CN109946441A - 一种岩沥青改性沥青的低温性能分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种岩沥青改性沥青的低温性能分析方法,具体包括如下步骤:制备岩沥青改性沥青;测量制备得到的岩沥青改性沥青的针入度,计算当量脆点,根据当量脆点分析岩沥青改性沥青的低温性能;对岩沥青改性沥青进行延度试验,根据试验结果计算拉断功和拉伸柔量,根据拉断功和拉伸柔量分析岩沥青改性沥青的低温性能;经过低温弯曲梁试验得到岩沥青改性沥青的弯曲蠕变劲度,根据弯曲蠕变劲度计算得到综合指标,根据综合指标分析岩沥青改性沥青的低温性能。采用本发明公开的低温性能分析方法能够更加科学、准确、全面的反映岩沥青改性沥青的低温性能,并且方法简单、适用范围广。
Description
技术领域
本发明涉及道路工程技术领域,更具体的说是涉及一种岩沥青的低温性能分析方法。
背景技术
岩沥青经地质运动以及长期的氧化和细菌等综合作用形成的,性质稳定、与石油沥青存在着良好的相容性,包括北美岩沥青、布敦岩沥青、新疆岩沥青、青川岩沥青等,随着技术的发展和进步,在道路工程上得到了广泛的应用。岩沥青可改善沥青及其混合料耐疲劳性能、高温性能及抗老化性能,但是岩沥青的掺入同时也会对基质沥青低温性能产生不利影响。为了研究岩沥青的掺入对于基质沥青低温性能的影响,近年来国内外研究者对大量的改性沥青进行研究,通过不同评价指标与评价标准分别探究其低温性能,并取得一定的成果。
同济大学孙大权和吕伟明制备SBS、EVA、SBR、PE四种聚合物改性沥青,采用测力延度仪对改性沥青的延度、最大拉力、粘韧性进行研究,试验结果表明改性沥青的粘韧性指标与低温弯曲试验得到的劲度模量具有良好的相关性。汪双杰和台电仓在研究基质沥青和丁苯橡胶的低温性能时,对沥青测力延度试验指标进行对比,发现常规延度指标不适于分析高标号沥青和改性沥青的低温性能,提出以韧性比评价沥青的低温性能,并与常规性能指标和SHRP试验指标进行相关性分析,结果表明其相关性较好。华南理工大学詹小丽等人的研究指出低温弯曲梁试验(BBR)和直接拉伸试验(DT)不适于评价沥青的低温性能,因为沥青是粘弹性材料,而低温弯曲梁试验和直接拉伸试验不能反映沥青低温下的动态粘弹性能;利用动态剪切流变仪(DSR)测定沥青常温下的动态流变性能,通过时间—温度等效原理得到沥青低温动态劲度模量曲线,再通过动静态粘弹函数的变换关系得到沥青静态劲度模量曲线,与BBR结果进行比较,发现沥青常温下的动态剪切流变性能可较好地预测其低温性能。王立志等人利用弯曲梁流变仪、5℃针入度和脆点比较了6种普通沥青和6种改性沥青的低温性能,并通过时间—温度等效原理和Sigmoid模型得到了沥青的劲度模量主曲线,以劲度模量主曲线所围面积定量分析沥青低温性能;研究认为不同沥青5℃针入度没有区分度,脆点试验结果再现性差,不同沥青的脆点区分度低。而不同类型沥青劲度模量主曲线所围面积大小各不相同,其可作为沥青衡量低温性能的指标。李晓娟等人通过针入度试验、延度试验、低温弯曲梁流变试验研究了克拉玛依70、90、110等三种规格石油沥青和SBS改性沥青的低温性能,他们的研究发现15℃针入度、当量脆点T1.2、5℃延度可有效区分不同沥青的低温性能。王琨和郝培文借助低温弯曲梁流变仪测试了6种沥青的低温性能,利用时温等效原理和伯格斯模型研究了沥青的劲度模量曲线。他们的研究表明沥青劲度模量的衰减速度与温度有关。温度越低,沥青的劲度模量衰减速度越慢。在进行拟合时,伯格斯模型拟合曲线与实测劲度模量曲线及其主曲线在首尾两端的相对误差较大,中间较小,且与模量主曲线的拟合误差大于劲度模量实测曲线,因此伯格斯模型仅适合分析BBR实测劲度模量曲线的中间段,即短期加载过程中的劲度模量。Aflaki研究了橡胶、SBS、多聚磷酸、天然沥青四种改性剂对沥青低温流变性能的影响。基于BBR试验的结果,他们通过耗散能力比、PG性能分级、蠕变柔度法三种方法评价了四种改性沥青的低温性能,发现在蠕变柔度法的推导中,改性剂类型是不可缺少的参数,改性剂的用量对改性沥青在低工作温度下的性能没有显著影响。基于蠕变柔度法以低工作温度排序后,导出的蠕变柔量对计算得到的时间不敏感。谭忆秋等人针对现行规范中5℃延度无法很好地评价橡胶沥青低温性能,通过BBR试验对橡胶沥青的低温评价指标进行了研究,指出单用劲度模量S或蠕变速率m对橡胶沥青低温性能进行评价不全面,而应采用兼顾两项指标的综合型指标如连续分级温度CT、劲度模量S与蠕变速率m的比值k或双对数坐标下蠕变函数对时间的积分SA。他们在研究BBR试验指标与混合料弯曲应变能密度的关联性大小时,发现压力老化后的沥青比薄膜老化后的沥青更适于BBR试验,所得指标评价沥青低温性能更准确。Jahanbakhsh等人通过测试沥青流变性能的BBR蠕变试验对基质沥青和改性沥青的低温性能进行研究,利用沥青结合料的粘弹特性来预估沥青结合料低温下的性能。他们指出当前方法在替代BBR试验设计温度高10℃加载60s时未考虑温度和改性沥青种类对等效加载时间的影响。他们发现引入温度诱导应力后,现有规范中改性沥青的低温性能分级等级可提高,其与BBR试验加载2小时候的数据完全相似,且与现场试验数据相关性较好。
由以上研究成果可知,目前有关改性沥青结合料低温性能试验主要还是针入度试验、延度试验和低温弯曲梁流变试验,改性沥青低温性能的评价指标还是基于上述3种试验的结果计算而来,但是评价指标模棱俩可,并不能真实分析改性沥青的低温性能。因此,提供一种新的、适用性广的岩沥青改性沥青的低温性能分析方法是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种岩沥青改性沥青的低温性能分析方法,操作简单,分析方法科学,结果准确,适用范围广泛。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种岩沥青改性沥青的低温性能分析方法,其特征在于,具体包括如下步骤:
(1)制备岩沥青改性沥青;
(2)测量制备得到的岩沥青改性沥青的针入度,计算当量脆点,根据当量脆点分析岩沥青改性沥青的低温性能;
(3)对步骤(1)制备得到的岩沥青改性沥青进行延度试验,根据试验结果计算拉断功和拉伸柔量,根据拉断功和拉伸柔量分析岩沥青改性沥青的低温性能;
(4)经过低温弯曲梁试验得到岩沥青改性沥青的弯曲蠕变劲度,根据弯曲蠕变劲度计算得到综合指标,根据综合指标分析岩沥青改性沥青的低温性能。
上述优选技术方案的有益效果是:采用本发明公开的低温性能分析方法能够更加科学、准确、全面的反映岩沥青改性沥青的低温性能,并且方法简单、适用范围广。其中,从新的角度分析了布敦岩改性沥青的针入度,采用当量脆点T1,2作为评价沥青低温抗裂性能指标,更加科学、准确;相比于延度采用拉断功可以较好地评价沥青低温下的粘韧性;并且采用拉伸柔量来衡量沥青的低温粘韧性,同样可以提高分析结果的准确性;由劲度模量、蠕变速率可以科学的反映改性沥青在低温下的应力松弛性能。
优选的,所述步骤(1)中具体包括如下步骤:
(a)用0.15mm方孔筛对布敦岩沥青进行筛分,得到100目布敦岩沥青颗粒,然后置于100℃烘箱中烘干;
(b)将基质沥青置于150℃烘箱中烘干1h,然后边搅拌边加热,加热温度为150℃;
(c)将上述基质沥青加入至高速剪切仪在160~170℃温度下剪切,先在1000rpm转速下加入布敦岩沥青;待岩沥青全部加入基质沥青后,将转速逐渐调至3000rpm使布敦岩沥青均匀分散于基质沥青中,制得岩沥青改性沥青。
优选的,所述基质沥青为AH-70基质沥青。
优选的,所述步骤(2)中加热过程中使用不断使用玻璃棒搅拌,同时插入水银温度计严格控制好加热过程中的温度。
上述优选技术方案的有益效果是:本发明公开的方法先对布敦岩沥青进行筛选可以使得原料粒径均匀,便于烘干和加热熔融;加热过程中进行搅拌可以防止沥青受热不均,同时插入水银温度计严格控制好加热过程中的温度,防止沥青温度过高产生老化。
优选的,所述步骤(2)具体包括:
(A)在不同温度下测量上述步骤(1)制备得到的岩沥青改性沥青的针入度P;
(B)由上述测量得到的P计算得到lgP,再对不同温度下的lgP进行线性拟合得到回归方程;
(C)根据上述回归方程和P=0.12mm计算得到修正后的脆点T1,2,即为当量脆点;
(D)根据回归方程的回归参数A,按照公式计算得到沥青针入度指数PI;
(E)根据当量脆点和沥青针入度指数分析岩沥青改性沥青的低温性能。
优选的,所述步骤(B)中回归方程为
lgP=K+A×T
优选的,所述步骤(C)中计算得到
优选的,所述步骤(D)中公式为
上述优选技术方案的有益效果是:其中采用当量脆点来衡量沥青的低温抗裂性,符合许多国家的规范规定;而针入度指数是表征沥青稠度的指标,沥青越稠、低温下越容易开裂,所以针入度指数可以从侧面评价沥青的低温抗裂性。
优选的,所述步骤(3)具体包括:
A、对步骤(1)制备得到的岩沥青改性沥青进行延度试验测量得到延度;
B、将拉力与延度绘制成关系曲线,计算关系曲线与X轴所围区域的面积,即为拉断功;
C、根据关系曲线,计算曲线峰值的拉力与断裂延度的比值,即为拉伸柔量。
上述优选技术方案的有益效果是:本发明通过拉断功和拉伸柔量反映沥青的延度,相比于延度可以更全面的评价沥青的低温性能。
优选的,所述步骤(4)具体包括:
a、对步骤(1)制备得到的岩沥青改性沥青进行低温弯曲梁流变试验,得到岩沥青改性沥青的弯曲蠕变劲度S(t);
b、对弯曲蠕变劲度S(t)求导得到实际蠕变速率m’,
c、计算实际蠕变速率与弯曲蠕变劲度的比值,即可得到综合指标m’/S。
优选的,所述步骤a中弯曲蠕变劲度S(t)的公式为:
优选的,所述步骤b中m’的计算公式为:
优选的,所述步骤c中m’/S的计算公式为:
上述优选技术方案的有益效果是:劲度模量越小、蠕变速率越大,沥青结合料在低温下的应力松弛性能越好,低温柔性较好,就综合指标m’/S而言即分子越大、分母越小,可以更好的反映沥青的低温抗裂性。
经由上述的技术方案可知,与现有技术相比,本发明公开提供了一种岩沥青改性沥青的低温性能分析方法,具有如下有益效果:
(1)通过当量脆点、沥青针入度指数、拉断功、拉伸柔量、劲度模量和蠕变速率综合分析岩沥青改性沥青的低温性能,可以提高分析结果的科学性、准确性、全面性;
(2)本发明公开的分析方法简单、适应性广,具有广泛的适用性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为岩沥青改性沥青的荷载与延度关系曲线。
图2附图为在-6℃BRA改性沥青下劲度模量与时间双对数关系曲线;
图3附图为在-12℃下BRA改性沥青劲度模量与时间双对数关系曲线;
图4附图为四组分试验流程简图;
图5附图为BRA改性沥青四组分变化柱状图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种岩沥青改性沥青的低温性能分析方法,具体包括如下步骤:
(1)制备岩沥青改性沥青
(a)用0.15mm方孔筛对布敦岩沥青进行筛分,得到100目布敦岩沥青颗粒,然后置于100℃烘箱中烘干;
(b)将基质沥青置于150℃烘箱中烘干1h,然后边搅拌边加热,加热温度为150℃;
(c)将上述基质沥青加入至高速剪切仪在160~170℃温度下剪切,先在1000rpm转速下加入布敦岩沥青,待岩沥青全部加入基质沥青后,将转速逐渐调至3000rpm使布敦岩沥青均匀分散于基质沥青中,制得岩沥青改性沥青;
(2)计算当量脆点:
(A)在不同温度下测量上述步骤(1)制备得到的岩沥青改性沥青的针入度P;
(B)由上述测量得到的P计算得到lgP,再对不同温度下的lgP进行线性拟合得到回归方程lgP=K+A×T;
(C)将P=0.12mm代入上述回归方程得到计算得到修正后的脆点T1,2,即为当量脆点;
(D)根据回归方程的回归参数A,按照公式计算得到沥青针入度指数PI;
(E)根据当量脆点和沥青针入度指数分析岩沥青改性沥青的低温性能;
(3)计算拉断功和拉伸柔量:
A、对步骤(1)制备得到的岩沥青改性沥青进行延度试验测量得到延度;
B、将拉力与延度绘制成关系曲线,计算关系曲线与X轴所围区域的面积,即为拉断功;
C、根据关系曲线,计算曲线峰值的拉力与断裂延度的比值,即为拉伸柔量;
(4)计算得到综合指标,根据综合指标分析岩沥青改性沥青的低温性能;
a、对步骤(1)制备得到的岩沥青改性沥青进行低温弯曲梁流变试验,得到岩沥青改性沥青的弯曲蠕变劲度S(t),即为:
b、对弯曲蠕变劲度S(t)求导得到实际蠕变速率m’,即为:
c、计算实际蠕变速率与弯曲蠕变劲度的比值,即可得到综合指标m’/S。
实施例1~6
本发明实施例1~6公开了一种制备岩沥青改性沥青的方法:
(a)用0.15mm方孔筛对布敦岩沥青(BRA)进行筛分,得到100目布敦岩沥青颗粒,然后置于100℃烘箱中烘干;
(b)将AH-70基质沥青置于150℃烘箱中烘干1h;再将其放在电炉上进行加热,加热温度为150℃,加热过程中采用玻璃棒进行搅拌,防止沥青受热不均,同时插入水银温度计,严格控制好加热过程中的温度,防止沥青温度过高产生老化;
(c)按照表1公开的掺量将上述AH-70基质沥青加入至高速剪切仪,并在160~170℃温度下剪切,先在1000rpm转速下加入布敦岩沥青,待岩沥青全部加入基质沥青后,将转速逐渐调至3000rpm使布敦岩沥青均匀分散于基质沥青中,制得岩沥青改性沥青;
(d)由于BRA岩沥青灰分含量较高,在静置中易发生离析,所以尽量做到即制即用,制得岩沥青改性沥青立即浇模从而进行相应的性能试验;倘若试验条件不足,也应在浇模前进行搅拌,保证沥青的均匀性。
表1
实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | |
BRA(%) | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 |
实施例7
计算上述实施例1~6制备得到的岩沥青改性沥青的当量脆点,结果如下表2所示:
(A)在不同温度下测量对实施例1~6制备得到的岩沥青改性沥青的针入度P;
(B)由上述测量得到的P计算得到lgP,再对不同温度下的lgP进行线性拟合得到回归方程lgP=K+A×T;
(C)将P=0.12mm代入上述回归方程得到计算得到修正后的脆点T1,2,即为当量脆点;
(D)根据回归方程的回归参数A,按照公式计算得到沥青针入度指数PI;
(E)根据当量脆点和沥青针入度指数分析岩沥青改性沥青的低温性能。
通过origin软件对数据拟合得到拟合度,反应的是数据与曲线的契合度,表明当量脆点T1,2与沥青中的蜡含量有明显的相关关系,拟合度达0.985,因此可以用当量脆点T1,2作为评价沥青结合料低温抗裂性能指标。
表2
由上述表2中的数据可以明显得知:在BRA含量分别为5%、10%、15%、20%、25%时,BRA改性沥青相比基质沥青15℃针入度分别降低了18.3%、25.5%、37.8%、45.4%、55.4%,BRA改性沥青低温抗裂性能下降。随着BRA掺量由0增至25%,BRA改性沥青针人度指数由-0.602增加至0.346,说明BRA改性沥青的感温性得到改善。经过计算BRA改性沥青的当量脆点T1,2,如表1所示。在BRA含量分别为5%、10%、15%、20%、25%时,BRA改性沥青当量脆点T1,2分别增加了0.75℃、1.51℃、2.93℃、3.61℃、4.42℃,表明随着BRA掺量的增加,改性沥青低温下的硬度增加,在低温下受力变形时易发生脆断。
实施例8
计算上述实施例1~6制备得到的岩沥青改性沥青的拉断功和拉伸柔量,结果如下表3所示:
A、对实施例1~6制备得到的岩沥青改性沥青进行测力延度试验,可得到岩沥青改性沥青的拉力与延度关系曲线,如图1所示;
B、计算关系曲线与X轴所围区域的面积,即为拉断功;
C、根据关系曲线,计算曲线峰值的拉力与断裂延度的比值,即为拉伸柔量。
表3
由图2中的结果可以明显得知:BRA改性沥青的10℃延度随着BRA掺量的增加而逐渐减小。在掺入5%和10%BRA后,BRA改性沥青与基质沥青的变化规律一致,拉力随着延度先增大后逐渐减小至零,拉力峰值增大,断裂时应力未发生突变,表明材料还具有一定的粘韧性。而掺入15%、20%和25%BRA后,BRA改性沥青拉力在断裂时发生突变。掺入25%的BRA改性沥青,在其拉力达到峰值后突然发生断裂,没有出现拉力随延度增加而减小的韧性变化段,断裂面粗糙可见大量颗粒裸露而出。
由上述表2中的数据可以明显得知:随着BRA掺量的增加,BRA改性沥青拉伸过程中的峰值应力不断增大,而延度值则不断减小。该结果表明BRA岩沥青掺量过大会导致BRA柔韧性降低。
BRA改性沥青中含有大量不规则BRA岩沥青颗粒,这易造成改性沥青内部出现应力集中的现象。此外,BRA纯沥青会提高沥青的粘聚性能,造成BRA改性沥青拉伸强度增加,而柔性下降。在这两方面因素综合作用下,BRA改性沥青低温性能劣于基质沥青。
实施例9
计算上述实施例1~6制备得到的岩沥青改性沥青的综合指标结果如下表3所示;
a、对实施例1~6制备得到的岩沥青改性沥青进行低温弯曲梁流变试验,借助CANNON公司的TE-BBR进行低温弯曲梁试验,具体试验步骤参见《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011T0627-2011)。BBR试验测试系统通过采集沥青在8s、15s、30s、60s、120s和240s的劲度模量后,对劲度模量和时间进行对数转换(见式1、式2),利用二次函数(见式3)对经对数变换后的数据进行拟合,再对拟合公式进行求导可得蠕变速率随时间的变化函数关系,如式4所示。
y=lg S (1)
x=lg t (2)
y=ax2+bx+c (3)
BBR测试系统计算的蠕变速率并不是实际的劲度模量曲线斜率变化率,而是经坐标变换后的曲线斜率。将式1、式2代入式3后,进行变换可得劲度模量随时间的变化关系,如式5所示:
b、对弯曲蠕变劲度S(t)求导得到实际蠕变速率m’,如下所示
c、计算实际蠕变速率与弯曲蠕变劲度的比值如下所示,即可得到综合指标m’/S。
表3
由上述表3中结果可知:(1)在同等温度下,随着BRA掺量的增加,BRA改性沥青劲度模量增大,蠕变速率减小,这表明在恒定荷载作用下,处于相同温度的BRA改性沥青随着BRA掺量增加产生的形变减小,材料内部的应力松弛性能下降,低温柔性降低。
(2)由Superpave沥青胶结料的低温性能判定指标劲度模量S≥300MPa和蠕变速率m≤0.3可知,BRA改性沥青在BRA掺量超过15%即灰分含量大于39%后就无法满足-6℃的低温性能要求。当BRA掺量超过5%及灰分含量大于14%时,BRA改性沥青就无法满足-12℃的低温性能要求。相比之下,BRA灰分沥青胶浆在相同灰分含量下都能满足-6℃的低温性能要求,而当灰分含量大于14%时,BRA灰分沥青胶浆才无法满足-12℃的低温性能要求。表明BRA岩沥青的沥青成分会在BRA灰分的基础上进一步削弱沥青的低温性能。
(3)针对-6℃下BRA改性沥青的试验数据,先以m′/S来比较BRA改性沥青的低温性能,掺入5%、10%、15%、20%、25%的BRA岩沥青后,BRA改性沥青相对于基质沥青的低温性能分别降低10.64%、29.76%、38.18%、50.48%、56.01%。而采用m/S分析BRA改性沥青的低温性能发现,掺入5%、10%、15%、20%、25%的BRA岩沥青后,BRA改性沥青相对于基质沥青的低温性能分别降低42.47%、71.97%、81.78%、88.74%、92.59%。m/S随BRA岩沥青掺量变化变化比m′/S更显著,因此m/S比经公式推导的m′/S更能反映基质沥青再加入BRA岩沥青后的低温性能变化情况。
实施例10
对上述实施例1~6制备的岩沥青改性沥青进行四组分试验,得到的结果如图5所示,以验证上述实施例7~9公开的分析方法的准确性。
沥青的性能与其组分有着密切联系,根据沥青的组分情况,可较好的解释沥青的路用性能,参照JTG E20-2011(T0617—1993)的要求,按照图4公开的试验流程进行四组分试验,按照将沥青的四个组分分离完成后,分别称取沥青质(As)、饱和分(S)、芳香分(Ar)、胶质(R)为m1、m2、m3、m4。计算组分质量总和m后,各组分含量则可分别按下式计算:
R=100-As-S-Ar (11)
由上述图5中的结果可以明显得知:随着BRA掺量的增加,胶质显著降低,芳香分和饱和分含量略微减少,而沥青质显著增加。芳香分和饱和分在沥青中都作为油分,起着润滑和柔软作用。因此BRA改性沥青的油分含量减小,软化点增加,针人度减小,稠度增加。饱和分对温度敏感,含量不宜过大,而BRA加入后,其含量略微降低,沥青温度敏感性得到改善。BRA改性沥青中沥青质含量增加,将导致BRA改性沥青的软化点增加,针入度减小,温度敏感性变好,然而会致使延度降低,沥青低温时易脆裂。胶质和沥青质的比例在一定程度上决定沥青是溶胶还是凝胶。因为胶质是沥青质的分散剂。胶质的分子结构特别是极性官能团在胶溶过程中起着关键作用,影响着沥青中胶团的形成。胶质的存在使沥青有很好的塑性和黏附性,并能改善沥青的脆裂性和提高延度,但其化学稳定性很差,易于氧化转变为沥青质。随着BRA掺量的增加,BRA改性沥青中胶质含量显著降低,致使沥青质分散不均,易在局部形成团聚,导致低温下BRA改性沥青局部脆性过高而低温柔韧性能不足。由此证明本发明实施例7~9公开的方法得到的分析结果准确,符合实际规律,进行岩沥青改性沥青的低温性能分析,具有准确度高、操作方便等显著优点。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种岩沥青改性沥青的低温性能分析方法,其特征在于,具体包括如下步骤:
(1)制备岩沥青改性沥青;
(2)测量制备得到的岩沥青改性沥青的针入度,计算当量脆点,根据当量脆点分析岩沥青改性沥青的低温性能;
(3)对步骤(1)制备得到的岩沥青改性沥青进行延度试验,根据试验结果计算拉断功和拉伸柔量,根据拉断功和拉伸柔量分析岩沥青改性沥青的低温性能;
(4)经过低温弯曲梁试验得到岩沥青改性沥青的弯曲蠕变劲度,根据弯曲蠕变劲度计算得到综合指标,根据综合指标分析岩沥青改性沥青的低温性能。
2.根据权利要求1所述的一种岩沥青改性沥青的低温性能分析方法,其特征在于,所述步骤(1)中具体包括如下步骤:
(a)用0.15mm方孔筛对布敦岩沥青进行筛分,得到100目布敦岩沥青颗粒,然后置于100℃烘箱中烘干;
(b)将基质沥青置于150℃烘箱中烘干1h,然后边搅拌边加热,加热温度为150℃;
(c)将上述基质沥青加入至高速剪切仪在160~170℃温度下剪切,先在1000rpm转速下加入布敦岩沥青;待岩沥青全部加入基质沥青后,将转速逐渐调至3000rpm使布敦岩沥青均匀分散于基质沥青中,制得岩沥青改性沥青。
3.根据权利要求1所述的一种岩沥青改性沥青的低温性能分析方法,其特征在于,所述步骤(2)具体包括:
(A)在不同温度下测量上述步骤(1)制备得到的岩沥青改性沥青的针入度P;
(B)由上述测量得到的P计算得到lgP,再对不同温度下的lgP进行线性拟合得到回归方程;
(C)根据上述回归方程和P=0.12mm计算得到修正后的脆点T1,2,即为当量脆点;
(D)根据回归方程的回归参数A,按照公式计算得到沥青针入度指数PI;
(E)根据当量脆点和沥青针入度指数分析岩沥青改性沥青的低温性能。
4.根据权利要求3所述的一种岩沥青改性沥青的低温性能分析方法,其特征在于,所述步骤(B)中回归方程为
lgP=K+A×T
5.根据权利要求4所述的一种岩沥青改性沥青的低温性能分析方法,其特征在于,所述步骤(C)中根据上述回归方程和P=0.12mm得到
6.根据权利要求5所述的一种岩沥青改性沥青的低温性能分析方法,其特征在于,所述步骤(D)公式为
7.根据权利要求1所述的一种岩沥青改性沥青的低温性能分析方法,其特征在于,所述步骤(3)具体包括:
A、对步骤(1)制备得到的岩沥青改性沥青进行延度试验测量得到延度;
B、将拉力与延度绘制成关系曲线,计算关系曲线与X轴所围区域的面积,即为拉断功;
C、根据关系曲线,计算曲线峰值的拉力与断裂延度的比值,即为拉伸柔量。
8.根据权利要求1所述的一种岩沥青改性沥青的低温性能分析方法,其特征在于,所述步骤(4)具体包括:
a、对步骤(1)制备得到的岩沥青改性沥青进行低温弯曲梁流变试验,得到岩沥青改性沥青的弯曲蠕变劲度S(t);
b、对弯曲蠕变劲度S(t)求导得到实际蠕变速率m’,
c、计算实际蠕变速率与弯曲蠕变劲度的比值,即可得到综合指标m’/S。
9.根据权利要求8所述的一种岩沥青改性沥青的低温性能分析方法,其特征在于,所述步骤a中弯曲蠕变劲度S(t)的公式为:
10.根据权利要求9所述的一种岩沥青改性沥青的低温性能分析方法,其特征在于,所述步骤c中m’/S的计算公式为:
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