实验平台
中公高科材料验证实验室
齐聚国内外先进材料研发验证设备，打造国内公路养护实验验证平台
机构介绍
INTRODUCTION OF MECHANISM
养护材料检测室设备总投资3000余万元，装配各类科研检测仪器100余台（套），其中包括透射电子显微镜、成套热分析设备、SHRP计划沥青材料成套设备、全自动汉堡车辙试验仪、UTM多功能材料试验机等多套高端进口分析仪器，以及液体改性添加材料中试生产验证系统、固体颗粒改性添加材料中试生产验证系统等两套完备的生产工艺验证系统。拥有完善的实验设施、高端的设备条件、以及学科综合的科研团队，特种养护工艺实验室针对公路养护技术的实际需求，基于核心材料，集合微观机理分析、宏观性能测试、生产工艺控制和施工工艺研究一体化，为公路养护行业开创革新性的技术研究。
化学分析
元素定量分析
本实验配备的Vario EL Cube型元素分析仪将被测物进行充分燃烧还原后得到可能含有CO2、H2O、SO2、NO2等气体的混合物，混合气体经过对应的吸附热解柱实现分离，经分离后的气体经TCD进行定量检测。
红外光谱FT-IR
红外光谱仪是利用物质对不同波长的红外辐射的吸收特性，进行分子结构和化学组成分析的仪器。红外光谱仪通常由光源，单色器，探测器和计算机处理信息系统组成。根据分光装置的不同，分为色散型和干涉型。对色散型双光路光学零位平衡红外分光光度计而言，当样品吸收了一定频率的红外辐射后，分子的振动能级发生跃迁，透过的光束中相应频率的光被减弱，造成参比光路与样品光路相应辐射的强度差，从而得到所测样品的红外光谱。
凝胶渗透色谱GPC
对具有不同分子体积的高聚物进行分离和鉴定，获得高聚物的相对分子量分布。其原理是让被测的高聚物溶液通过一根内装一定孔径分布的色谱柱，柱中填料上有大小不一可供分子通行的间隙和孔。当聚合物溶液流经色谱柱时，较大的分子被排除在填料粒子的孔外，只能从粒子间的间隙通过；较小的分子可以进入粒子中的小孔，通过速率要慢的多。经过一定长度的色谱柱后，相对分子量不同的分子则被分开，大分子先从色谱柱流出，小分子后流出。根据不同的流出时间再与标准物质对照来计算分子量。
微观结构分析
透射电子显微镜是把经加速和聚集的电子束投射到非常薄的样品上，电子与样品中的原子碰撞而改变方向，从而产生立体角散射。散射角的大小与样品的密度、厚度相关，因此可以形成明暗不同的影像。通常，透射电子显微镜的分辨率为0.1～0.2nm，放大倍数为几万～百万倍，用于观察超微结构。JEM-2100六硼化镧透射电镜，结合当前材料研究的新要求，开发了一些其它电镜所不具备的功能，使得电子光学系统特点更加突出，操作更简便。
主要用于观测材料的微观形貌，并对材料的微区进行元素分析。扫描电子显微镜利用高电压，对钨灯产生的电子进行加速，形成高能电子束并宏基样品表面，激发出二次电子、背散射电子、俄歇电子透射电子等信号，通过探头收集电子信息并采用计算机处理并成像。本实验室配备的JSM-6010LA扫描电子显微镜的分辨率可达4nm，最大放大倍数为30万倍。
光在传播中，波前受到与波长尺度相当的隙孔或颗粒的限制，以受限波前处各元波为源的发射在空间干涉而产生衍射和散射，衍射和散射的光能的空间（角度）分布与光波波长和隙孔或颗粒的尺度有关。用激光做光源，光为波长一定的单色光后，衍射和散射的光能的空间（角度）分布就只与粒径有关。对颗粒群的衍射，各颗粒级的多少决定着对应各特定角处获得的光能量的大小，各特定角光能量在总光能量中的比例，应反映着各颗粒级的分布丰度。按照这一思路可建立表征粒度级丰度与各特定角处获取的光能量的数学物理模型，进而研制仪器，测量光能，由特定角度测得的光能与总光能的比较推出颗粒群相应粒径级的丰度比例量。激光粒度分析仪采用湿法分散技术，机械搅拌使样品均匀散开，超声高频震荡使团聚的颗粒充分分散，电磁循环泵使大小颗粒在整个循环系统中均匀分布，从而在根本上保证了宽分布样品测试的准确重复。
静/动态热性能评价
差示扫描量热法(DSC)是在程序控制温度下，测量输给物质和参比物的功率差与温度关系的一种技术。在程序控制温度下，测量输入到试样和参比物的功率差（如以热的形式）与温度的关系。差示扫描量热仪记录到的曲线称DSC曲线，它以样品吸热或放热的速率，即热流率dH/dt（单位毫焦/秒）为纵坐标，以温度T或时间t为横坐标，可以测定多种热力学和动力学参数，例如比热容、反应热、转变热、相图、反应速率、结晶速率、高聚物结晶度、样品纯度等。
热重分析法(TG)是在程序控制温度下测量物质质量与温度关系的一种技术。许多物质在加热过程中常伴随质量的变化，这种变化过程有助于研究晶体性质的变化。如熔化、蒸发、升华和吸附等物质的物理现象，也有助于研究物质的脱水、解离、氧化、还原等物质的化学现象。当被测物质在加热过程中有升华、汽化、分解出气体或失去结晶水时，被测的物质质量就会发生变化。这时热重曲线就不是直线而是有所下降。通过分析热重曲线，就可以知道被测物质在多少度时产生变化，并且根据失重量，可以计算失去了多少物质。
静/动态流变性能特征
动/静态剪切流变仪主要用于测试材料的粘度和粘弹性，可以表征沥青及其改性添加材料的年温曲线、弹性模量、损耗模量等粘弹性参数。AAKE MARS流变仪全面满足所有研发工作中对流变测试的要求，还可以集成最新的流变-红外联用测试单元Rheonaut，可视显微流变RheoScope，熔体拉伸流变SER和更多的功能附件。
沥青
压力老化试验（PAV），模拟路面在服务了5-7年后，沥青在各种作用下的老化。系统用于根据AASHTO和ASTM 有关使用加压老化容器(PAV)进行加速老化实验的标准实验版本来进行加速沥青样品老化实验。满足全部ASTM和AASHTO标准，采用不锈钢压力容器，具有自动计时和试验结束自动关机功能，显示并存储试验、压力等重要数据。
薄膜加热烘箱可用于测定道路沥青、聚合物改性沥青薄膜加热后的质量变化，并根据需要测定加热后残留物的针入度、延度、软化点、黏度等性质变化，以评定沥青的老化性能。
动态剪切流变仪DSR用来测量沥青胶结料高温时的流变性质(复数剪切模量，相位角等)。SHRP动态剪切流变仪（DSR）是测定老化或未老化沥青，(改性或未改性沥青)5-85℃温度范围内线粘弹性性质的必备仪器。按AASHTO MP1方法试验时，沥青试样在规定温度下夹在圆形平行板中，通过作用已知扭矩来测量试样的复数剪切模量和相位角。使用相应的软件可进行两种模式试验：即应变控制（测量其应力）和应力控制（测量其应变）；可进行AASHTO PP6温度扫描试验。使用相应的软件可进行频率扫描试验，通用的系统可进行非SHRP试验，用于研究目的。
弯曲梁流变仪是根据现行ASTM，AASHTO和SHRP方法对沥青胶结料进行低温弯曲蠕变劲度的测试。用于评估沥青胶结料的低温断裂特性。测试结果包含低温蠕变劲度S(t)和蠕变劲度变化率m(t)指标。
布氏粘度计，用于测定不同温度下沥青粘度。布氏粘度计名称的由来在于美国Brookfield家族开创的旋转粘度测量法，利用独特的转子与流体之间产生的剪切和阻力之间的关系而得出的全新的粘度值，正式开创了动力粘度的测量先河。
集料
测定细集料（天然砂、人工砂、石屑）的颗粒级配及粗细程度。对水泥混凝土用细集料可采用干筛法，如果需要也可采用水洗法筛分；对沥青混合料及基层用细集料必须用水洗法筛分。
细集料砂当量试验适用于测定天然砂、人工砂、石屑等各种细集料中所含的粘性土或杂质的含量，以评定集料的洁净程度。砂当量用SE表示。本方法适用于公称最大粒径不超过4.75mm的集料。
路面工程
该检测系统采用非常坚固的结构和创新的设计，使其几乎在所有环境下都能很好的进行路面横向力系数检测，可以满足现代高速公路和机场跑道的横向力系数检测。
探地雷达是利用电磁波，通过对不同介质分界面进行连续扫描，从而确定其内部结构形态和位置的电磁探测技术。其工作原理为：利用电磁波发射天线向被探测目标发射宽频带高频电磁波，同时利用电磁波接收天线接收由目标内部反射回来的电磁信号；由于高频电磁波在介质传播时，其电磁场强度和波形将随所通过介质的介电性质和集合形态而发生变化，因此可以通过对所反射回来的电磁波时域信号进行采集、处理和分析，从而确定目标体的空间位置和结构状态。
沥青混合材料
AMPT沥青混合料性能试验系统对沥青混合料进行动态模量试验，流变次数和流变时间的沥青试验，评估沥青混合料路用性能和指导路面结构设计。与UTM的测试原理类似，该系统可以对在室内达到恒温要求 的试件完成三个基本性能试验：动态模量试验、重复加载永久变形试验、静态蠕变试验。其中，动态模量可直接用于路面结构设计，而重复加载永久变形试验则是路面实际载荷作用的最好模拟。
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