[发明专利]一种排水沥青路面耦合老化加速率计算及老化实验方法

说明书

本发明公开了一种排水沥青路面耦合老化加速率的计算方法，包括：获取目标地的年平均温度、年平均湿度和年辐射强度；获取实验温度、实验辐射强度、实验湿度；根据所述年平均温度和所述实验温度计算温度老化反应加速率；根据所述年平均湿度和所述实验湿度计算湿度老化反应加速率；根据所述年辐射强度和所述实验辐射强度计算辐射老化反应加速率；根据所述温度老化反应加速率、所述光化学老化反应加速率、所述湿度老化反应加速率获得耦合老化加速率。本发明的技术效果：通过参照试验所在地真实气候条件，耦合老化试验参数的选取更加参照试验所在地的真实气候条件，可以更加准确地在实验室模拟排水沥青路面高粘沥青胶结料的实际老化行为。

技术领域

本发明涉及沥青路面实验测量领域，特别涉及一种排水沥青路面耦合老化加速率计算及老化实验方法。

背景技术

近年来，随着“海绵城市”概念的提出和推进，排水沥青路面(OGFC)在中国高速公路上的应用逐渐广泛。排水沥青路面具有明显的生态和环保效益，如增强道路排水能力、降低道路温度、降低车辆行驶噪声和净化雨水等。由于中国复杂的气候环境和重车辆轴载作用，中国排水沥青路面中的沥青胶结料主要使用高粘沥青。然而，即使使用了性能优越的高粘沥青，排水沥青路面仍然面临着严重的老化问题。与密级配沥青路面相比，排水沥青路面的空隙结构较为发达，对外界环境的暴露程度较高。在长期服役期间，高温、降雨、太阳能辐射、氧气等环境因素会对排水沥青路面及其高粘沥青胶结料造成显著的耦合老化效应，这会导致高粘沥青的脆性增加，粘附性能、疲劳性能和应力松弛性能降低，进而加速了排水沥青路面的耐久性破坏。与密级配沥青路面平均18年的服役寿命相比，排水沥青路面的服役寿命一般为10～12年。因此，排水沥青路面中高粘沥青胶结料的长期老化问题不容忽视。

目前，国内外研究人员多推荐采用标准热氧老化试验方法(PAV老化试验)模拟高粘沥青的长期老化行为。尽管标准热氧老化方法可以在较短时间内获得明显的加速老化效果，但该老化方法与排水沥青路面中的高粘沥青的真实服役环境并不一致。排水沥青路面的空隙结构较为发达。在中国南方多雨地区，降雨对排水沥青路面中高粘沥青胶结料性能会产生一定的影响。在中国西南高原地区，太阳能辐射强度高、辐照时间长，这也会对排水沥青路面中的高粘沥青胶结料产生明显的老化作用。因此，对于这种高空隙率的排水沥青路面及其高粘沥青胶结料而言，还应考虑太阳能辐射、水分的老化效应及多环境因素的耦合老化效应。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种排水沥青路面耦合老化加速率计算及老化实验方法，具体的技术方案如下：

一方面，提供一种排水沥青路面耦合老化加速率的计算方法，包括：

获取目标地的年平均温度、年平均湿度和年辐射强度；

获取实验温度、实验辐射强度、实验湿度；

根据所述年平均温度和所述实验温度计算温度老化反应加速率；

根据所述年平均湿度和所述实验湿度计算湿度老化反应加速率；

根据所述温度老化反应加速率、所述光化学老化反应加速率、所述湿度老化反应加速率获得耦合老化加速率。

优选地，所述根据所述年平均温度和所述实验温度计算温度老化反应加速率具体包括：

根据所述年平均温度，使用LTPP沥青路面温度模型计算路面年平均温度；

根据所述路面年平均温度，使用Arrhenius方程计算目标地温度老化反应速率；

根据所述实验温度，使用Arrhenius方程计算实验温度老化反应速率；

根据所述目标地温度老化反应速率和所述实验温度老化反应速率获得温度老化反应加速率。

优选地，根据所述年辐射强度和所述实验辐射强度计算辐射老化反应加速率具体包括：