CN113870959A - 一种多聚磷酸复合sbr对沥青性能影响评估方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种多聚磷酸复合SBR对沥青性能影响评估方法和系统，该方法包括：获取带铺设沥青的路段所在的地理位置；获取所述地理位置的历史气象数据；从所述历史气象数据中获取所述路段的最高气温和最低气温，其中，所述最高气温和所述最低气温构成该路段对应的温度范围；根据所述温度范围确定掺加多聚磷酸复合SBR的沥青的配方，其中，预先测试多个配方，所述多个配方中的每个配方均测试了在预定温度范围下的性能。通过本申请解决了现有技术中依赖人工选择多聚磷酸复合SBR配方所导致的问题，从而使得多聚磷酸复合SBR配方的选择更加便利和客观。
Description
技术领域
本申请涉及到沥青领域，具体而言，涉及一种多聚磷酸复合SBR对沥青性能影响评估方法和系统。
背景技术
多聚磷酸是一种含有磷酸根有机的短链的低聚物，其具体的生产过程如下：当磷完全燃烧成为磷酸后，磷酸会与水化合，根据加合的水分子摩尔数，可以生成多种含氧磷酸。多聚磷酸就是由正磷酸和各种聚合态的聚磷酸，以及少部分偏磷酸和聚偏磷酸组成的混合磷酸。
多聚磷酸PPA作为一种沥青改性剂广泛地应用于聚合物改性沥青，特别是与SBS和SBR复合改性沥青。实践证明少量多聚磷酸的添加能够明显改善SBS和SBR改性沥青的高温性能，降低沥青对老化的敏感性，并对沥青的低温性能不产生明显影响。
SBR改性沥青的低温性能良好少量多聚磷酸的使用可以显著提高SBR改性沥青的高温性能，制得高、低温性能均很好的SBR复合改性沥青。
目前选择多聚磷酸复合SBR配方均是需要依靠人工来进行选择，这种选择方式依赖于人工的经验，可能会出现选择配方不合理的情况。
发明内容
本申请实施例提供了一种多聚磷酸复合SBR对沥青性能影响评估方法和系统，以至少解决现有技术中依赖人工选择多聚磷酸复合SBR配方所导致的问题。
根据本申请的一个方面，提供了一种多聚磷酸复合SBR对沥青性能影响评估方法，包括：获取带铺设沥青的路段所在的地理位置；获取所述地理位置的历史气象数据；从所述历史气象数据中获取所述路段的最高气温和最低气温，其中，所述最高气温和所述最低气温构成该路段对应的温度范围；根据所述温度范围确定掺加多聚磷酸复合SBR的沥青的配方，其中，预先测试多个配方，所述多个配方中的每个配方均测试了在预定温度范围下的性能。
进一步地，根据所述温度范围确定采取多聚磷酸复合SBR的沥青的配方包括：确定所述最高气温和所述最低气温下掺加多聚磷酸复合SBR的沥青的性能符合预定要求的配方。
进一步地，从所述历史气象数据中获取所述路段的最高气温和最低气温包括：从所述历史气象数据获取多年的历史气象数据，从所述多年的历史气象数据中获取所述路段的最高气温和每一年的最近气温，将多年的最高气温的平均值作为所述路段的最高气温，将多年的最低气温的平局值作为每一年的最低气温。
进一步地，所述性能包括以下至少之一：高温稳定性、低温抗裂性、抗水损坏能力、抗老化性能。
根据本申请的另一个方面，还提供了一种多聚磷酸复合SBR对沥青性能影响评估系统，包括：第一获取模块，用于获取带铺设沥青的路段所在的地理位置；第二获取模块，用于获取所述地理位置的历史气象数据；第三获取模块，用于从所述历史气象数据中获取所述路段的最高气温和最低气温，其中，所述最高气温和所述最低气温构成该路段对应的温度范围；确定模块，用于根据所述温度范围确定掺加多聚磷酸复合SBR的沥青的配方，其中，预先测试多个配方，所述多个配方中的每个配方均测试了在预定温度范围下的性能。
进一步地，所述确定模块用于：确定所述最高气温和所述最低气温下掺加多聚磷酸复合SBR的沥青的性能符合预定要求的配方。
进一步地，所述第三获取模块用于：从所述历史气象数据获取多年的历史气象数据，从所述多年的历史气象数据中获取所述路段的最高气温和每一年的最近气温，将多年的最高气温的平均值作为所述路段的最高气温，将多年的最低气温的平局值作为每一年的最低气温。
进一步地，所述性能包括以下至少之一：高温稳定性、低温抗裂性、抗水损坏能力、抗老化性能。
根据本申请的另一个方面，还提供了一种存储介质，用于存储程序，所述程序用于执行上述的方法。
根据本申请的另一个方面，还提供了一种处理器，用于运行程序，所述程序用于执行上述的方法。
在本申请实施例中，采用了获取带铺设沥青的路段所在的地理位置；获取所述地理位置的历史气象数据；从所述历史气象数据中获取所述路段的最高气温和最低气温，其中，所述最高气温和所述最低气温构成该路段对应的温度范围；根据所述温度范围确定掺加多聚磷酸复合SBR的沥青的配方，其中，预先测试多个配方，所述多个配方中的每个配方均测试了在预定温度范围下的性能。通过本申请解决了现有技术中依赖人工选择多聚磷酸复合SBR配方所导致的问题，从而使得多聚磷酸复合SBR配方的选择更加便利和客观。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1是根据本申请实施例的多聚磷酸复合对沥青性能影响评估方法的流程图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
在本实施例中提供了一种多聚磷酸复合SBR对沥青性能影响评估方法，图1是根据本申请实施例的多聚磷酸复合对沥青性能影响评估方法的流程图，如图1所示，该流程包括如下步骤：
步骤S102，获取带铺设沥青的路段所在的地理位置；
步骤S104，获取所述地理位置的历史气象数据；
步骤S106，从所述历史气象数据中获取所述路段的最高气温和最低气温，其中，所述最高气温和所述最低气温构成该路段对应的温度范围；
例如，从所述历史气象数据获取多年的历史气象数据，从所述多年的历史气象数据中获取所述路段的最高气温和每一年的最近气温，将多年的最高气温的平均值作为所述路段的最高气温，将多年的最低气温的平局值作为所述路段的最低气温。或者将10年内的最高气温作为所述步骤S106中的最高气温，将10年内的最低气温作为所述步骤中的最低气温。
步骤S108，根据所述温度范围确定掺加多聚磷酸复合SBR的沥青的配方，其中，预先测试多个配方，所述多个配方中的每个配方均测试了在预定温度范围下的性能。
根据所述温度范围中的最高气温确定在所述最高温度下性能仍然保持稳定的一个或多个第一配方，以及，根据所述最低气温确定在所述最低气温下性能仍然保持稳定的一个或多个第二配方，获取一个或多个第一配方中与一个或多个所述第二配方中相同的配方，将该相同的配方作为根据所述温度范围确定的配方。
在选择配方的时候，还可以根据该路段的历史路段日降雨量的最大值，根据所述日降雨量的最大值确定所述路段的日最大积水量，获取在所述日最大积水量情况下，抗水性能仍然稳定的一个或多个第三配方，获取一个或多个第一配方中、一个或多个所述第二配方中、一个或多个所述第三配方中相同的配方，将该相同的配方作为所述温度范围确定的配方。
在选择配方的时候，还可以获取该路段的预期使用时间，根据所述预期使用时间和所述路段中的车辆通行流量，根据所述车辆通行流量确定所述路段在每天承受的压强，根据所述预期使用时间和每天承受的压强确定的所述路段的承受的压强；根据所述路段承受的压强确定在该压强的情况下，抗老化性能依然稳定的一个或多个第四配方，获取一个或多个第一配方中、一个或多个所述第二配方中、一个或多个所述第三配方中、一个或多个所述第四配方中相同的配方，将该相同的配方作为所述温度范围确定的配方。
例如，确定所述最高气温和所述最低气温下掺加多聚磷酸复合SBR的沥青的性能符合预定要求的配方。
例如，所述性能可以包括以下至少之一：高温稳定性、低温抗裂性、抗水损坏能力、抗老化性能。
通过上述步骤解决了现有技术中依赖人工选择多聚磷酸复合SBR配方所导致的问题，从而使得多聚磷酸复合SBR配方的选择更加便利和客观。
在本实施例中，PPA改性沥青中PPA掺量一般为0.5％～1.5％；SBR改性沥青中SBR最佳掺量为1到4％。
设定SBR掺量为4％；PPA掺量分别为0.5％、1％、1.5％。根据各改性剂掺量确定6组试验方案：①基质沥青；②4％SBR改性沥青；③1％PPA改性沥青④4％SBR+0.5％PPA复合改性沥青；⑤4％SBR+1％PPA复合改性沥青；⑥4％SBR+1.5％PPA复合改性沥青。
对配方进行性能测试之前，需要制备沥青，在本实施例中提供了一种沥青制备方法。
将基质沥青放入130℃烘箱烘至流动状态，称取一定量的基质沥青放入烧杯中，将烧杯放置于130℃油浴锅中保温，随后分别加入与沥青质量百分比为第一预定比例(例如4％)的SBR和第二预定比例的(例如1％)的PPA，开启高速剪切机，以1000r/min的转速搅拌30min使其充分溶胀，即可得到SBR改性沥青及PPA改性沥青；在复合改性沥青中，将充分溶胀过后的SBR改性沥青中加入不同掺量的PPA改性剂，升温至160℃，再以4000r/min的转速剪切60min，即可得到PPA/SBR复合改性沥青。
得到沥青之后再通过三大指标试验、动态剪切流变试验、弯曲梁流变试验及旋转薄膜加热试验，就可以得到多聚磷酸复配丁苯胶乳改性沥青的性能，例如，可以得到高温低性能及抗老化性能。
例如，沥青老化性能可以通过如下步骤进行：在不同温度下，测试材料的流变性能指标，绘制所述流变性能指标的主曲线，并基于所述主曲线求解位移因子；其中，所述主曲线反应不同温度下流变性能指标与频率的关系；建立位移因子、温度与反应活化能之间的数量关系式；将所述主曲线体现的所述位移因子与对应温度的数量关系，带入位移因子、温度与反应活化能之间的数量关系式，计算活化能、指前因子和反应速率等化学反应动力学参数；基于化学反应动力学参数的计算结果对沥青材料老化性能进行评价。
在进行弯曲梁流变试验的时候，可以使用如下仪器进行测试：该沥青弯曲梁流变仪，包括主机、加载框架、工业电脑、低温循环制冷机及气管，所述加载框架设于所述主机上，所述工业电脑设于所述主机上，所述低温循环制冷机设于所述主机一侧，所述气管设于所述主机另一侧；所述加载框架上安装有激光位移传感器及支撑主轴，所述激光位移传感器位于所述支撑主轴上方，所述支撑主轴顶部安装有位移测量盘、底端安装有加载轴、所述位移测量盘与所述加载轴之间依次安装有荷载标定盘、空气轴承加载机构、传感器连接板及负荷传感器，所述空气轴承加载机构包括空气轴承外壳及设于所述空气轴承外壳内部的节流支撑气槽、导气槽及加载气腔，所述节流支撑气槽套设于所述支撑主轴上，所述导气槽包覆所述节流支撑气槽及所述支撑主轴，所述导气槽上安装有轴承进气口，所述加载气腔位于所述节流支撑气槽下方，所述加载气腔一侧安装有加载进气口，所述空气轴承外壳底部安装有加载气缸端盖，所述负荷传感器安装于所述传感器连接板上，所述支撑主轴底端与所述传感器连接板之间设有缓冲垫。
可以使用如下方式测试动态剪切流变：将石油沥青试件安放于试验夹具之间，使用动态剪切流变仪，采用温度扫描模式，设置特定的荷载加载及控制频率，在较短的温度域内，按照降温程序采集数据，绘制流变曲线，根据采集到的数据正态分布求得复数模量均值，该复数模量均值对应的温度即道路石油沥青的软化点。
再设定SBR掺量为1％，PPA掺量分别为0.5％、1％、1.5％。根据各改性剂掺量确定上述4组试验方案，得到每组配方对应的各项性能，其中，包括高温稳定性、低温抗裂性、抗水损坏能力、抗老化性能。其中的高温稳定性用于指示在性能稳定的情况下能够承受的最高温度，低温抗裂性能用于指示在不开裂的情况下能够承受的最低温度。
再设定SBR掺量为2％，PPA掺量分别为0.5％、1％、1.5％。根据各改性剂掺量确定上述4组试验方案，得到每组配方对应的各项性能；再设定SBR掺量为3％，PPA掺量分别为0.5％、1％、1.5％。根据各改性剂掺量确定上述4组试验方案，得到每组配方对应的各项性能。
在本实施例中对高温稳定性、低温抗裂性、抗水损坏能力、抗老化性能四个方面进行重点试验，判断多聚磷酸改性沥青在这几个方面是否有显著的改善作用。并综合路边性能结果与沥青路面气候分区，提出多聚磷酸改性沥青适用于各地区的复配方案，在此基础上提出多聚磷酸(PPA)与丁苯胶乳(SBR)复合改性沥青及其混合料评价指标体系。
在本实施例中，提供一种电子装置，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，处理器被设置为运行计算机程序以执行以上实施例中的方法。
上述程序可以运行在处理器中，或者也可以存储在存储器中(或称为计算机可读介质)，计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
这些计算机程序也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤，对应与不同的步骤可以通过不同的模块来实现。
该本实施例中就提供了这样的一种装置或系统。该系统被称为多聚磷酸复合SBR对沥青性能影响评估系统，包括：第一获取模块，用于获取带铺设沥青的路段所在的地理位置；第二获取模块，用于获取所述地理位置的历史气象数据；第三获取模块，用于从所述历史气象数据中获取所述路段的最高气温和最低气温，其中，所述最高气温和所述最低气温构成该路段对应的温度范围；确定模块，用于根据所述温度范围确定掺加多聚磷酸复合SBR的沥青的配方，其中，预先测试多个配方，所述多个配方中的每个配方均测试了在预定温度范围下的性能。
该系统或者装置用于实现上述的实施例中的方法的功能，该系统或者装置中的每个模块与方法中的每个步骤相对应，已经在方法中进行过说明的，在此不再赘述。
例如，所述确定模块用于：确定所述最高气温和所述最低气温下掺加多聚磷酸复合SBR的沥青的性能符合预定要求的配方。
又例如，所述第三获取模块用于：从所述历史气象数据获取多年的历史气象数据，从所述多年的历史气象数据中获取所述路段的最高气温和每一年的最近气温，将多年的最高气温的平均值作为所述路段的最高气温，将多年的最低气温的平局值作为每一年的最低气温。可选地，所述性能包括以下至少之一：高温稳定性、低温抗裂性、抗水损坏能力、抗老化性能。
通过上述实施例解决了现有技术中依赖人工选择多聚磷酸复合SBR配方所导致的问题，从而使得多聚磷酸复合SBR配方的选择更加便利和客观。
以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种多聚磷酸复合SBR对沥青性能影响评估方法，其特征在于，包括：
获取带铺设沥青的路段所在的地理位置；
获取所述地理位置的历史气象数据；
从所述历史气象数据中获取所述路段的最高气温和最低气温，其中，所述最高气温和所述最低气温构成该路段对应的温度范围；
根据所述温度范围确定掺加多聚磷酸复合SBR的沥青的配方，其中，预先测试多个配方，所述多个配方中的每个配方均测试了在预定温度范围下的性能。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述温度范围确定采取多聚磷酸复合SBR的沥青的配方包括：
确定所述最高气温和所述最低气温下掺加多聚磷酸复合SBR的沥青的性能符合预定要求的配方。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从所述历史气象数据中获取所述路段的最高气温和最低气温包括：
从所述历史气象数据获取多年的历史气象数据，从所述多年的历史气象数据中获取所述路段的最高气温和每一年的最近气温，将多年的最高气温的平均值作为所述路段的最高气温，将多年的最低气温的平局值作为每一年的最低气温。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述性能包括以下至少之一：高温稳定性、低温抗裂性、抗水损坏能力、抗老化性能。
5.一种多聚磷酸复合SBR对沥青性能影响评估系统，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获取带铺设沥青的路段所在的地理位置；
第二获取模块，用于获取所述地理位置的历史气象数据；
第三获取模块，用于从所述历史气象数据中获取所述路段的最高气温和最低气温，其中，所述最高气温和所述最低气温构成该路段对应的温度范围；
确定模块，用于根据所述温度范围确定掺加多聚磷酸复合SBR的沥青的配方，其中，预先测试多个配方，所述多个配方中的每个配方均测试了在预定温度范围下的性能。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述确定模块用于：
确定所述最高气温和所述最低气温下掺加多聚磷酸复合SBR的沥青的性能符合预定要求的配方。
7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述第三获取模块用于：
从所述历史气象数据获取多年的历史气象数据，从所述多年的历史气象数据中获取所述路段的最高气温和每一年的最近气温，将多年的最高气温的平均值作为所述路段的最高气温，将多年的最低气温的平局值作为每一年的最低气温。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的系统，其特征在于，所述性能包括以下至少之一：高温稳定性、低温抗裂性、抗水损坏能力、抗老化性能。
9.一种存储介质，其特征在于，用于存储程序，所述程序用于执行权利要求1至4中任一项所述的方法。
10.一种处理器，其特征在于，用于运行程序，所述程序用于执行权利要求1至4中任一项所述的方法。
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