CN109632870B - 一种沥青在日温下的软化时间的检测方法 - Google Patents

一种沥青在日温下的软化时间的检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及沥青软化测试相关技术领域，具体涉及一种沥青在日温下的软化时间的检测方法。本发明通过模拟制作沥青路面，再模拟沥青路面在日照下的加热，进而测得无数组沥青路面在不同日照温度下软化时间，通过描点法绘制沥青路面在日照温度下的软化时间的趋势图，进而求得近视标准曲线方程，利用此近视标准曲线方程，即可预算在不同地区，不同的日照温度下，沥青路面在相应的日照温度下多久会变软，进而为相关部门或人员提供数据参考，相关部门或人员可在允许的时间范围内，进行将变软沥青路面的相关处理，规避变软沥青路面带来的后续不利影响。

Description

一种沥青在日温下的软化时间的检测方法
技术领域
本发明涉及沥青软化测试相关技术领域，具体涉及一种沥青在日温下的软化时间的检测方法。
背景技术
沥青是一种棕黑色有机胶凝状物质，包括天然沥青、石油沥青、页岩沥青和煤焦油沥青等四种。主要成分是沥青质和树脂，其次有高沸点矿物油和少量的氧、硫和氯的化合物。有光泽，呈液体、半固体或固体状态，低温时质脆，粘结性和防腐性能良好。
沥青融化时会产生主要成分为酚类、蒽、萘、吡啶等的化合物，会对人体健康造成巨大的伤害。
现有的沥青主要用于铺设路面，也就是耳熟能详的的柏油路，选用沥青铺设的路面具有很多水泥路面所不具备的优点；但是，沥青路面也具有很多缺点，其中之一就是软化。
沥青路面在强日光的长时间照射下，会变得柔软，且其粘稠度增加，当车轮经过因日照而软化的沥青路面上，会在路面上留下很大的车辙印，严重时汽车车轮还会将路面上的沥青卷起，粘附在车轮上，造成了严重的经济损失和安全隐患。
同时，因日照而软化的沥青路面在汽车或其他重物的碾压下，会释放出很多有害气体，人体挨近时会有令人很难受的气味产生，严重侵害了人们的身体健康。
发明内容
基于上述沥青路面在长时间日照下会变软而产生其他不利影响的现状，本发明提供了一种沥青在日温下的软化时间的检测方法，目的在于检测出沥青路面在不同的光照温度下，多久会变软，进而为变软沥青路面的提前预防提供数据参考，防范因沥青路面变软而产生的不利后果。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种沥青在日温下的软化时间的检测方法，包括以下步骤：
a、选取长30～35cm、宽20～25cm、深10～15cm的、上开口的透明箱体，箱体中铺设厚5～8cm厚的混拌沙体，沙体上表面抹平，控制沙体上表面的摩擦系数为0.7～0.8，模拟未铺设沥青的路面，适宜的摩擦系数下，沥青紧密的粘附在沙体上表面；
b、待上述沙体表面完全沥干凝固后，按常规沥青铺设方法在沙体表面铺设沥青，控制沥青上表面与箱体上开口平齐；将铺设完沥青的箱体置于常温下的干燥通风处放置至沥青完全凝固，控制凝固后的沥青上表面摩擦系数为0.5～0.6，制得实验箱体；所述实验箱体实质可考虑为沥青路面的任意部分，通过模拟沥青路面的方式削弱检测变量，使得测试结果更接近准确值；
c、重复步骤a～b，制得相同的实验箱体1～20；
d、将上述实验箱体1～20分别放置于不同加热箱中，编号1～20，沥青上表面放置1颗完全相同的带刻度小球，模拟各加热箱压强完全相同且均为大气压强，各加热箱风力完全相等且均为自然风，控制编号1的加热箱中的加热温度为28℃，并按2℃/次的加热速度对编号 2～20的加热箱进行温度控制；
其中，各加热箱的温度如下：
1号—28℃、2号—30℃、3号—32℃、4号—34℃、5号—36℃、 6号—8℃、7号—40℃、8号—2℃、9号—44℃、10号—46℃、11 号—48℃、12号—50℃、13号—52℃、14号—54℃、15号—56℃、 16号—58℃、17号—60℃、18号—62℃、19号—64℃、20号—66℃；
e、至开始加热时起，记录每个实验箱体中的带刻度小球在不同加热温度下的下降时间，取小球在沥青表面下降5mm时的时间为沥青在相应温度下的软化时间，测得不同加热温度下的沥青软化时间 t1～t20；
f、根据上述测定的时间t1～t20，绘制标准曲线，求得沥青在不同温度下的软化时间的近似标准曲线方程S；
g、测定沥青路面上的日照温度，代入近似标准曲线方程S，即可求得沥青路面在日照温度下的软化时间。
优选的，所述混拌沙体包括以下重量份原料：
体积5～10cm3的山石15～20份、钢沙3～5份、面沙3～5份、水泥 0.5～1份；
其中，所述混拌沙体为稠度0.2～0.4的塑体状，其实际情况如同未铺设沥青的常规路面。
优选的，所述加热箱加热过程中，仅对各实验箱体的上表面的沥青进行加热，且加热源完全覆盖沥青上表面，加热源距离沥青上表面 8～12cm；即通过加热箱的方式，模拟日照温度和日光在沥青路面上的照射范围，进而使得测试出的数据更接近沥青路面在实际日照下的效果。
优选的，所述带刻度小球直径为1～2cm，质量10～12g，小球体积和质量适宜，只有当沥青软化到一定程度时，小球才会下陷；
其中，还需控制带刻度小球表面的摩擦系数≤0.1，选用接近完全光滑的小球，减少小球下陷时与变软沥青间的摩擦力，使得小球近似在重力下无阻力下陷，进而提高测试数据的精确度。
优选的，所述带刻度小球按如下方法刻划刻度：
选小球表面任意点为0mm刻度线，朝向选取点的正对面依次刻划刻度线，刻划时绕小球刻划一周，控制5mm刻度线或10mm刻度线恰巧位于小球的中部，形成最大的刻度线圈，还可将最大的刻度线圈描绘成鲜艳的颜色，如红、蓝等颜色；
其中，所述最大的刻度线圈将小球平均分成两份，使得小球在变软沥青中下陷时，小球下陷的高度恰巧为小球垂直直径的1/2或1/4，让人眼能够直观看到小球的下陷，进而方便沥青软化时间的记录。
优选的，所述带刻度小球放置于沥青表面时，还需控制0mm刻度线一端紧挨沥青上表面，且固定小球，0mm刻度线朝下，便于读取小球的下陷深度。
优选的，所述近似标准曲线方程S为：
t＝135/T
其中，T为大于或等于28℃的任意温度；因沥青为可融化的非晶体，当加热温度＜28℃时，沥青很难软化，哪怕在23～27℃之间，放在加热箱中长时间加热，其软化效果均可忽略不计；当加热温度缓慢下降，降到一定温度时，沥青就会脆裂；
t为大于0h的任意时间；
所述近似标准曲线方程S仅适用于日照温度≥28℃时。
本发明的有益效果是：
与现有技术相比，本发明通过模拟制作沥青路面，再模拟沥青路面在日照下的加热，进而测得无数组沥青路面在不同日照温度下软化时间，通过描点法绘制沥青路面在日照温度下的软化时间的趋势图，进而求得近似标准曲线方程，利用此近似标准曲线方程，即可预算在不同地区，不同的日照温度下，沥青路面在相应的日照温度下多久会变软，进而为相关部门或人员提供数据参考，相关部门或人员可在允许的时间范围内，进行将变软沥青路面的相关处理，规避变软沥青路面带来的后续不利影响。
附图说明
图1是软化时间与加热温度的折线关系图；
图2是软化时间与加热温度的对应关系表。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进一步作详细的说明，但本发明提供的技术方案不仅包括实施例中展现的内容。
实施例1
本实施例提供了一种沥青在日温下的软化时间的检测方法，具体过程如下：
a、选取长35cm、宽25cm、深10cm的、上开口的透明箱体，箱体中铺设厚5cm厚的混拌沙体，沙体上表面抹平，控制沙体上表面的摩擦系数为0.7，模拟未铺设沥青的路面，适宜的摩擦系数下，沥青紧密的粘附在沙体上表面；
b、待上述沙体表面完全沥干凝固后，按常规沥青铺设方法在沙体表面铺设沥青，控制沥青上表面与箱体上开口平齐；将铺设完沥青的箱体置于常温下的干燥通风处放置至沥青完全凝固，控制凝固后的沥青上表面摩擦系数为0.6，制得实验箱体；所述实验箱体实质可考虑为沥青路面的任意部分，通过模拟沥青路面的方式削弱检测变量，使得测试结果更接近准确值；
c、重复步骤a～b，制得相同的实验箱体1号至实验箱体20号；
d、将上述实验箱体1号至实验箱体20号分别放置于不同加热箱中，编号1～20，沥青上表面放置1颗完全相同的带刻度小球，控制 0mm刻度线一端紧挨沥青上表面，且固定小球，0mm刻度线朝下，便于读取小球的下陷深度，模拟各加热箱压强完全相同且均为大气压强，各加热箱风力完全相等且均为自然风，控制编号1的加热箱中的加热温度为28℃，并按2℃/次的加热速度对编号2～20的加热箱进行温度控制；
加热箱加热过程中，仅对各实验箱体的上表面的沥青进行加热，且加热源完全覆盖沥青上表面，加热源距离沥青上表面8～12cm；即通过加热箱的方式，模拟日照温度和日光在沥青路面上的照射范围，进而使得测试出的数据更接近沥青路面在实际日照下的效果；
其中，如图2所示，各加热箱的温度如下：
1号—28℃、2号—30℃、3号—32℃、4号—34℃、5号—36℃、6号—8℃、7号—40℃、8号—2℃、9号—44℃、10号—46℃、11 号—48℃、12号—50℃、13号—52℃、14号—54℃、15号—56℃、 16号—58℃、17号—60℃、18号—62℃、19号—64℃、20号—66℃；
其中“—”表示软化时间与加热温度的对应关系；
e、至开始加热时起，记录每个实验箱体中的带刻度小球在不同加热温度下的下降时间，取小球在沥青表面下降5mm时的时间为沥青在相应温度下的软化时间，测得不同加热温度下的沥青软化时间 t1～t20；
f、如图1所示，根据上述测定的时间t1～t20，绘制标准曲线，求得沥青在不同温度下的软化时间的近似标准曲线方程S，即：
t＝135/T
其中T为大于或等于28℃的任意温度；因沥青为可融化的非晶体，当加热温度＜28℃时，沥青很难软化，哪怕在较高温度23℃、 24℃、25℃、26℃、27℃的加热下，放在加热箱中长时间加热，其软化效果均可忽略不计；当加热温度缓慢下降，降到一定温度时，沥青就会脆裂；
t为大于0h的任意时间；
所述近似标准曲线方程S仅适用于日照温度≥28℃时；
g、测定沥青路面上的日照温度，代入近似标准曲线方程S，即可求得沥青路面在日照温度下的软化时间。
在本实施例中，所述混拌沙体包括以下重量份原料：
体积5～10cm3不等的的山石20份、钢沙5份、面沙3份、水泥1 份；
其中，所述混拌沙体为稠度0.2的塑体状，其实际情况如同未铺设沥青的常规路面。
在本实施例中，所述带刻度小球直径为1cm，质量12g，小球体积和质量适宜，只有当沥青软化到一定程度时，小球才会下陷；
其中，还需控制带刻度小球表面的摩擦系数为0.1，选用接近完全光滑的小球，减少小球下陷时与变软沥青间的摩擦力，使得小球近似在重力下无阻力下陷，进而提高测试数据的精确度。
在本实施例中，所述带刻度小球按如下方法刻划刻度：
选小球表面任意点为0mm刻度线，朝向选取点的正对面依次刻划刻度线，刻划时绕小球刻划一周，控制5mm刻度线或10mm刻度线恰巧位于小球的中部，形成最大的刻度线圈，还可将最大的刻度线圈描绘成鲜艳的颜色，如红、蓝等颜色；
其中，所述最大的刻度线圈将小球平均分成两份，使得小球在变软沥青中下陷时，小球下陷的高度恰巧为小球垂直直径的1/2或1/4，让人眼能够直观看到小球的下陷，进而方便沥青软化时间的记录。
在本实施例中，通过模拟制作沥青路面，再模拟沥青路面在日照下的加热，进而测得无数组沥青路面在不同日照温度下软化时间，通过描点法绘制沥青路面在日照温度下的软化时间的趋势图，进而求得近似标准曲线方程，利用此近似标准曲线方程，即可预算在不同地区，不同的日照温度下，沥青路面在相应的日照温度下多久会变软，进而为相关部门或人员提供数据参考，相关部门或人员可在允许的时间范围内，进行将变软沥青路面的相关处理，规避变软沥青路面带来的后续不利影响。
在本实施例中，在夏季选取沿海地区的某一城市A，测得当日无遮阳路面表层的日照温度为36.8℃，代入近似标准曲线方程S： t＝135/T，求得在此温度下，沥青路面3.67h，即可知，该城市无遮阳沥青路面上的沥青在日照3.67h及以上时，沥青路面将会变软，路面不适宜大型车辆通行，相关管理部门应注意完全沥青路面的相关管理。
在本实施例中，在夏季选取沿海地区的某一城市B，测得当日无遮阳路面表层的日照温度为42.1℃，代入近似标准曲线方程S： t＝135/T，求得在此温度下，沥青路面3.2 h，即可知，该城市无遮阳沥青路面上的沥青在日照3.2h及以上时，沥青路面将会变软，路面不适宜大型车辆通行，相关管理部门应注意完全沥青路面的相关管理。
在本实施例中，在夏季选取沿海地区的某一城市C，测得当日无遮阳路面表层的日照温度为32.0℃，代入近似标准曲线方程S： t＝135/T，求得在此温度下，沥青路面4.22 h，即可知，该城市无遮阳沥青路面上的沥青在日照4.22h及以上时，沥青路面将会变软，路面不适宜大型车辆通行，相关管理部门应注意完全沥青路面的相关管理。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种沥青在日温下的软化时间的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、选取长30～35cm、宽20～25cm、深10～15cm的、上开口的透明箱体，箱体中铺设厚5～8cm厚的混拌沙体，沙体上表面抹平，控制沙体上表面的摩擦系数为0.7～0.8；
b、待上述沙体表面完全沥干凝固后，按常规沥青铺设方法在沙体表面铺设沥青，控制沥青上表面与箱体上开口平齐；将铺设完沥青的箱体置于常温下的干燥通风处放置至沥青完全凝固，控制凝固后的沥青上表面摩擦系数为0.5～0.6，制得实验箱体；
c、重复步骤a～b，制得相同的实验箱体1～20；
d、将上述实验箱体1～20分别放置于不同加热箱中，编号1～20，沥青上表面放置1颗完全相同的带刻度小球，模拟各加热箱压强完全相同且均为大气压强，各加热箱风力完全相等且均为自然风，控制编号1的加热箱中的加热温度为28℃，并按2℃/次的加热速度对编号2～20的加热箱进行温度控制；
e、至开始加热时起，记录每个实验箱体中的带刻度小球在不同加热温度下的下降时间，取小球在沥青表面下降5mm时的时间为沥青在相应温度下的软化时间，测得不同加热温度下的沥青软化时间t1～t20；
f、根据上述测定的时间t1～t20，绘制标准曲线，求得沥青在不同温度下的软化时间的近似标准曲线方程S；
g、测定沥青路面上的日照温度，代入近似标准曲线方程S，即可求得沥青路面在日照温度下的软化时间。
2.根据权利要求1所述的一种沥青在日温下的软化时间的检测方法，其特征在于，所述混拌沙体包括以下重量份原料：
体积5～10cm3的山石15～20份、钢沙3～5份、面沙3～5份、水泥0.5～1份；
其中，所述混拌沙体为稠度0.2～0.4的塑体状。
3.根据权利要求1所述的一种沥青在日温下的软化时间的检测方法，其特征在于，所述加热箱加热过程中，仅对各实验箱体的上表面的沥青进行加热，且加热源完全覆盖沥青上表面，加热源距离沥青上表面8～12cm。
4.根据权利要求1所述的一种沥青在日温下的软化时间的检测方法，其特征在于，所述带刻度小球直径为1～2cm，质量10～12g；
其中，还需控制带刻度小球表面的摩擦系数≤0.1。
5.根据权利要求1所述的一种沥青在日温下的软化时间的检测方法，其特征在于，所述带刻度小球按如下方法刻划刻度：
选小球表面任意点为0mm刻度线，朝向选取点的正对面依次刻划刻度线，刻划时绕小球刻划一周，控制5mm刻度线或10mm刻度线恰巧位于小球的中部，形成最大的刻度线圈；
其中，所述最大的刻度线圈将小球平均分成两份。
6.根据权利要求1所述的一种沥青在日温下的软化时间的检测方法，其特征在于，所述带刻度小球放置于沥青表面时，还需控制0mm刻度线一端紧挨沥青上表面，且固定小球。
7.根据权利要求1所述的一种沥青在日温下的软化时间的检测方法，其特征在于，所述近似标准曲线方程S为：
t＝135/T
其中，T为大于或等于28℃的任意温度；
t为大于0h的任意时间。
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