射强度下的平均值。