CN104326701A - 一种耐紫外老化沥青混合料的制备方法及其性能评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐紫外老化沥青混合料的制备方法及其性能评价方法,本发明采用将耐紫外阻隔剂添加到矿料中进行预先高温拌合,然后添加沥青再次进行高温拌合的方法制备沥青混合料,得到的沥青混合料产品对紫外光线起到物理反射、屏蔽以及化学吸收的良好作用;在生产过程中也不会带来沉淀、离析等问题的困扰,有效改善了沥青路面在紫外线辐射情况下路用性能,大大延长了沥青路面使用寿命,可用于高原地区高等级公路建设。
Description
技术领域
本发明涉及道路工程的改性沥青技术领域,涉及高原地区尤其是西藏地区耐紫外老化沥青混合料的生产制备方法及性能指标评价方法。
背景技术
高原地区紫外线强的主要原因是空气稀薄清洁,水汽含量少,阳光透过大气层时能量损失少。该地区日照充足,在高原缺氧、日昼温差大、紫外线强。
紫外光辐射时间长,是沥青路面长期老化的主要影响因素,特别是在我国西部地区,如西藏、青海、新疆等地区,昼夜温差大,紫外光不仅辐射强度很高,通常为我国中东部地区的3~4倍,且全年日照辐射时间很长(一般大于270天)年辐射总量非常大。年日照时数在3000小时以上,比成都多1800个小时,比上海市多1100个小时。日照紫外线强,全年总辐射是同纬度成都的2.1倍,上海的1.7倍。
沥青是一种有机大分子材料,极易受到紫外光辐射的影响而发生光氧老化,进而劣化沥青基材料的服役性能,大大缩短其使用寿命。如在紫外线作用下沥青变硬变脆,导致沥青路面产生裂缝、车辙、坑槽、剥落等病害,在紫外线较强的地区,一些路面使用2-3年即需大修,使用寿命缩短80%。紫外光老化也易使沥青基防水材料的低温柔韧性明显降低,在冬季低温下难以适应基层的冷缩而出现开裂。
紫外光引起能量密度高、破坏性强,对沥青结构和性能影响较大,常规沥青不能适应于当前西藏、青海等高原地区紫外线强烈的气候特点,专利CN103421334A提出利用镁铝基层状双羟基复合金属氢氧化物优良的紫外光反射性能来改善弹性体改性沥青涂盖料的耐紫外老化性能,专利CN102898849.A提出在沥青中添加锌基掺杂层状氢氧化物阻隔材料作为紫外吸收剂来改善沥青的耐紫外老化性能。然而上述技术均为理论上的探讨,基本没有应用过,在现有实际沥青路面混合料生产应用中,该材料在作为沥青中的添加剂,与沥青中的复杂的有机这种高分子化合物存在难以全部混溶的问题,部分材料暂时混溶了的材料很快在沥青中发生沉淀和离析。另外,通过现有沥青评价指标,尽管耐紫外老化能力有一定的提高,但由于沉淀的存在,在实际应用时常出现生产应用中运输槽罐车和沥青拌合系统因堵塞而导致设备瘫痪的问题,因此耐紫外阻隔材料沥青在制备和性能指标评价中的应用存在较大的技术瓶颈。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的缺陷,扩大耐紫外老化沥青混合料的应用途径,本发明提供了一种耐紫外老化沥青混合料的制备方法及其性能评价方法,其中采用将耐紫外阻隔剂添加到矿料中进行预先高温拌合,然后添加沥青再次进行高温拌合的方法制备沥青混合料,得到的沥青混合料产品对紫外光线起到物理反射、屏蔽以及化学吸收的良好作用;在生产过程中也不会带来沉淀、离析等问题的困扰,有效改善了沥青路面在紫外线辐射情况下路用性能,大大延长了沥青路面使用寿命,可用于高原地区高等级公路建设。
本发明提供一种耐紫外老化沥青混合料制备方法,技术方案如下:
一种耐紫外老化沥青混合料的制备方法,其特征在于,在制备混合料之前,对原材料进行加温拌合,具体包括以下步骤:
按照以下组分重量百分比配比称取原料:基质沥青3.6%~4.8%、镁铝层状双氢氧化物紫外阻隔材料1.0%~2.4%,石料92.8%~95.4%,其中石料由用于沥青混合料拌合的各档集料按照一定级配比例组成。以上比例是根据各种材料在沥青混合料中的最优掺配比例而设定的,同时考虑了其中镁铝层状双氢氧化物紫外阻隔材料(后简称紫外阻隔材料)的添加量,因为紫外阻隔材料添加太低对沥青的性能影响效果有限,而添加量太大则容易发生沉淀。
将组成石料的各档集料放置在烘箱中加热3~5小时,烘箱温度为170~190℃,然后倒入拌合锅中,在拌合锅中温度设定为160~180℃;然后将按比例称好的上述紫外阻隔材料加入拌合锅中进行拌合,拌合时间为2~4分钟;最后将按比例称好的基质沥青放入拌合锅中,进行拌合,拌合时间为3~5分钟,得到耐紫外老化沥青混合料成品。
由于紫外阻隔材料为白色粉末状,为防止与沥青结团,分散不均匀,需在沥青加入集料之前添加,而上述拌合时间的设定是根据实际拌合状态设定的;温度的设定是满足沥青混合料拌合、击实的温度要求而设定。
根据气候条件选择沥青路面所用的基质沥青标号是个技术性很强的问题,如果根据夏天炎热气候的要求,应该尽量选用硬一些的沥青,而为了满足冬季寒冷气候条件的需要,又应该选用软质沥青。参照国内外路面设计规范,各气候分区的沥青分级范围要求值如下表所示:
表1各地气候分区的沥青分级范围
根据气候条件的不同,西藏地区道路沥青适合用70号、90号、110号,故本发明优选基质沥青为70#、90#或110#重交沥青。
所述镁铝层状双氢氧化物紫外阻隔材料由镁铝双氢氧化物层板和层间碳酸根构成多级叠加的层状结构,属于阴离子型层状粘土,属六方晶系,具体的组成为Mg1-XAlX(OH)2(CO3)X/2·mH2O,其中下标X指的是金属元素的含量变化,0.2≤X≤0.33;m值代表结晶水的数量,0≤m≤2,该材料通过对紫外线具有物理屏蔽和紫外吸收的双重作用,可阻隔屏蔽90%以上紫外线。
本发明还提供了上述耐紫外老化沥青混合料的性能评价方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)原材料加温拌合
样品按照以下方式制取,其中样品一添加镁铝层状双氢氧化物紫外阻隔材料,样品二不添加。按照以下组分重量百分比配比称取原料:基质沥青3.6%~4.8%、镁铝层状双氢氧化物紫外阻隔材料1.0%~2.4%,石料92.8%~95.4%,其中石料由用于沥青混合料拌合的各档集料按照一定级配比例组成;将组成石料的各档集料放置在烘箱中加热3~5小时,烘箱温度为170~190℃,然后倒入拌合锅中,在拌合锅中温度设定为160~180℃;然后将按比例称好的上述紫外阻隔材料加入拌合锅中进行拌合,拌合时间为2~4分钟;最后将按比例称好的基质沥青放入拌合锅中,进行拌合,拌合时间为3~5分钟,得到耐紫外老化沥青混合料成品。如上的拌合相关参数是发明人在行业规范要求的基础上进行了适当的调整而得到的,可使材料内部水分完全蒸发,拌合均匀,同时材料不会因温度过高而发生老化变质。
(2)UV紫外老化试验
室内紫外光老化模拟装置为:1000W的高压汞灯作为老化光源,并加四面装反射面,将UV灯90%以上的UV光反射到样品的表面上,主要辐射是365nm的长波紫外线,主峰365nm是紫外辐射的高值区,是多数典型化学键的敏感波长区。将上述样品一和样品二分别置于上述紫外老化模拟装置中进行照射。为了照射均匀,需注意样品需单层分散开。装置内设条件为:控制温度50~60℃;紫外线强度10000μW/cm2;转盘在水平面上以4.5转/分~6.5转/分的速度匀速旋转;老化时间为48小时。如上的各种参数的设定是发明人通过查阅大量文献并参考了中华人民共和国建筑防水材料老化试验方法(OB18244.2000)以及光伏组件紫外试验(GB/T 19394-2003/IEC 61345:1998)再结合实际情况而调整得到的。
其中装置内条件参数中,温度越高紫外老化的速度越快,但温度高又容易造成热老化,为了产生热老化又能加速紫外老化,决定采用一般地区实测路面表面最高温度50--60℃,作为紫外加速老化控制温度,同时选用紫外线强度为10000μW/cm2,因为强度适当的加大可以缩短室内加速老化时间。其余参数也是参考上述相关文献资料。
(3)低温弯曲试验
按照《沥青及沥青混合料设计规程》JTG052中沥青混合料低温弯曲试验方法T0716对试件的要求成型试件,然后进行低温弯曲试验,试验温度为-10℃,在试验中,测定试件的尺寸、试件破坏时的最大荷载、试件破坏时的跨中挠度,其中试件的尺寸包括试件的跨径、跨中断面试件的宽度和高度,试验后进行换算,用于得到破坏弯拉强度、破坏应变、破坏劲度模量三个指标:
按下式进行计算试件破坏时的破坏弯拉强度RB、破坏时的破坏应变εB及破坏时的破坏劲度模量SB
式中:RB—破坏弯拉强度,MPa;
εB—破坏应变με;
SB—破坏劲度模量MPa;
b—跨中断面试件的宽度,mm;
h—跨中断面试件的高度,mm;
L—试件的跨径,mm;
PB—试件破坏时的最大荷载,N;
d—试件破坏时的跨中挠度,mm。
(4)评价指标
用破坏弯拉强度、破坏应变、破坏劲度模量三大指标评价上述步骤(1)中所制得的耐紫外老化沥青混合料的耐紫外老化的性能。
通过低温弯曲试验获得破坏弯拉强度、破坏应变、破坏劲度模量三大指标,将该三大指标作为评价耐紫外老化性能的主要指标能,能充分考虑材料老化后低温抗裂性能,能准确评价紫外阻隔材料使用与否给沥青混合料带来的性能上的效果差异,能充分、直接、准确的反映出沥青混合料抗老化性能的好坏。其中破坏弯拉强度、破坏劲度模量这两个指标是由本申请的实验衍生而来,没有对应的行业标准;破坏应变这个指标依据行业标准《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40-2004中如下表“沥青混合料低温弯曲试验破坏应变的技术要求”中相应的标准,本发明的产品是普通沥青混合料,西藏地区对应冬冷区。
表 沥青混合料低温弯曲试验破坏应变的技术要求
与现有技术相比,本发明的优异效果是:
镁铝层状双氢氧化物紫外阻隔材料是层状双羟基复合金属氢氧化物,材料通过对紫外线具有物理屏蔽和紫外吸收的双重作用,可阻隔屏蔽90%以上紫外线。但该阻隔材料是一种复合材料,常温下呈白色粉末状,由于自身密度较大,同时与沥青的组分之间难以直接发生交联反应,即便在高温情况下经高速剪切、搅拌处理后,仍然会在静置24小时内从沥青中沉淀下来,因此在使用过程中容易发生沉淀及离析,大大影响了该材料的使用效果。因此采用先将该材料加入沥青混合均匀后再加入石料中的办法来达到工程应用的目的存在较大的缺陷。因此在使用过程中容易发生沉淀及离析,大大影响了该材料的使用效果。本发明突出优势是通过干拌的方法,先将紫外阻隔材料和沥青、石料等材料进行加温拌合,使其分散均匀,然后再加入沥青等材料进行充分拌合,接着在路面进行摊铺应用,该方法能完全规避紫外阻隔材料直接加入沥青中带来的沉淀、分布不均、罐车和导管堵塞等技术问题。
同时,破坏弯拉强度、破坏应变、破坏劲度模量三大指标能充分考虑材料老化后低温抗裂性能,能准确评价紫外阻隔材料使用与否给沥青混合料带来的性能上的效果差异。
故,本发明将耐紫外阻隔剂被完美地添加到沥青中,再利用新的性能指标评价方法进行评价,使得最后的沥青混合料产品既能耐夏季高温、冬季低温严寒,同时对紫外光线起到物理反射、屏蔽以及化学吸收的良好作用;在生产过程中也不会带来沉淀、离析等问题的困扰,有效改善了沥青路面在紫外线辐射情况下路用性能,大大延长了沥青路面使用寿命,可用于高原地区高等级公路建设。
附图说明
图1是本发明中耐紫外老化SBR改性沥青混合料试样图片;
图2本发明中耐紫外老化SBR改性沥青混合料进行性能评价时的间接抗拉试验图片;
图3是紫外阻隔材料的生成原理示意图;
图4是紫外阻隔材料对紫外线的多级阻隔、吸收和屏蔽原理示意图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征,或公开的所有方法或过程中的步骤,除了互相排斥的特征和/或步骤以外,均可以以任何方式组合。
本说明书中公开的任一特征,除非特别叙述,均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即,除非特别叙述,每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
具体实例1:
(1)原材料加温拌合
样品按照以下方式制取,其中样品一添加由江阴瑞法化工公司生产的镁铝层状双氢氧化物紫外阻隔材料,样品二不添加,其中镁铝层状双氢氧化物紫外阻隔材料由江阴瑞法化工公司生产,所述镁铝层状双氢氧化物紫外阻隔材料由镁铝双氢氧化物层板和层间碳酸根构成多级叠加的层状结构,属于阴离子型层状粘土,属六方晶系,具体的组成为Mg1-XAlX(OH)2(CO3)X/2·mH2O,其中下标X指的是金属元素的含量变化,0.2≤X≤0.33;m值代表结晶水的数量,0≤m≤2。按照以下组分重量百分比配比称取原料:基质沥青4.0%、镁铝层状双氢氧化物紫外阻隔材料1.5%,石料94.5%,其中所述基质沥青为70#重交沥青,石料由用于沥青混合料拌合的各档集料按照一定级配比例组成;将组成石料的各档集料放置在烘箱中加热4小时,烘箱温度为180℃,然后倒入拌合锅中,在拌合锅中温度设定为170℃;然后将按比例称好的上述紫外阻隔材料加入拌合锅中进行拌合,拌合时间为3分钟;最后将按比例称好的基质沥青放入拌合锅中,进行拌合,拌合时间为3分钟,得到耐紫外老化沥青混合料成品。
(2)UV紫外老化试验
室内紫外光老化模拟装置为:1000W的高压汞灯作为老化光源,并加四面装反射面,将UV灯90%以上的UV光反射到样品的表面上,主要辐射的主要是365nm的长波紫外线,主峰365nm是紫外辐射的高值区,是多数典型化学键的敏感波长区。将上述样品一和样品二分别至于上述紫外老化模拟装置中进行照射。需注意样品需单层分散开。装置内设条件为:控制温度50℃;紫外线强度10000μW/cm2;转盘在水平面上以6转/分的速度匀速旋转;老化时间为48小时。
(3)低温弯曲试验
按照《沥青及沥青混合料设计规程》JTG052中沥青混合料低温弯曲试验方法T0716对试件的要求成型试件,然后进行低温弯曲试验,试验温度为-10℃,在试验中,测定试件的尺寸、试件破坏时的最大荷载、试件破坏时的跨中挠度,其中试件的尺寸包括试件的跨径、跨中断面试件的宽度和高度,试验后进行换算,用于得到破坏弯拉强度、破坏应变、破坏劲度模量三个指标:
按下式进行计算试件破坏时的破坏弯拉强度RB、破坏时的破坏应变εB及破坏时的破坏劲度模量SB
式中:RB—破坏弯拉强度,MPa;
εB—破坏应变με;
SB—破坏劲度模量MPa;
b—跨中断面试件的宽度,mm;
h—跨中断面试件的高度,mm;
L—试件的跨径,mm;
PB—试件破坏时的最大荷载,N;
d—试件破坏时的跨中挠度,mm。
(4)评价指标
用破坏弯拉强度、破坏应变、破坏劲度模量三大指标评价上述步骤(1)中所制得的耐紫外老化沥青混合料的耐紫外老化的性能,结果如下:
结果表明,添加紫外老化材料后,沥青混合料的破坏弯拉强度有所提高;破坏应变也随之增加,同时破坏劲度模量也有一定程度的改善。准确反映了在很大程度上改善了经受紫外线照射的沥青混合料的性能状况。
具体实例2:
(1)原材料加温拌合
样品按照以下方式制取,其中样品一添加镁铝层状双氢氧化物紫外阻隔材料,样品二不添加,其中镁铝层状双氢氧化物紫外阻隔材料由江阴瑞法化工公司生产,所述镁铝层状双氢氧化物紫外阻隔材料由镁铝双氢氧化物层板和层间碳酸根构成多级叠加的层状结构,属于阴离子型层状粘土,属六方晶系,具体的组成为Mg1-XAlX(OH)2(CO3)X/2·mH2O,其中下标X指的是金属元素的含量变化,0.2≤X≤0.33;m值代表结晶水的数量,0≤m≤2。按照以下组分重量百分比配比称取原料:基质沥青3.8%、镁铝层状双氢氧化物紫外阻隔材料1.2%,石料95%,其中所述基质沥青为90#重交沥青,石料由用于沥青混合料拌合的各档集料按照一定级配比例组成;将组成石料的各档集料放置在烘箱中加热4小时,烘箱温度为175℃,然后倒入拌合锅中,在拌合锅中温度设定为175℃;然后将按比例称好的上述紫外阻隔材料加入拌合锅中进行拌合,拌合时间为4分钟;最后将按比例称好的基质沥青放入拌合锅中,进行拌合,拌合时间为4分钟,得到耐紫外老化沥青混合料成品。
(2)UV紫外老化试验
将上述样品一和样品二分别至于上述紫外老化模拟装置中进行照射。需注意样品需单层分散开。装置内设条件为:控制温度60℃;紫外线强度10000μW/cm2;转盘在水平面上以5转/分的速度匀速旋转;老化时间为48小时。
(3)低温弯曲试验
按照《沥青及沥青混合料设计规程》JTG052中沥青混合料低温弯曲试验方法T0716对试件的要求成型试件,然后进行低温弯曲试验,试验温度为-10℃,在试验中,测定试件的尺寸、试件破坏时的最大荷载、试件破坏时的跨中挠度,其中试件的尺寸包括试件的跨径、跨中断面试件的宽度和高度,试验后进行换算,用于得到破坏弯拉强度、破坏应变、破坏劲度模量三个指标:
按下式进行计算试件破坏时的破坏弯拉强度RB、破坏时的破坏应变εB及破坏时的破坏劲度模量SB:
式中:RB—破坏弯拉强度,MPa;
εB—破坏应变με;
SB—破坏劲度模量MPa;
b—跨中断面试件的宽度,mm;
h—跨中断面试件的高度,mm;
L—试件的跨径,mm;
PB—试件破坏时的最大荷载,N;
d—试件破坏时的跨中挠度,mm。
(4)评价指标
用破坏弯拉强度、破坏应变、破坏劲度模量三大指标评价上述步骤(1)中所制得的耐紫外老化沥青混合料的耐紫外老化的性能,结果如下:
结果表明,添加紫外老化材料后,沥青混合料的破坏弯拉强度、破坏应变、破坏劲度模量都有很大程度上的提高。反映了该材料能有效改善沥青路面在紫外线辐射情况下路用性能,延长沥青路面使用寿命。
具体实例3:
(1)原材料加温拌合
样品按照以下方式制取,其中样品一添加镁铝层状双氢氧化物紫外阻隔材料,样品二不添加,其中镁铝层状双氢氧化物紫外阻隔材料由江阴瑞法化工公司生产,所述镁铝层状双氢氧化物紫外阻隔材料由镁铝双氢氧化物层板和层间碳酸根构成多级叠加的层状结构,属于阴离子型层状粘土,属六方晶系,具体的组成为Mg1-XAlX(OH)2(CO3)X/2·mH2O,其中下标X指的是金属元素的含量变化,0.2≤X≤0.33;m值代表结晶水的数量,0≤m≤2。按照以下组分重量百分比配比称取原料:基质沥青4.5%、镁铝层状双氢氧化物紫外阻隔材料2.0%,石料93.5%,其中所述基质沥青为110#重交沥青,石料由用于沥青混合料拌合的各档集料按照一定级配比例组成;将组成石料的各档集料放置在烘箱中加热3小时,烘箱温度为180℃,然后倒入拌合锅中,在拌合锅中温度设定为170℃;然后将按比例称好的上述紫外阻隔材料加入拌合锅中进行拌合,拌合时间为3分钟;最后将按比例称好的基质沥青放入拌合锅中,进行拌合,拌合时间为4分钟,得到耐紫外老化沥青混合料成品。
(2)UV紫外老化试验
将上述样品一和样品二分别至于上述紫外老化模拟装置中进行照射。需注意样品需单层分散开。装置内设条件为:控制温度60℃;紫外线强度10000μW/cm2;转盘在水平面上以5转/分的速度匀速旋转;老化时间为48小时。
(3)低温弯曲试验
按照《沥青及沥青混合料设计规程》JTG052中沥青混合料低温弯曲试验方法T0716对试件的要求成型试件,然后进行低温弯曲试验,试验温度为-10℃,在试验中,测定试件的尺寸、试件破坏时的最大荷载、试件破坏时的跨中挠度,其中试件的尺寸包括试件的跨径、跨中断面试件的宽度和高度,试验后进行换算,用于得到破坏弯拉强度、破坏应变、破坏劲度模量三个指标:
按下式进行计算试件破坏时的破坏弯拉强度RB、破坏时的破坏应变εB及破坏时的破坏劲度模量SB:
式中:RB—破坏弯拉强度,MPa;
εB—破坏应变με;
SB—破坏劲度模量MPa;
b—跨中断面试件的宽度,mm;
h—跨中断面试件的高度,mm;
L—试件的跨径,mm;
PB—试件破坏时的最大荷载,N;
d—试件破坏时的跨中挠度,mm。
(4)评价指标
用破坏弯拉强度、破坏应变、破坏劲度模量三大指标评价上述步骤(1)中所制得的耐紫外老化沥青混合料的耐紫外老化的性能,结果如下:
结果表明,添加紫外老化材料后,沥青混合料的破坏弯拉强度、破坏应变、破坏劲度模量都有很大程度上的提高。反映了该材料能有效改善沥青路面在紫外线辐射情况下路用性能,延长沥青路面使用寿命。
Claims (6)
1.一种耐紫外老化沥青混合料的制备方法,其特征在于,在制备混合料之前,对原材料进行加温拌合,具体包括以下步骤:
按照以下组分重量百分比配比称取原料:基质沥青3.6%~4.8%、镁铝层状双氢氧化物紫外阻隔材料1.0%~2.4%,石料92.8%~95.4%,其中石料由用于沥青混合料拌合的各档集料按照一定级配比例组成;
将组成石料的各档集料放置在烘箱中加热3~5小时,烘箱温度为170~190℃,然后倒入拌合锅中,在拌合锅中温度设定为160~180℃;然后将按比例称好的上述紫外阻隔材料加入拌合锅中进行拌合,拌合时间为2~4分钟;最后将按比例称好的基质沥青放入拌合锅中,进行拌合,拌合时间为3~5分钟,得到耐紫外老化沥青混合料成品。
2.根据权利要求1所述的耐紫外老化沥青混合料的制备方法,其特征在于,所述基质沥青为70#、90#或110#重交沥青。
3.根据权利要求1所述的耐紫外老化沥青混合料的制备方法,其特征在于,所述镁铝层状双氢氧化物紫外阻隔材料由镁铝双氢氧化物层板和层间碳酸根构成多级叠加的层状结构,属于阴离子型层状粘土,属六方晶系,具体的组成为Mg1-XAlX(OH)2(CO3)X/2·mH2O,其中下标X指的是金属元素的含量变化,0.2≤X≤0.33;m值代表结晶水的数量,0≤m≤2。
4.一种耐紫外老化沥青混合料的性能评价方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)原材料加温拌合
样品按照以下方式制取,其中样品一添加镁铝层状双氢氧化物紫外阻隔材料,样品二不添加;按照以下组分重量百分比配比称取原料:基质沥青3.6%~4.8%、镁铝层状双氢氧化物紫外阻隔材料1.0%~2.4%,石料92.8%~95.4%,其中石料由用于沥青混合料拌合的各档集料按照一定级配比例组成;将组成石料的各档集料放置在烘箱中加热3~5小时,烘箱温度为170~190℃,然后倒入拌合锅中,在拌合锅中温度设定为160~180℃;然后将按比例称好的上述紫外阻隔材料加入拌合锅中进行拌合,拌合时间为2~4分钟;最后将按比例称好的基质沥青放入拌合锅中,进行拌合,拌合时间为3~5分钟,得到耐紫外老化沥青混合料成品;
(2)UV紫外老化试验
室内紫外光老化模拟装置为:1000W的高压汞灯作为老化光源,并加四面装反射面,将UV灯90%以上的UV光反射到样品的表面上,主要辐射是365nm的长波紫外线;将上述样品一和样品二分别置于上述紫外老化模拟装置中进行照射,需注意样品需单层分散开;装置内设条件为:控制温度50~60℃;紫外线强度10000μW/cm2;转盘在水平面上以4.5转/分~6.5转/分的速度匀速旋转;老化时间为48小时;
(3)低温弯曲试验
按照《沥青及沥青混合料设计规程》JTG052中沥青混合料低温弯曲试验方法T0716对试件的要求成型试件,然后进行低温弯曲试验,试验温度为-10℃,在试验中,测定试件的尺寸、试件破坏时的最大荷载、试件破坏时的跨中挠度,其中试件的尺寸包括试件的跨径、跨中断面试件的宽度和高度,试验后进行换算,用于得到破坏弯拉强度、破坏应变、破坏劲度模量三个指标:
按下式进行计算试件破坏时的破坏弯拉强度RB、破坏时的破坏应变εB及破坏时的破坏劲度模量SB:
式中:RB—破坏弯拉强度,MPa;
εB—破坏应变με;
SB—破坏劲度模量MPa;
b—跨中断面试件的宽度,mm;
h—跨中断面试件的高度,mm;
L—试件的跨径,mm;
PB—试件破坏时的最大荷载,N;
d—试件破坏时的跨中挠度,mm;
(4)评价指标
用破坏弯拉强度、破坏应变、破坏劲度模量三大指标评价上述步骤(1)中所制得的耐紫外老化沥青混合料的耐紫外老化的性能,其中破坏应变依据行业标准《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40-2004中表“沥青混合料低温弯曲试验破坏应变的技术要求”中相应的标准。
5.根据权利要求4所述的耐紫外老化沥青混合料的性能评价方法,其特征在于,所述基质沥青为70#、90#或110#重交沥青。
6.根据权利要求4所述的耐紫外老化沥青混合料的性能评价方法,其特征在于,所述镁铝层状双氢氧化物紫外阻隔材料由镁铝双氢氧化物层板和层间碳酸根构成多级叠加的层状结构,属于阴离子型层状粘土,属六方晶系,具体的组成为Mg1-XAlX(OH)2(CO3)X/2·mH2O,其中下标X指的是金属元素的含量变化,0.2≤X≤0.33;m值代表结晶水的数量,0≤m≤2。
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