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申请/专利权人：大连理工大学

摘要：本发明属于材料物性表征技术领域，涉及基于单面毛细吸水的沥青混合料水分扩散系数测定方法。具体步骤包括：制备沥青混合料试件，对试件进行单面毛细吸水试验，通过测量吸水不同时间的试件和干燥试件的质量差，得到不同高度的沥青混合料试件吸收水分的体积；对两相邻高度的试件吸收水分体积作差，得到试件不同位置x处的体积含水率θx以及毛细吸水率S；通过体积含水率θx和毛细吸水率S得到不同体积含水率下的水分扩散系数，进而利用二次多项式拟合得到水分扩散系数和体积含水率的函数。

主权项：1.基于单面毛细吸水的沥青混合料水分扩散系数测定方法，其特征在于，步骤如下：步骤1.制备沥青混合料试件；将混合料通过旋转压实仪压实成型后，利用切割机切割成底面形状和面积相同、高度不同的多个沥青混合料试件，相邻试件的高差相同；将每个试件的侧壁涂上防水材料；步骤2.对步骤1制备的试件进行单面毛细吸水试验；具体为：2.1采用高精天平测定并记录试验前不同高度试件各自的初始质量M0；2.2将试件放入控温水浴箱中，对水浴箱设置不同的温度，以测定不同温度下的水分扩散系数；将试件底部与水面接触，以使水分在试件中自下而上单面扩散；2.3每间隔固定时间将试件拿出，擦掉试件吸水面上的多余水分，然后放入高精天平中测量不同高度试件各自的实时重量Mt，计算不同吸水时间t下不同高度的沥青混合料试件吸收水分的体积： 上式中，Mt为t时刻试件吸收水分后重量；M0为试件干燥时重量；ρ为水的密度；步骤3.确定试件不同位置x处的体积含水率θx；具体为：3.1将步骤1和步骤2得到的不同吸水时间t下不同高度的试件吸收水分体积进行处理，得到两相邻高度试件吸收水分体积之差为：ΔV＝V高-V低上式中，V高为较高试件t时刻吸收水分体积；V低为较低试件t时刻吸收水分体积；3.2试件不同位置处的体积含水率计算如下： 上式中，θx为距离吸水面x处的体积含水率％；ΔV为两相邻高度处试件吸收水分体积之差m3；V0为两相邻高度试件的体积之差m3；步骤4.利用不同位置处的体积含水率拟合得到水分扩散系数；具体为：4.1将处理得到的不同时间下不同位置处的体积含水率作为y轴，玻尔兹曼变量φ＝xt12为x轴，绘制θ与φ的主曲线；根据这条主曲线，利用下式可以计算得到不同体积含水率下的水分扩散系数Dθ； 上式中，dθdφθx为曲线在θx处的斜率；为在这条曲线下θ＝θd到θ＝θx范围内曲线包围的面积，即与吸水面距离x处的毛细吸水速率S，毛细吸水速率反映了多孔材料的水分传导和毛细吸力特性；4.2试件单位面积累计吸收量i，毛细吸水速率S和毛细扩散时间t满足以下关系： 上式中，i为单位面积累计吸收水分体积m；ΔVt为体积随时间的增加量m3；A为试件与水面接触面积m2；S为毛细吸水速率ms12；t为毛细扩散时间s；4.3为计算不同位置处曲线的斜率，对φ-θ函数进行求导，将不同位置处的体积含水率带入导数中，进而可以求出dθdφθx4.4进而利用二次多项式对数据进行拟合，以此求解得到水分扩散系数和体积含水率的函数。

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