(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210987286.1 (22)申请日 2022.08.17 (71)申请人 宁夏交通建 设股份有限公司 地址 750004 宁夏回族自治区银川市金凤 区六盘山路396号5号楼 申请人 扬州大学　 江苏天龙玄武岩连续纤维股份有限 公司 (72)发明人 任全生　韩方元　肖鹏　王业　 康爱红　薛晓薇　邬惠娟　杨洋　 郭瑞　 (74)专利代理 机构 南京理工大 学专利中心 32203 专利代理师 邹伟红(51)Int.Cl. G01N 3/00(2006.01) G01N 3/06(2006.01) G01N 1/28(2006.01) G01N 1/32(2006.01) G01N 1/36(2006.01) G01N 1/38(2006.01) G01N 1/42(2006.01) G01N 1/44(2006.01) C04B 26/26(2006.01) (54)发明名称 玄武岩纤维冷拌环氧SMA-10混合料韧性评 价方法 (57)摘要 本发明公开一种玄武岩纤维冷拌环氧SMA ‑ 10混合料韧性评价方法， 包括如下步骤， 1） 制备 玄武岩纤维冷拌环氧SMA ‑10混合料， 将粗细集 料， 纤维加入拌锅； 均匀搅拌后加入冷拌环氧沥 青， 均匀搅拌后加入矿粉， 均匀搅拌后成型试件。 2） 混合料韧性评价， 对试件切割并处理， 获取 LTTB试件； 进行LTTB测试， 同时使用高速摄像机 记录试件开裂过程， 获取混合料切片图像； 使用 Matlab软件中Ncorr程序进行分析； 获取试件的 位移和应变； 并进行相关指标的计算和分析； 进 而对混合料的韧性进行评价。 本发 明制备的玄武 岩纤维冷拌环氧SMA ‑10混合料可用于高等级路 面与重载钢桥面铺装层的快速维修、 填补， 评价 方法能够准确地评价混合料的韧性。 权利要求书1页 说明书5页 附图1页 CN 115372123 A 2022.11.22 CN 115372123 A 1.一种玄武岩纤维冷 拌环氧SMA ‑10混合料韧性评价方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤1： 采用轮碾法成型玄武岩纤维冷拌环氧SMA ‑10混合料试件， 对试件进行切割并处 理； 步骤2： 进行LT TB测试， 对切割后试件进行实时拍摄， 以获取混合料切片图像； 步骤3： 基于上述切片图像， 提取图像特征参数， 并进行相 关指标的计算， 基于DIC技术 对混合料的韧性进行评价。 2.如权利要求1所述的方法， 其特征在于， 通过轮碾法成型大小为300mm ×300mm×50mm 的玄武岩纤维冷拌环氧SMA ‑10混合料试件， 随后采用 切割机对该试件进行切割， 对试件进 行切割后得到尺寸大小为25 0mm×30mm×35mm的四棱柱体试件。 3.如权利 要求1所述的方法， 其特征在于， 采用轮碾法成型玄武岩纤维冷拌环氧SMA ‑10 混合料试件， 对试件进行切割并打磨抛光表面喷涂黑漆静置15mi n喷洒白漆。 4.如权利要求1所述的方法， 其特征在于， 玄武岩纤维冷拌环氧SMA ‑10混合料， 以质量 百分比计， 该混合料包括如下组分： 冷拌环氧沥青6.15％～6.54％， 纤维0.286％～ 0.346％， 矿料93.1 1％～93.56％。 5.如权利要求4所述的方法， 其特征在于， 矿料包括矿粉和粗细集料， 矿粉占矿料总质 量的11％， 粗细集料中的1#料、 2#料、 3 #料、 4#料分别占矿料总质量的3％、 5 3％、 11％、 22％。 6.如权利要求4所述的方法， 其特征在于， 纤维包括短切玄武岩纤维和短切聚酯纤维， 纤维长度均为6m m， 直径均为7 μm， 玄武岩纤维和聚酯纤维的质量比例为2:1。 7.如权利要求1或4所述的方法， 其特征在于， 该玄武岩纤维冷拌环氧SMA ‑10混合料由 如下步骤制备： (1)将粗细集料和矿粉在105℃ ±5℃下预先加热5h以上， 取出粗细集料和矿粉冷却直 至室温； (3)将冷却后的粗细集料加入拌合锅内， 掺入纤维均匀拌合90s， 再加入冷拌环氧沥青 均匀拌合90s， 最后掺入矿粉均匀拌合90 s， 制得所述的玄 武岩纤维冷拌环氧S MA‑10混合料。 进一步的， 采用UTM ‑25机对切割后试件进行LTTB测试， 并使用高速摄像机记录该试件开裂 过程， 直至试件完全断裂为止 。 8.如权利 要求1所述的方法， 其特征在于， 使用Matlab软件中Ncorr程序进行分析， 提取 图像特征参数， 并进行相关指标的计算， 查看试件的位移和应变计算结果： U、 V、 应变Exx、 应 变Eyy和应变Exy， 通过计算该试件的实时裂纹扩展长度对玄武岩纤维冷拌环氧SMA ‑10混合 料进行韧性评价， 实时裂纹扩展长度L的计算公式如下： 式中： xi+1， yi+1分别是i+1张切片图像的水平实时尖端坐标和垂直实时尖端坐标； xi， yi 分别是i张切片图像的水平实时尖端坐标和垂 直实时尖端坐标； δ指的是切片图像尺寸像素 的转化系数； n指的是切片图像的数量； δ指的是切片图像尺寸像素的转化系数； n指的是切 片图像的数量。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115372123 A 2玄武岩纤维冷拌环氧 SMA‑10混合料韧性评价 方法 技术领域 [0001]本发明涉及公路、 桥梁工程技术领域， 具体涉及一种玄武岩纤维冷拌环氧SMA ‑10 混合料韧性评价方法。 背景技术 [0002]钢桥面铺装路面是钢桥上的特殊路面结构， 正成为中国提供跨越大障碍物通道的 主要方式。 环氧沥青混合料不仅强度高,韧性好,具有良好的耐老化性和耐化学侵蚀性,而 且在高达50℃的典型路面使用温度下具有弹性， 提供高抗疲劳性， 已被广泛地应用于重载 交通路段、 机场及钢桥面的道面工程中。 目前， 在混合料中引入热拌环氧沥青生产工艺复 杂， 由于其热固特性， 施工中对试件和温度要求极高， 施工质量难以保证， 且有大量的沥青 烟与二氧化碳产生。 随着国家碳达峰、 碳中和理念的推广， 冷拌环氧沥青具有施工方便、 养 护时间短、 节能环保等优势， 它已成为 一种至关重要的钢桥 面铺装材 料。 [0003]沥青玛蹄脂碎石 混合料(SMA)作为一种性能优异的混合料， 具有抗车辙性能、 抗反 射开裂性能以及抗疲劳性能等， 被广泛应用于工程实践中。 与普通沥青混合料 的最大区别 在于沥青性能的高要求， 一方面是为了防止沥青滴漏,另一方面是为了减少沥青的温度敏 感性,提高胶结 料的粘度,从而全面改善混合料的路用性能。 [0004]与普通环氧沥青混合料相比， 纤维作为一种高性能的加筋材料， 可以均匀地分散 在环氧沥青混合料中形成网状结构， 单掺聚酯纤维对于沥青有着良好的吸 附性， 适量加入 可以有效吸 附混合料中自由沥青。 随着交通荷载的不断增加， 单掺聚酯纤维远远满足不了 高等级路面与重载钢桥面铺 装层的抗开裂性能。 近年来， 相关研究表明， 单掺玄 武岩纤维对 环氧沥青混合料裂纹的产生、 扩展起到阻滞效应， 鉴于不同纤维之间性能区别， 对混合料进 行纤维复掺， 可在单掺纤维的基础上， 进一 步提高环氧沥青混合料路用性能。 [0005]目前用于评价环氧沥青混合料韧性的主要试验方法有低温小梁弯曲试验、 间接拉 伸沥青开裂试验和半圆弯曲试验等。 虽然所选方法可以有效区分多种模式下 的增韧效果， 但很难跟踪和描述混合料的韧性。 发明内容 [0006]本发明的目的在 于提供一种玄武岩纤维冷拌环氧SMA ‑10混合料韧性评价方法， 通 过向SMA‑10混合料中按比例地掺入短切玄 武岩纤维和短切聚酯纤维， 可以提高混合料的高 温稳定性能、 抗裂性能和抗疲劳性能， 并且较单掺某一种纤维其综合性能有很大提高。 并结 合DIC技术准确捕捉混合料表面上 的真实位移和应变分布， 通过计算试件的实时裂纹扩展 长度对玄武岩纤维冷 拌环氧SMA ‑10混合料进行韧性评价。 [0007]本发明的目的是通过以下技术方案 实现的： 一种玄武岩纤维冷拌环氧SMA ‑10混合 料韧性评价方法， 包括以下步骤： [0008]步骤1： 采用轮碾法成型玄武岩纤维冷拌环氧SMA ‑10混合料试件， 对试件进行切割 并处理； 步骤2： 进行LT TB测试， 对切割后试件进行实时拍摄， 以获取混合料切片图像；说　明　书 1/5 页 3 CN 115372123 A 3