一种基于接触角试验的再生剂渗透性评价方法及指标

本发明涉及道路工程材料技术及养护，具体涉及一种基于接触角试验的再生剂渗透性评价方法及指标。

背景技术：

1、目前固废利用率仍较低，占用大量土地资源，存在较大的生态环境安全隐患。大宗固废综合利用水平亟待进一步提高，由“低效、低值、分散利用”向“高效、高值、规模利用”的方向转变。

2、沥青路面再生技术在道路工程中得到了广泛的应用，特别是在路面性能修复及解决大宗固废综合利用方面发挥了重要的作用。为使沥青路面再生技术由“低效、低值、分散利用”向“高效、高值、规模利用”的方向转变，需提高沥青路面再生效率。在高效沥青混合料再生技术中，一个关键问题是再生过程中再生剂扩散问题，其扩散程度直接影响混合料的再生效果。目前关于再生剂在rap中扩散的研究往往集中在分子动力学模拟、分层抽提及简单性能测试改进试验(如针入度和软化点)。分子动力学在微观领域对再生剂的渗透作用进行研究，但目前尚未与宏观试验建立较可靠的联系。分层抽提试验能够模拟旧沥青薄膜与再生剂之间的扩散机理，但是操作难度大，且试验结果受三氯乙烯与矿粉的扰动。采用简单宏观的试验难以较好地表征扩散程度。所以设计出一种既能够宏观评价再生剂渗透效果方法又操作简便结果可靠的扩散试验是非常有必要的。

技术实现思路

1、解决的技术问题：针对现有技术中存在基于接触角试验的再生剂渗透性评价方法不能直观高效反应再生剂的渗透性的的问题，本发明提出一种基于接触角试验的渗透性评价方法及指标，具有样品量小，操作简便、试验精确等优点。

2、技术方案：一种基于接触角试验的再生剂渗透性评价方法，步骤如下：

3、步骤一.将老化沥青加热至流动状态，用玻璃注射器抽取0.5ml，加入接触角试验试样管中，置于试样管置物架中放置烘箱中，选取需评价渗透性的温度即设定温度保温30min后加入5wt％的再生剂得到样品，将样品置入接触角测试仪中的高位保温设备在设定温度下保温渗透1h；

4、步骤二.然后进行接触角试验，沥青在保温的同时将载玻片置于接触角分析仪的保温仓内，调节仪器使沥青缓缓滴落于载玻片表面，为防止初始液滴中有气泡产生，将仪器推出的前两滴液滴擦除，从第三滴开始记录，共记录50滴的测试数据，取第10、20、30、40、50滴时接触角数据评价再生剂的渗透效果，计算沥青与载玻片之间的接触角试验温度为设定温度，接触角数据的总测量时长为1min，间隔1s测量一次接触角，每组共测定60个接触角数据；

5、步骤三.根据所得数据作接触角随时间变化的散点图，并进行幂函数y＝axb拟合，当温度为设定温度时，接触角-时间的变化规律呈幂函数曲线关系，拟合系数r2均大于0.97，具有较好的相关性，对于幂函数y＝axb，沥青在集料表面接触角的变化特点由a和b决定，其中，a代表沥青与集料刚接触时1s时的接触角，可以认为是接触角的初始状态；b代表沥青在集料表面的摊铺速率，分别对顺序滴落的50滴液滴的接触角-时间散点图进行幂函数拟合；

6、步骤四.采用b值评价再生剂渗透性，b的绝对值越大，摊铺速率越快，则说明再生剂渗透效果越好(沥青越软，再生剂渗透的量越多)。

7、作为优选，所述接触角测试仪器为德国kruss公司的dsa-100型光学接触角分析仪，包含常温装置和高温装置，它主要由相机、照明设备、专用分析软件等组成，接触角测量精度为0.01°。

8、作为优选，所述步骤一中老化沥青为采用rtfot老化装备进行延时老化，老化时间为720min，用来模拟实际使用年限为15年的路面老化沥青。

9、基于上述的方法用于评价再生剂渗透性的指标，所述指标为沥青在集料表面的摊铺速率b。

10、进一步的，所述b的绝对值越大，摊铺速率越快，则说明再生剂渗透效果越好。

11、有益效果：本发明接触角试验所用样品量少，受重力作用影响小，且推出沥青量由机械精准控制，沥青摊铺过程中由高精度相机及软件进行跟踪数据采集，试验简单数据精确，因此，采用接触角试验评价再生剂渗透性是一种高效准确的方法。

技术特征：

1.一种基于接触角试验的再生剂渗透性评价方法，其特征在于，步骤如下：

2.根据权利要求1所述的一种基于接触角试验的再生剂渗透性评价方法，其特征在于，所述接触角测试仪为德国kruss公司的dsa-100型光学接触角分析仪。

3.根据权利要求1所述的一种基于接触角试验的再生剂渗透性评价方法，其特征在于，所述步骤一中老化沥青为采用rtfot老化装备进行延时老化，老化时间为720min，用来模拟实际使用年限为15年的路面老化沥青。

4.基于权利要求1所述的方法用于评价再生剂渗透性的指标，其特征在于，所述指标为沥青在集料表面的摊铺速率b。

5.根据权利要求4所述一种用于评价再生剂渗透性的指标，其特征在于，所述b的绝对值越大，摊铺速率越快，则说明再生剂渗透效果越好。

技术总结
一种基于接触角试验的再生剂渗透性评价方法及指标，步骤如下：取0.5mL加热至流动状态的老化沥青加入接触角设备，将样品放置设定温度保温30min后加入5%的高渗透型温热再生剂，将样品置入设备设定温度下保温渗透1h，最后进行接触角试验，取10、20、30、40、50滴时接触角数据评价再生剂的渗透效果，计算沥青与载玻片之间的接触角试验温度为设定温度，接触角数据的总测量时长为1min，间隔1s测量一次接触角，每组共测定60个接触角数据，将数据进行幂函数y=ax<supgt;b</supgt;拟合，a代表沥青与集料刚接触时1s时的接触角；b代表沥青在集料表面的摊铺速率，b的绝对值越大，摊铺速率越快，再生剂渗透性越好。本发明所述方法具有样品量小，操作简便、试验精确等优点。

技术研发人员：谢志伟,姜萌萌,李宁,刘开鑫,李进,李洪永,闫加方,李洪珍,何龙刚,周云彪,袁泉
受保护的技术使用者：河海大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27