CN112921737A - 一种聚氨酯多孔铺装压实及通车时间节点的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种聚氨酯多孔铺装压实及通车时间节点的控制方法，属于道路工程技术领域。本发明控制方法简单，计算的结果准确率高，可以保证聚氨酯多孔混合料在铺装至初压、复压、终压和通车时的压实度及使用性能，填补了聚氨酯多孔铺装压实及通车时间节点控制方法的空白，对聚氨酯多孔混合料面层施工有指导意义。实施例的结果显示，采用本发明提供的控制方法可以准确得到聚氨酯多孔铺装初压、复压、终压和通车等各时间节点对应的施工时刻。

Description

一种聚氨酯多孔铺装压实及通车时间节点的控制方法

技术领域

本发明涉及道路工程技术领域，尤其涉及一种聚氨酯多孔铺装压实及通车时间节点的控制方法。

背景技术

聚氨酯是一种具有良好力学性能和化学稳定性的有机高分子胶黏剂，与石料、橡胶的粘结性能优异。常温条件下聚氨酯胶黏剂的粘度通常在1000mPa·s～3000mPa·s之间，可与空气中的水分发生固化反应，随着与空气接触时间的增加，其粘度逐渐增大，最终生成一种热固型“弹性体”。聚氨酯多孔混合料高低温稳定性较为优异，聚氨酯多孔铺装施工过程包括初压、复压、终压及通车几个关键时间节点，各个环节施工过程中均需严格把控其粘度，否则将会出现碾压过程中路面压实度低、不平整、聚氨酯多孔混合料结块等问题，严重威胁其施工质量。因此，聚氨酯多孔混合料初压、复压等施工关键节点的控制在面层施工中尤为重要。

现有公路面层通常采用沥青铺装，其施工工艺较为成熟，而聚氨酯多孔混合料作为一种新型铺装材料，缺少计算聚氨酯多孔混合料初压、复压、终压等施工关键节点的控制方法。传统沥青铺装施工通常采用控制温度的方式对初压、复压、终压、通车等关键时间节点进行控制，由于沥青结合料粘度与温度负相关，且沥青结合料粘度过高或过低均不利于混合料压实，控制沥青铺装初压、复压、终压、通车等关键时间节点的本质是控制沥青的粘度。以70#沥青为结合料的沥青铺装为例，通常其混合料的初压、复压、终压温度分别为130℃、90℃、70℃左右，待沥青混合料表面温度低于50℃方可通车运营。但由于聚氨酯粘度随固化时间的增长而变大，其固化程度对粘度的影响高于温度对粘度的影响，且只有聚氨酯多孔混合料达到近似完全固化状态时才可通车，因此常规通过控制温度(或粘度)进而控制沥青铺装压实、通车时间节点的方法不能直接应用于聚氨酯多孔铺装。

因此，需要提出一种聚氨酯多孔铺装压实及通车时间节点控制方法，用于确定聚氨酯多孔混合料施工过程中的初压、复压、终压、通车等时间节点，从而有效保证聚氨酯多孔铺装的压实度及使用性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚氨酯多孔铺装压实及通车时间节点的控制方法，本发明提供的聚氨酯多孔铺装压实及通车时间节点控制方法，能够确定聚氨酯多孔混合料初压、复压、终压及通车时间节点，保证聚氨酯多孔铺装的压实度及使用性能，填补了聚氨酯多孔铺装压实及通车时间节点控制方法的空白，对聚氨酯多孔混合料面层施工有指导意义。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种聚氨酯多孔铺装压实及通车时间节点的控制方法，包括以下步骤：

(1)基于沥青在不同温度下的粘度数据，得到所述沥青的粘度与温度的关系如式I所示；

η＝-BT+C 式I

其中，η为沥青粘度，单位为mPa·s；B和C为待定系数；T为沥青温度，单位为℃；

将所述沥青制备的沥青混合料在施工过程中的初压温度、复压温度和终压温度代入到所述式I中，得到沥青混合料中所述沥青的初压粘度η_初压、复压粘度η_复压和终压粘度η_终压；

(2)基于聚氨酯胶黏剂在不同固化时间下的粘度数据，得到所述聚氨酯胶黏剂的粘度和固化时间的关系如式II所示；

其中，η_(T,RH,t)为聚氨酯胶黏剂的粘度，单位为mPa·s；T为环境温度，单位为℃；RH为相对湿度，单位为％；t为固化时间，单位为min；η₀定义为聚氨酯胶黏剂的初始粘度，单位为mPa·s；k_(T,RH)为反应速率常数，单位为min^-1；

将所述步骤(1)得到的沥青混合料中沥青的η_初压、η_复压和η_终压依次代入到所述式II中，得到聚氨酯多孔混合料中所述聚氨酯胶黏剂达到初压粘度、复压粘度、终压粘度时对应的固化时间t_初压、t_复压和t_终压；

(3)测算固定温度、固定湿度下所述聚氨酯胶黏剂在不同固化时间对应的反应敏感性官能团含量，得到所述步骤(2)中固化时间t_初压、t_复压和t_终压对应的反应敏感性官能团含量A_初压、A_复压和A_终压；

根据式III计算t_N+1和t_N时刻聚氨酯胶黏剂中反应敏感性官能团含量变化率r；

r＝(A_N+1-A_N)/(t_N+1-t_N) 式III

其中，r为反应敏感性官能团含量变化率；A为反应敏感性官能团含量；t为固化时间，单位为min；N为≥1的整数；

当r≤4‰时，视为聚氨酯胶黏剂达到完全固化状态，即聚氨酯多孔混合料达到完全固化状态，对应的t_N时刻聚氨酯中反应敏感性官能团含量A_N为A_通车；

(4)测算实际施工环境温度、施工环境湿度下所述聚氨酯胶黏剂在不同固化时间所对应的反应敏感性官能团含量，在实际施工环境温度、施工环境湿度下，所述聚氨酯胶黏剂中的反应敏感性官能团含量达到所述步骤(3)中A_初压、A_复压、A_终压和A_通车时，所对应的固化时间t_初压1、t_复压1、t_终压1和t_通车1，即为该环境工况下聚氨酯多孔铺装初压、复压、终压和通车时间节点对应的施工时刻。

优选地，所述步骤(1)和步骤(2)中的粘度数据采用布式粘度试验得到。

优选地，所述步骤(2)中的粘度数据在固定温度、固定湿度下得到。

优选地，所述步骤(1)式I中的待定系数B和C采用曲线拟合法得到。

优选地，所述步骤(2)式II中聚氨酯胶黏剂的初始粘度η₀采用曲线拟合法得到。

优选地，所述步骤(3)和步骤(4)中测算包括先测试不同固化时间的聚氨酯胶黏剂的红外光谱，然后计算反应敏感性官能团含量。

优选地，所述步骤(3)和步骤(4)中的反应敏感性官能团为异氰酸酯基团。

优选地，所述红外光谱采用傅里叶红外光谱仪测试。

优选地，所述计算反应敏感性官能团含量的方法为峰面积比法。

本发明提供了上述技术方案所述控制方法的应用，所述控制方法应用于测定聚氨酯多孔混合料在施工过程中的初压、复压、终压和通车时间节点。

本发明提供了一种聚氨酯多孔铺装压实及通车时间节点的控制方法，本发明的优势在于：控制方法简单，计算的结果准确率高，可以保证聚氨酯多孔混合料在铺装至初压、复压、终压和通车时的压实度及使用性能，填补了聚氨酯多孔铺装压实及通车时间节点控制方法的空白，对聚氨酯多孔混合料面层施工有指导意义。实施例的结果显示，采用本发明提供的控制方法可以准确得到聚氨酯多孔铺装初压、复压、终压和通车等各时间节点对应的施工时刻。

附图说明

图1为沥青的温度-粘度曲线示意图；

图2为聚氨酯胶黏剂在固定温度和固定湿度下的固化时间-粘度曲线示意图；

图3为聚氨酯胶黏剂在固定温度和固定湿度下的固化时间-反应敏感性官能团含量曲线示意图；

图4为本发明实施例1和实施例2中70#沥青的温度-粘度曲线图；

图5为本发明实施例1中2,6-TDI型聚氨酯胶黏剂在45℃、80％湿度环境下的固化时间-粘度曲线图；

图6为本发明实施例1中2,6-TDI型聚氨酯胶黏剂在45℃、80％湿度环境下的固化时间-异氰酸酯基团含量曲线图；

图7为本发明实施例1中2,6-TDI型聚氨酯胶黏剂在55℃、83％湿度施工环境下的固化时间-异氰酸酯基团含量曲线图；

图8为本发明实施例2中2,4-TDI型聚氨酯胶黏剂在20℃、50％湿度环境下的固化时间-粘度曲线图；

图9为本发明实施例2中2,4-TDI型聚氨酯胶黏剂在20℃、50％湿度环境下的固化时间-异氰酸酯基团含量曲线图；

图10为本发明实施例2中2,4-TDI型聚氨酯胶黏剂在45℃、76％湿度施工环境下的固化时间-异氰酸酯基团含量曲线图；

图11为本发明实施例3中90#沥青的温度-粘度曲线图；

图12为本发明实施例3中MDI型聚氨酯胶黏剂在30℃、60％湿度环境下的固化时间-粘度曲线图；

图13为本发明实施例3中MDI型聚氨酯胶黏剂在30℃、60％湿度环境下的固化时间-异氰酸酯基团含量曲线图；

图14为本发明实施例3中MDI型聚氨酯胶黏剂在50℃、80％湿度施工环境下的固化时间-异氰酸酯基团含量曲线图。

具体实施方式

本发明提供了一种聚氨酯多孔铺装压实及通车时间节点的控制方法，包括以下步骤：

(1)基于沥青在不同温度下的粘度数据，得到所述沥青的粘度与温度的关系如式I所示；

η＝-BT+C 式I

其中，η为沥青粘度，单位为mPa·s；B和C为待定系数；T为沥青温度，单位为℃；

将所述沥青制备的沥青混合料在施工过程中的初压温度、复压温度和终压温度代入到所述式I中，得到沥青混合料中所述沥青的初压粘度η_初压、复压粘度η_复压和终压粘度η_终压；

(2)基于聚氨酯胶黏剂在不同固化时间下的粘度数据，得到所述聚氨酯胶黏剂的粘度和固化时间的关系如式II所示；

其中，η_(T,RH,t)为聚氨酯胶黏剂的粘度，单位为mPa·s；T为环境温度，单位为℃；RH为相对湿度，单位为％；t为固化时间，单位为min；η₀定义为聚氨酯胶黏剂的初始粘度，单位为mPa·s；k_(T,RH)为反应速率常数，单位为min^-1；

将所述步骤(1)得到的沥青混合料中沥青的η_初压、η_复压和η_终压依次代入到所述式II中，得到聚氨酯多孔混合料中所述聚氨酯胶黏剂达到初压粘度、复压粘度、终压粘度时对应的固化时间t_初压、t_复压和t_终压；

(3)测算固定温度、固定湿度下所述聚氨酯胶黏剂在不同固化时间对应的反应敏感性官能团含量，得到所述步骤(2)中固化时间t_初压、t_复压和t_终压对应的反应敏感性官能团含量A_初压、A_复压和A_终压；

根据式III计算t_N+1和t_N时刻聚氨酯胶黏剂中反应敏感性官能团含量变化率r；

r＝(A_N+1-A_N)/(t_N+1-t_N) 式III

其中，r为反应敏感性官能团含量变化率；A为反应敏感性官能团含量；t为固化时间，单位为min；N为≥1的整数；

当r≤4‰时，视为聚氨酯胶黏剂达到完全固化状态，即聚氨酯多孔混合料达到完全固化状态，对应的t_N时刻聚氨酯中反应敏感性官能团含量A_N为A_通车；

(4)测算实际施工环境温度、施工环境湿度下所述聚氨酯胶黏剂在不同固化时间所对应的反应敏感性官能团含量，在实际施工环境温度、施工环境湿度下，所述聚氨酯胶黏剂中的反应敏感性官能团含量达到所述步骤(3)中A_初压、A_复压、A_终压和A_通车时，所对应的固化时间t_初压1、t_复压1、t_终压1和t_通车1，即为该环境工况下聚氨酯多孔铺装初压、复压、终压和通车时间节点对应的施工时刻。

本发明基于沥青在不同温度下的粘度数据，得到所述沥青的粘度与温度的关系如式I所示；

η＝-BT+C 式I

其中，η为沥青粘度，单位为mPa·s；B和C为待定系数；T为沥青温度，单位为℃；

将所述沥青制备的沥青混合料在施工过程中的初压温度、复压温度和终压温度代入到所述式I中，得到沥青混合料中所述沥青的初压粘度η_初压、复压粘度η_复压和终压粘度η_终压。

本发明对所述沥青的种类没有特殊的限定，本领域市售的沥青均可。

在本发明中，所述粘度数据优选采用布式粘度试验得到。本发明通过得到的粘度数据计算得到沥青的粘度与温度的关系。

图1为沥青的温度-粘度曲线示意图，由图1可以看出，沥青的温度和粘度呈现出负相关的关系。

在本发明中，所述式I中的待定系数B和C优选采用曲线拟合法得到。本发明得到关系式I，通过利用沥青混合料在施工过程中的初压温度、复压温度和终压温度得到沥青混合料中所述沥青所对应的初压粘度η_初压、复压粘度ηη_复压和终压粘度η_终压。

得到沥青混合料中所述沥青的初压粘度η_初压、复压粘度η_复压和终压粘度η_终压后，本发明基于聚氨酯胶黏剂在不同固化时间下的粘度数据，得到所述聚氨酯胶黏剂的粘度和固化时间的关系如式II所示；

其中，η_(T,RH,t)为聚氨酯胶黏剂的粘度，单位为mPa·s；T为环境温度，单位为℃；RH为相对湿度，单位为％；t为固化时间，单位为min；η₀定义为聚氨酯胶黏剂的初始粘度，单位为mPa·s；k_(T,RH)为反应速率常数，单位为min^-1；

将所述步骤(1)得到的沥青混合料中沥青的η_初压、η_复压和η_终压依次代入到所述式II中，得到聚氨酯多孔混合料中所述聚氨酯胶黏剂达到初压粘度、复压粘度、终压粘度时对应的固化时间t_初压、t_复压和t_终压。

在本发明中，所述粘度数据优选在固定温度、固定湿度下得到。本发明对所述固定温度和固定湿度的具体数值没有特殊的限定，根据本领域技术人员的技术常识确定即可。本发明在固定温度和固定湿度下得到聚氨酯胶黏剂的粘度和固化时间的关系，可以避免环境所带来的影响，减小误差。

图2为聚氨酯胶黏剂在固定温度和固定湿度下的固化时间-粘度曲线示意图，由图2可以看出，随着固化时间的增加，聚氨酯胶黏剂的粘度越来越高，且粘度增加速度越来越快。

在本发明中，所述粘度数据优选采用布式粘度试验得到。

在本发明中，所述式II中聚氨酯胶黏剂的初始粘度η₀优选采用曲线拟合法得到。

本发明通过得到关系式II，可以利用沥青混合料中沥青的初压粘度η_初压、复压粘度η_复压和终压粘度η_终压类比聚氨酯多孔混合料的初压粘度η_初压、复压粘度η_复压和终压粘度η_终压，从而得到聚氨酯多孔混合料中聚氨酯胶黏剂达到初压粘度、复压粘度、终压粘度时对应的固化时间t_初压、t_复压和t_终压。

得到聚氨酯多孔混合料中所述聚氨酯胶黏剂达到初压粘度、复压粘度、终压粘度时对应的固化时间t_初压、t_复压和t_终压后，本发明测算固定温度、固定湿度下所述聚氨酯胶黏剂在不同固化时间对应的反应敏感性官能团含量，得到所述步骤(2)中固化时间t_初压、t_复压和t_终压对应的反应敏感性官能团含量A_初压、A_复压和A_终压；

根据式III计算t_N+1和t_N时刻聚氨酯胶黏剂中反应敏感性官能团含量变化率r；

r＝(A_N+1-A_N)/(t_N+1-t_N) 式III

其中，r为反应敏感性官能团含量变化率；A为反应敏感性官能团含量；t为固化时间，单位为min；N为≥1的整数；

当r≤4‰时，视为聚氨酯胶黏剂达到完全固化状态，即聚氨酯多孔混合料达到完全固化状态，对应的t_N时刻聚氨酯中反应敏感性官能团含量A_N为A_通车。

图3为聚氨酯胶黏剂在固定温度和固定湿度下的固化时间-反应敏感性官能团含量曲线示意图，由图3可以看出，随着固化时间的增加，聚氨酯胶黏剂中反应敏感性官能团含量逐渐降低，且随着时间的推移，变化率r逐渐减小。

在本发明中，所述聚氨酯胶黏剂中的反应敏感性官能团优选为异氰酸酯基团。

本发明对所述固定温度和固定湿度的具体数值没有特殊的限定，根据本领域技术人员的技术常识确定即可。本发明在固定温度和固定湿度下得到聚氨酯胶黏剂的粘度和固化时间的关系，可以避免由于温度和湿度的改变所带来的影响，减小误差。

在本发明中，所述测算优选包括先测试不同固化时间的聚氨酯胶黏剂的红外光谱，然后采用峰面积比法计算反应敏感性官能团含量；所述红外光谱优选采用傅里叶红外光谱仪测试。本发明通过计算反应敏感性官能团含量，可以得到在t_初压、t_复压和t_终压时刻，聚氨酯胶黏剂中的反应敏感性官能团含量A_初压、A_复压和A_终压，同时可以利用反应敏感性官能团含量与固化时间的变化率r来确定聚氨酯胶黏剂的固化程度，进而判断是否可以通车。

得到聚氨酯胶黏剂中反应敏感性官能团含量依次为A_初压、A_复压、A_终压和A_通车后，本发明测算实际施工环境温度、施工环境湿度下所述聚氨酯胶黏剂在不同固化时间所对应的反应敏感性官能团含量，在实际施工环境温度、施工环境湿度下，所述聚氨酯胶黏剂中的反应敏感性官能团含量达到所述步骤(3)中A_初压、A_复压、A_终压和A_通车时，所对应的固化时间t_初压1、t_复压1、t_终压1和t_通车1，即为该环境工况下聚氨酯多孔铺装初压、复压、终压和通车时间节点对应的施工时刻。

本发明对所述固化时间的时间间隔没有特殊的限定，根据本领域技术人员的技术常识确定即可。本发明对所述实际施工环境温度和施工环境湿度没有特殊的限定，根据施工环境直接测定即可。本发明通过测定实际施工环境温度、施工环境湿度下不同固化时间对应的聚氨酯胶黏剂的红外光谱，得到聚氨酯反应敏感性官能团含量与固化时间的关系。

在本发明中，所述测算优选包括先测试不同固化时间的聚氨酯胶黏剂的红外光谱，然后采用峰面积比法计算反应敏感性官能团含量；所述红外光谱优选采用傅里叶红外光谱仪测试。本发明通过设定常温、常湿环境与施工环境时聚氨酯胶黏剂中A_初压、A_复压、A_终压和A_通车的反应敏感性官能团的含量相同，以及测算的反应敏感性官能团的含量与固化时间的对应关系，可以确定聚氨酯胶黏剂中反应敏感性官能团含量A_初压、A_复压、A_终压和A_通车所对应的固化时间t_初压1、t_复压1、t_终压1和t_通车1。

本发明提供了上述技术方案所述控制方法的应用，所述控制方法应用于测定聚氨酯多孔混合料在施工过程中的初压、复压、终压和通车时间节点。本发明的控制方法简单，计算的结果准确率高，可以保证聚氨酯多孔混合料在铺装至初压、复压、终压和通车时的压实度及使用性能，填补了聚氨酯多孔铺装压实及通车时间节点控制方法的空白，对聚氨酯多孔混合料面层施工有指导意义。

下面将结合本发明中的实施例，对本发明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。

实施例1

一种聚氨酯多孔铺装压实及通车时间节点的控制方法，由以下步骤组成：

(1)通过布式粘度试验，依次测试120℃、135℃、150℃和165℃下70#沥青的粘度，如图4所示，基于70#沥青在不同温度下的粘度数据，通过曲线拟合法得到所述70#沥青的粘度与温度的关系如式I所示；

η＝-17.633T+2977.5 式I

其中，η为沥青粘度，单位为mPa·s；T为沥青温度，单位为℃；

将所述70#沥青制备的沥青混合料在施工过程中的初压温度130℃、复压温度90℃和终压温度70℃代入到所述式I中，得到沥青混合料中所述70#沥青的初压粘度η_初压、复压粘度η_复压和终压粘度η_终压，依次为685mPa·s、1391mPa·s和1743mPa·s；

(2)通过布式粘度试验，测试45℃、80％湿度下，不同固化时间的2,6-TDI型聚氨酯胶黏剂粘度，如图5所示；基于2,6-TDI型聚氨酯胶黏剂在不同固化时间下的粘度数据，通过曲线拟合法得到所述2,6-TDI型聚氨酯胶黏剂的粘度和固化时间的关系如式II所示；

η_(T,RH,t)＝5.8654e^0.034t 式II

其中，η_(T,RH,t)为2,6-TDI型聚氨酯胶黏剂的粘度，单位为mPa·s；T为环境温度45℃；RH为相对湿度80％；t为固化时间，单位为min；

将所述步骤(1)得到的沥青混合料中70#沥青的η_初压、η_复压和η_终压依次代入到所述式II中，得到聚氨酯多孔混合料中所述2,6-TDI型聚氨酯胶黏剂达到初压粘度、复压粘度、终压粘度时对应的固化时间t_初压、t_复压和t_终压，依次为140min、161min和167min；

(3)采用傅里叶红外光谱仪，测试45℃、80％湿度下不同固化时间对应的2,6-TDI型聚氨酯胶黏剂的红外光谱，固化时间间隔为5min，且包含所述步骤(2)中的t_初压、t_复压、t_终压时刻，并采用峰面积比法计算相应的异氰酸酯基团含量，得到所述2,6-TDI型聚氨酯胶黏剂在不同固化时间的异氰酸酯基团含量如图6所示；所述步骤(2)中固化时间140min、161min和167min对应的2,6-TDI型聚氨酯胶黏剂中异氰酸酯基团含量依次为A_初压＝3.351、A_复压＝3.212和A_终压＝3.175；

根据式III计算t_N+1和t_N时刻聚氨酯胶黏剂中异氰酸酯基团含量变化率r；

r＝(A_N+1-A_N)/(t_N+1-t_N) 式III

其中，r为异氰酸酯基团变化率；A为异氰酸酯基团含量；t为固化时间，单位为min；N为≥1的整数；

当t为245min时，r≤4‰，此时视为2,6-TDI型聚氨酯胶黏剂达到完全固化状态，即2,6-TDI型聚氨酯多孔混合料达到完全固化状态，t_N时刻2,6-TDI型聚氨酯中异氰酸酯基团含量为A_通车＝2.791；

(4)广州市2018年夏季平均温湿度为(35℃、83％)，地面温度可达55℃左右，通过傅里叶红外光谱试验，测试55℃的温度、83％湿度环境下不同固化时间对应的2,6-TDI型聚氨酯胶黏剂的红外光谱，并计算异氰酸酯基团含量，得到所述2,6-TDI型聚氨酯胶黏剂在不同固化时间的异氰酸酯基团含量，如图7所示；然后在55℃的温度、83％湿度环境下，当所述2,6-TDI型聚氨酯胶黏剂中异氰酸酯基团含量达到所述步骤(3)中A_初压＝3.351、A_复压＝3.212、A_终压＝3.175和A_通车＝2.791时，所对应的固化时间104min、120min、124min和182min，即为该环境工况下2,6-TDI型聚氨酯多孔铺装初压、复压、终压和通车时间节点对应的施工时刻。

实施例2

一种聚氨酯多孔铺装压实及通车时间节点的控制方法，由以下步骤组成：

(1)通过布式粘度试验，依次测试120℃、135℃、150℃和165℃下70#沥青的粘度，如图4所示，基于70#沥青在不同温度下的粘度数据，通过曲线拟合法得到所述70#沥青的粘度与温度的关系如式I所示；

η＝-17.633T+2977.5 式I

其中，η为沥青粘度，单位为mPa·s；T为沥青温度，单位为℃；

将所述70#沥青制备的沥青混合料在施工过程中的初压温度130℃、复压温度90℃和终压温度70℃代入到所述式I中，得到沥青混合料中所述70#沥青的初压粘度η_初压、复压粘度η_复压和终压粘度η_终压，依次为685mPa·s、1391mPa·s和1743mPa·s；

(2)通过布式粘度试验，测试20℃温度、50％湿度下，不同固化时间的2,4-TDI型聚氨酯胶黏剂粘度，如图8所示；基于2,4-TDI型聚氨酯胶黏剂在不同固化时间下的粘度数据，通过曲线拟合法得到所述2,4-TDI型聚氨酯胶黏剂的粘度和固化时间的关系如式II所示；

η_(T,RH,t)＝1.7022e^0.03t 式II

其中，η_(T,RH,t)为2,4-TDI型聚氨酯胶黏剂的粘度，单位为mPa·s；T为环境温度20℃；RH为相对湿度50％；t为固化时间，单位为min；

将所述步骤(1)得到的沥青混合料中70#沥青的η_初压、η_复压和η_终压依次代入到所述式II中，得到聚氨酯多孔混合料中所述2,4-TDI型聚氨酯胶黏剂达到初压粘度、复压粘度、终压粘度时对应的固化时间t_初压、t_复压和t_终压，依次为200min、224min和231min；

(3)采用傅里叶红外光谱仪，测试20℃温度、50％湿度下不同固化时间对应的2,4-TDI型聚氨酯胶黏剂的红外光谱，固化时间间隔为5min，且包含所述步骤(2)中的t_初压、t_复压和t_终压时刻，并采用峰面积比法计算相应的反应敏感性官能团含量，得到所述2,4-TDI型聚氨酯胶黏剂在不同固化时间的异氰酸酯基团含量如图9所示；所述步骤(2)中固化时间200min、224min和231min对应的2,4-TDI型聚氨酯胶黏剂中异氰酸酯基团含量依次为A_初压＝4.428、A_复压＝4.287和A_终压＝4.248；

根据式III计算t_N+1和t_N时刻聚氨酯胶黏剂中异氰酸酯基团含量变化率r；

r＝(A_N+1-A_N)/(t_N+1-t_N) 式III

其中，r为异氰酸酯基团变化率；A为异氰酸酯基团含量；t为固化时间，单位为min；N为≥1的整数；

当t为315min时，r≤4‰，此时视为2,4-TDI型聚氨酯胶黏剂达到完全固化状态，即2,4-TDI型聚氨酯多孔混合料达到完全固化状态，t_N时刻2,4-TDI型聚氨酯中异氰酸酯基团含量为A_通车＝3.863；

(4)北京市2020年夏平均温湿度为(29℃、76％)，地面温度可达45℃，通过傅里叶红外光谱试验，测试45℃的温度、76％湿度环境下不同固化时间对应的2,4-TDI型聚氨酯胶黏剂的红外光谱，并计算异氰酸酯基团含量，得到所述2,4-TDI型聚氨酯胶黏剂在不同固化时间的异氰酸酯基团含量，如图10所示；然后在45℃的温度、76％湿度环境下，当所述2,4-TDI型聚氨酯胶黏剂中异氰酸酯基团含量达到所述步骤(3)中A_初压＝4.428、A_复压＝4.287、A_终压＝4.248和A_通车＝3.863时，所对应的固化时间144min、166min、173min和253min，即为该环境工况下2,4-TDI型聚氨酯多孔铺装初压、复压、终压和通车时间节点对应的施工时刻。

实施例3

一种聚氨酯多孔铺装压实及通车时间节点的控制方法，由以下步骤组成：

(1)通过布式粘度试验，依次测试120℃、135℃、150℃和165℃下90#沥青的粘度，如图11所示，基于90#沥青在不同温度下的粘度数据，通过曲线拟合法得到所述90#沥青的粘度与温度的关系如式I所示；

η＝-15.833T+2692 式I

其中，η为沥青粘度，单位为mPa·s；T为沥青温度，单位为℃；

将所述90#沥青制备的沥青混合料在施工过程中的初压温度130℃、复压温度90℃和终压温度70℃代入到所述式I中，得到沥青混合料中所述90#沥青的初压粘度η_初压、复压粘度η_复压和终压粘度η_终压，依次为634mPa·s、1267mPa·s和1584mPa·s；

(2)通过布式粘度试验，测试30℃温度、60％湿度下，不同固化时间的MDI型聚氨酯胶黏剂粘度，如图12所示；基于MDI型聚氨酯胶黏剂在不同固化时间下的粘度数据，通过曲线拟合法得到所述MDI型聚氨酯胶黏剂的粘度和固化时间的关系如式II所示；

η_(T,RH,t)＝0.7022e^0.035t 式II

其中，η_(T,RH,t)为聚氨酯胶黏剂的粘度，单位为mPa·s；T为环境温度30℃；RH为相对湿度60％；t为固化时间，单位为min；

将所述步骤(1)得到的沥青混合料中90#沥青的η_初压、η_复压和η_终压依次代入到所述式II中，得到所述聚氨酯多孔混合料中MDI型聚氨酯胶黏剂达到初压粘度、复压粘度、终压粘度时对应的固化时间t_初压、t_复压和t_终压，依次为194min、214min和220min；

(3)采用傅里叶红外光谱仪，测试30℃温度、60％湿度下不同固化时间对应的MDI型聚氨酯胶黏剂的红外光谱，固化时间间隔为5min，且包含所述步骤(2)中的t_初压、t_复压和t_终压时刻，并采用峰面积比法计算相应的反应敏感性官能团含量，得到所述MDI型聚氨酯胶黏剂在不同固化时间的异氰酸酯基团含量如图13所示；所述步骤(2)中固化时间194min、214min和220min对应的MDI型聚氨酯胶黏剂中异氰酸酯基团含量依次为A_初压＝3.079、A_复压＝2.961和A_终压＝2.928；

根据式III计算t_N+1和t_N时刻聚氨酯胶黏剂中异氰酸酯基团含量变化率r；

r＝(A_N+1-A_N)/(t_N+1-t_N) 式III

其中，r为异氰酸酯基团变化率；A为异氰酸酯基团含量；t为固化时间，单位为min；N为≥1的整数；

当t为300min时，r≤4‰，此时视为MDI型聚氨酯胶黏剂达到完全固化状态，即MDI型聚氨酯多孔混合料达到完全固化状态，t_N时刻MDI型聚氨酯中异氰酸酯基团含量为A_通车＝2.555；

(4)上海市2020年夏季平均温湿度为(32℃、80％)，地面温度可达50℃，通过傅里叶红外光谱试验，测试50℃的温度、80％湿度环境下不同固化时间对应的MDI型聚氨酯胶黏剂的红外光谱，并计算异氰酸酯基团含量，得到所述MDI型聚氨酯胶黏剂在不同固化时间的异氰酸酯基团含量，如图14所示；然后在50℃的温度、80％湿度环境下，当所述MDI型聚氨酯胶黏剂中异氰酸酯基团含量达到所述步骤(3)中A_初压＝3.079、A_复压＝2.961、A_终压＝2.928和A_通车＝2.555时，所对应的固化时间140min、157min、163min和237min，即为该环境工况下MDI型聚氨酯多孔铺装初压、复压、终压和通车时间节点对应的施工时刻。

由实施例1～3可以看出，采用本发明提供的控制方法可以准确得到聚氨酯多孔铺装初压、复压、终压和通车等各时间节点对应的施工时刻。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种聚氨酯多孔铺装压实及通车时间节点的控制方法，包括以下步骤：

(1)基于沥青在不同温度下的粘度数据，得到所述沥青的粘度与温度的关系如式I所示；

η＝-BT+C 式I

其中，η为沥青粘度，单位为mPa·s；B和C为待定系数；T为沥青温度，单位为℃；

将所述沥青制备的沥青混合料在施工过程中的初压温度、复压温度和终压温度代入到所述式I中，得到沥青混合料中所述沥青的初压粘度η_初压、复压粘度η_复压和终压粘度η_终压；

(2)基于聚氨酯胶黏剂在不同固化时间下的粘度数据，得到所述聚氨酯胶黏剂的粘度和固化时间的关系如式II所示；

其中，η_(T,RH,t)为聚氨酯胶黏剂的粘度，单位为mPa·s；T为环境温度，单位为℃；RH为相对湿度，单位为％；t为固化时间，单位为min；η₀定义为聚氨酯胶黏剂的初始粘度，单位为mPa·s；k_(T,RH)为反应速率常数，单位为min^-1；

将所述步骤(1)得到的沥青混合料中沥青的η_初压、η_复压和η_终压依次代入到所述式II中，得到聚氨酯多孔混合料中所述聚氨酯胶黏剂达到初压粘度、复压粘度、终压粘度时对应的固化时间t_初压、t_复压和t_终压；

(3)测算固定温度、固定湿度下所述聚氨酯胶黏剂在不同固化时间对应的反应敏感性官能团含量，得到所述步骤(2)中固化时间t_初压、t_复压和t_终压对应的反应敏感性官能团含量A_初压、A_复压和A_终压；

根据式III计算t_N+1和t_N时刻聚氨酯胶黏剂中反应敏感性官能团含量变化率r；

r＝(A_N+1-A_N)/(t_N+1-t_N) 式III

其中，r为反应敏感性官能团含量变化率；A为反应敏感性官能团含量；t为固化时间，单位为min；N为≥1的整数；

当r≤4‰时，视为聚氨酯胶黏剂达到完全固化状态，即聚氨酯多孔混合料达到完全固化状态，对应的t_N时刻聚氨酯中反应敏感性官能团含量A_N为A_通车；

(4)测算实际施工环境温度、施工环境湿度下所述聚氨酯胶黏剂在不同固化时间所对应的反应敏感性官能团含量，在实际施工环境温度、施工环境湿度下，所述聚氨酯胶黏剂中的反应敏感性官能团含量达到所述步骤(3)中A_初压、A_复压、A_终压和A_通车时，所对应的固化时间t_初压1、t_复压1、t_终压1和t_通车1，即为该环境工况下聚氨酯多孔铺装初压、复压、终压和通车时间节点对应的施工时刻。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步骤(1)和步骤(2)中的粘度数据采用布式粘度试验得到。

3.根据权利要求1或2所述的控制方法，其特征在于，所述步骤(2)中的粘度数据在固定温度、固定湿度下得到。

4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步骤(1)式I中的待定系数B和C采用曲线拟合法得到。

5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步骤(2)式II中聚氨酯胶黏剂的初始粘度η₀采用曲线拟合法得到。

6.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步骤(3)和步骤(4)中测算包括先测试不同固化时间的聚氨酯胶黏剂的红外光谱，然后计算反应敏感性官能团含量。

7.根据权利要求1或6所述的控制方法，其特征在于，所述步骤(3)和步骤(4)中的反应敏感性官能团为异氰酸酯基团。

8.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述红外光谱采用傅里叶红外光谱仪测试。

9.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述计算反应敏感性官能团含量的方法为峰面积比法。

10.权利要求1～9任意一项所述控制方法的应用，所述控制方法应用于测定聚氨酯多孔混合料在施工过程中的初压、复压、终压和通车时间节点。

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