[发明专利]一种“热-光-水”耦合循环作用下沥青室内老化方法

说明书

本发明提供了一种“热‑光‑水”耦合循环作用下沥青室内老化方法，属于交通运输工程领域，包括以下步骤：(1)样品制备：按照公路工程沥青及沥青混合料试验规程规定的方法获取短期老化沥青的试样；(2)根据道路所处区域，确定试验中热(温度)、紫外光(辐射强度)和水(降水量)这三个参数的强度等级；(3)将试样放置于耐候仪中进行“热‑光‑水”耦合循环老化。本发明综合考虑温度、紫外线及水等因素，设计出室内“热‑光‑水”耦合循环作用试验以模拟实际路表沥青所承受的长期老化环境。通过使用该老化方法可准确获取沥青在实际环境下的老化变化规律，并可用来评判不同种类沥青抗老化性能的优劣。

技术领域

本发明涉及一种“热-光-水”耦合循环作用下沥青室内老化方法，能准确地反映沥青在外界环境热、光、水耦合循环作用下老化变化规律，得到沥青的老化特性，属于交通运输工程领域。

背景技术

我国东部地区气候潮湿多雨，以江苏省为例，江苏省受季风影响，春秋季较短，夏季时间偏长，7、8月持续高温天气，且雨热同季、雨量充沛、降水集中。沥青路面结构完全暴露在自然环境中，直接经受着太阳辐射、大气辐射、外界气温及降雨等持续变化气候的影响。沥青路面在使用一段时间后，受光、热、氧、水等环境因素影响，沥青微尺度力学性质(如弹性模量、黏附力等)显著发生变化，从而造成宏观尺度上沥青的老化硬化现象，进而影响沥青路面的使用性能。

为使受老化影响的沥青路面得到合理的养护再生，必须对沥青的老化规律及老化机理进行认真分析及研究。虽然目前国内外对沥青在紫外光、热等老化条件后的物理指标变化，性能衰减以及老化前后组分变化进行了一定的分析和研究，但都存在一定的局限性。沥青路面在使用过程中经受自然界多种环境因素相互耦合与循环作用，老化规律及机理非常复杂，不能仅研究紫外老化或热老化的老化规律及老化机理。因此，在现有研究的基础上，急需进行沥青耦合循环老化模拟试验，确定其耦合循环老化试验方法，对耦合循环老化机理进行深入研究，为沥青路面的养护再生提供科学有效的理论依据。

发明内容

为了弥补现行室内长期老化方法存在的不足，本发明目的在于提供了一种“热-光-水”耦合循环作用下沥青室内老化方法，该方法可以有效、方便、准确地模拟沥青路面在承受高温、多雨、紫外线剧烈辐射环境下的老化规律。

为了实现上述目的，本发明一种“热-光-水”耦合循环作用下沥青室内老化方法，包括以下步骤：

(1)样品制备：按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011)中T0610-2011沥青旋转薄膜加热试验规程进行短期老化，将试样盘(4)(内径φ140mm×深h9.5mm)放在天平上，向盘中加入(50±0.5)g经短期老化后的沥青，摊铺成3.0-3.4mm厚的沥青膜；

(2)确定热(温度)、紫外光老化(辐射强度)、水(降水量)：根据查询中国气象数据网，全国地区夏季高温温度可划分为10℃～20℃，20℃～30℃，30℃～40℃三个范围，路表无风时沥青路面表面温度较气温增加约23～30℃，因此沥青路面表面温度在太阳辐射下温度可分为40℃～50℃，50℃～60℃和60℃～70℃三个梯度范围，选取的梯度代表值为50℃，60℃和70℃；全国紫外线辐射强度划分为20～25×10³J/cm²·a，25～35×10³J/cm²·a和35～50×10³J/cm²·a三个梯度范围，选取的梯度代表值为25×10³J/cm²·a，35×10³J/cm²·a和50×10³J/cm²·a；中国西北部累年日平均降水量基本都在0～2mm，气候较为干燥；南方地区累年日平均降水量大，约4～6mm，气候较为潮湿；其余地区累年日平均降水量在2～4mm左右，所以全国累年日平均降水量可分为0～2mm，2～4mm和4～6mm三个梯度范围，选取的梯度代表值为2mm，4mm和6mm。根据道路所处区域的环境，确定温度，辐射强度和降水量对应的梯度范围，选取相应的梯度代表值；