[发明专利]一种泡沫温拌沥青水分散失规律的探测方法

说明书

本发明公开了一种泡沫温拌沥青水分散失规律的探测方法，包括以下步骤：将标记氢元素的水按照预定发泡水量注入处于流动状态的沥青中，使其发泡，得到泡沫温拌沥青；对生产、运送、铺筑、压实和施工结束五个阶段中的泡沫温拌沥青进行飞行时间二次离子质谱测试，获得泡沫温拌沥青水分散失规律。本发明可方便快捷地获得泡沫温拌沥青中水分的散失规律。

技术领域

本发明涉及一种泡沫温拌沥青水分散失规律的探测方法，属于沥青材料检测领域。

背景技术

随着“绿色交通”和“低碳减排”理念逐渐成为社会关注的焦点和未来发展的趋势。如何促进沥青路面施工过程向节能、环保和低能耗的方向发展，建设以低碳减排为核心的绿色铺面技术已成为当前道路界面临的重大课题。泡沫温拌沥青技术无需添加任何化学添加剂，仅通过注入微量水分使沥青发泡，即可有效降低施工温度，实现沥青路面的施工低碳化。

由于发泡水分的存在，在泡沫的消散过程中，如果温度降低得很快，水分蒸发不够及时，就会滞留在沥青混凝土中，滞留的水会降低沥青与集料间的粘结能力，也会因冻融作用引发沥青混凝土的破坏。因此，有必要掌握泡沫破裂后沥青内部的水分残存情况。

然而由于沥青及沥青混合料为黑色不透明材料，水分在其内部的残存无法透过肉眼观察。已有研究表明，可以通过干燥质量变化、电阻测定、卡尔费休水分测定来探测沥青混凝土中的水分。但前期研究表明，发泡水在沥青内部的残留量非常少，在1‰以下，常见的含水量测试方法定无法探测到痕量水分存在。

发明内容

本发明是提供一种泡沫温拌沥青水分散失规律的探测方法，可方便快捷地获得泡沫温拌沥青中水分的散失规律。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种泡沫温拌沥青水分散失规律的探测方法，包括以下步骤：将标记氢元素的水按照预定发泡水量注入处于流动状态的沥青中，使其发泡，得到泡沫温拌沥青；对生产、运送、铺筑、压实和施工结束五个阶段中的泡沫温拌沥青进行飞行时间二次离子质谱测试，获得泡沫温拌沥青水分散失规律。

优选地，所述预定发泡水量为1.5%~3.5%。

优选地，基质沥青注入的所述预定发泡水量2.0±0.5%，改性沥青注入的所述预定发泡水量为3.0±0.5%。

优选地，所述生产、运送、铺筑、压实和施工结束五个阶段中的泡沫温拌沥青的制备包括以下步骤：利用硅化防脱载玻片将制备好的泡沫温拌沥青制成样品，并置于95%的氮气环境箱中；对制作好的样品进行保温，根据保温时间的不同，分别模拟施工过程中生产、运送、铺筑、压实和施工结束五个阶段。

优选地，所述保温温度为135±5℃；生产阶段样品的保温时间为 0min，运送阶段样品的保温时间为5±1min，铺筑阶段样品的保温时间为45±5min，压实阶段样品的保温时间为90±10min，施工结束阶段样品的保温时间为150±15min。

优选地，所述氢元素同位素置换后的水为氘化水。

优选地，所述飞行时间二次离子质谱测试采用25±2keV的Bi+脉冲离子源作为初级分析源，电流频率为 10±1 kHz，电流为0~1.0 pA，扫描面积为（500±50）×（500±50）μm²，扫描位置为溅射坑的正中心，采集时间3±0.5 min，分析靶室真空度为（5±0.5） × 10^-7 Pa。

优选地，所述获得泡沫温拌沥青水分散失规律包括以下步骤：将得到的飞行时间二次离子质谱图谱，利用离子溅射模式清除泡沫温拌沥青样品表面分析区域的杂质，成像模式实现泡沫温拌沥青样品表面元素成像，高精度模式用于测定氢的同位素相对含量；按照质谱的裂分规律, 根据质量亏损规律区分有机和无机元素碎片离子，从而确定氢的同位素在泡沫温拌沥青中的相对含量，进而得到各阶段泡沫沥青残存的水分含量；根据所述残存的水分含量绘制残存水-消散时间的曲线。