沥青动态剪切试验dsr流变学原理
沥青动态剪切试验dsr流变学原理
沥青动态剪切试验（DSR）是一种用于评估沥青材料流变学性质的常用实验方法。DSR实验方法基于沥青材料在剪切变形时的响应,通过施加正弦波形的动态应力以及测量材料的应变响应来分析沥青材料的变形行为。
DSR实验的流变学原理包括两个主要参数：频率和应变幅值。频率是指施加剪切应力的频率,通常以弧长速度（rad/s）或角频率（rad/s）表示。应变幅值则为施加剪切应力的最大值。在DSR实验中,实验者测量沥青材料对施加的正弦波形应力的响应,并计算出复合剪切模量G*和损耗角δ。G*代表沥青材料的弹性和粘性特性的平均值,而δ代表沥青材料的粘性特性。
DSR实验可以用于评估沥青材料的流变学特性,如动态剪切模量、黏度和延展性等。通过分析沥青材料的流变学特性,可以优化沥青制品的性能设计,并预测其在使用中的性能。
DSR,MSCR,沥青黏度(1)
动态剪切流变试验（DSR） 动态剪切流变仪是一种评价高分子材料流变特性的通用仪器。动态剪切流变仪用于测量沥青结合料的线粘弹性模量，在正弦(摆动的)加载模式下，可以得到不同温度、不同应力等级、不同试验频率下的测量结果，即温度扫描，应变扫描和频率扫描。不同的测试模式只是固定的参数和改变的参数不同而已。 动态剪切流变仪的工作原理是：将试样夹在来回振荡的旋转轴和固定板之间，振荡板(常叫做“旋转轴”)从A点开始转动到B点，再从B点返回经A点到C 点，然后再从C点回到A 点，形成一个循环周期。当力(剪应力f)通过旋转轴加到沥青上时，DSR就会测量沥青对此施加的力的反应(或剪应变)。如果沥青是一个完全的弹性材料，其反应就与瞬时施加的力相一致，两者间的时间滞后就为零。若是完全的粘性材料，荷载和反应之间的时间滞后就会很大。在大多数沥青路面承受交通的工作温度下，沥青处于粘弹性的工作范围。在DSR试验中施加的应力和产生的应变之间的关系，量化了这两种状况，提供了计算沥青胶结料的两个重要参数，复数剪切模量（）和相位角（δ）。 复数剪切模量是材料重复剪切变形时总阻力的度量，它包括两部分：弹性(可恢复)部分和粘性(不可恢复)部分。相位角是可恢复和不可恢复变形数量的相对指标。/sinδ为抗车辙因子，用来表示沥青材料抗永久变形能力，在最高路面设计温度下，其值越大表示沥青的流动变形越小，越有利于抵抗车辙的产生。=×cosδ为贮存剪切模量，反映沥青变形过程中能量的贮藏与释放，也称为弹性模量；。=×sinδ为损失剪切模量，反映沥青在变形过程中由于内部摩擦产生的以热的形式散失的能量，其值越大，表示重复荷载作用下的能量损失速度越快，也称为粘性模量。很多研究表明，沥青混合料的疲劳损失、疲劳寿命与循环加载过程中的能量损失具有正比关系，因此较小的/sinδ代表较好的抵抗疲劳能力。 在进行动态剪切流变实验之前应当采用应变扫描确定沥青材料的线粘弹性区域，以确保温度扫描实验和频率扫描实验在这个范围里进行。 温度扫描通常用于测试沥青材料在不同温度下的参数，用以评价高温抗车辙能力和低温抗开裂性能。而频率扫描模拟的是汽车在道路上的实际行驶速度，沥青路面在车辆高速行驶时的性能状态可以通过高频区沥青的性能来反映，同样低频区沥青的性能也能在一定程度上描述沥青路面在车辆低速行驶时对路面的影响，例如在停车场、收费站位置车辆对沥青的低速荷载，在超低频区甚至可以描述道路在斜坡处受自重蠕变荷载的影响。 多应力重复蠕变恢复试验（MSCR） 多应力重复蠕变恢复实验能反映沥青在不同恒定应力下受力变形特性，撤去应力作用后，部分蠕变变形恢复，而其中不可恢复的变形部分将会累加到下个载荷循环中，能真实模拟路面重复加载，以及卸载的车辆载荷作用，分析指标评价沥青高温性能的适宜性和准确性。MSCR试验采用沥青蠕变回复率（R）和不可回复蠕变柔量（Jnr）以及相应的应力敏感性作为其高温性能的评价指标。可以更好地反映出改性沥青的非线性黏弹性响应，Jnr已被证实与改性沥青车辙性能具有较好的相关性。 沥青的黏度 粘度是由流体内部分子结构之间的引力形成内摩擦,从而在外部表现为抵抗流体流动的能力。因此它间接地反映了流体分子结构及其分布状态。由于黏度是个条件性指标，不同测试方法、不同的温度、不同的测试时间甚至具体的测试过程都影响到黏度的大小，也影响到黏度结果的可比性。因此为了客观的测试沥青的黏度，各国甚至各种规程都严格规定黏度的测试条件和相应的测量过程。任何黏度指标和黏度的限制范围都是相对于指定的测试方法和测试过程
沥青动态剪切流变性安全操作及保养规程
沥青动态剪切流变性安全操作及保养规程 1. 引言 沥青动态剪切流变性是指沥青在外界力作用下的流变性质，是沥青性能评价中重要的参数之一。本文档旨在介绍沥青动态剪切流变性的基本概念，以及安全操作和保养规程，以确保工作环境的安全，提高工作效率。 2. 沥青动态剪切流变性概述 沥青是一种黑色或棕色油质物质，主要用于道路建设。沥青在施工过程中经常需要进行剪切流变性测试，以评估其流变性能。 2.1 动态剪切流变性测试原理 动态剪切流变性测试是通过施加正弦剪切应力和测量应力-应变响应来评估沥青的流变性质。一般常用的测试方法有扭转试验、动态剪切粘度试验等。 2.2 测试结果分析方法 根据测试结果可得到沥青的混合流变模量、相位角等参数，这些参数可以用于评估沥青的流变性能，判断其适用性和质量。
3. 安全操作规程 3.1 实验室准备 •实验室应具备良好的通风系统和消防设备，确保实验环境安全。 •检查实验设备和试验仪器是否正常工作。 •检查实验用沥青样品的质量和数量。 3.2 试验前操作 •佩戴个人防护装备，包括实验服、手套、安全眼镜和防护口罩。 •打开实验设备，预热设备至所需温度。 •校准测试仪器，确保准确度和可靠性。 3.3 试验操作 •根据试验要求制备沥青样品。 •将样品放入试验设备中。 •设置试验参数，如温度、频率、剪切应力等。 •开始试验，记录测试数据。 •根据需要进行多组试验，以获得准确的结果。 3.4 试验后操作 •关闭试验设备，清理试验现场。 •处理废弃物和污染物，确保环境卫生和安全。
4. 保养规程 4.1 定期维护设备 •按照设备说明书进行定期维护，保证设备正常工作。 •定期检查设备的电气连接、润滑系统和冷却系统。 4.2 清洁设备 •每次试验结束后，清洁试验设备，清除残留的沥青和污垢。 •使用合适的清洁剂，避免对设备造成损害。 4.3 定期校准仪器 •定期校准测试仪器，确保准确度和可靠性。 •根据仪器的使用说明书，进行校准操作。 4.4 设备存储 •对不经常使用的设备，进行适当的存储，避免损坏和污染。 •储存在干燥、无尘、通风良好的地方。 5. 总结 本文档介绍了沥青动态剪切流变性的概念、测试原理和结果分析方法。同时提供了安全操作规程和保养规程，以确保实验室工作环境的 安全，并保证设备的正常使用和长期维护。合理遵守这些规程将帮助 提高工作效率，保障实验室工作的顺利进行。
聚合物改性沥青细观结构和重复蠕变特性研究
聚合物改性沥青细观结构和重复蠕变特性研究 王岚;常春清;邢永明 【摘要】针对内蒙古等西北部地区常用的3种聚合物改性沥青(SBS改性沥青、胶粉改性沥青和复合胶粉改性沥青),利用扫描电子显微镜(SEM)观察它们的细观结构形貌,得到改性剂在沥青中的分布状态及其与沥青间的界面结合特性,发现3种改性沥青的改性剂与沥青间均具有良好的界面融合性.利用动态剪切流变仪(DSR)对3种改性沥青进行不同温度和荷载应力下的重复蠕变试验,通过对累积应变、蠕变劲度的黏性部分Gv随荷载和温度变化规律的分析表明:3种改性沥青随加载次数、温度及应力大小变化的规律相同,但同样条件下胶粉改性沥青具有最低的温度敏感性、最小的累积应变和最大的Gv值,说明其具有最好的抗高温变形性能,其次为复合胶粉改性沥青. 【期刊名称】《建筑材料学报》 【年(卷),期】2014(017)004 【总页数】5页(P721-725) 【关键词】聚合物改性沥青;细观结构;重复蠕变;蠕变劲度模量;延迟弹性 【作者】王岚;常春清;邢永明 【作者单位】内蒙古工业大学土木工程学院,内蒙古呼和浩特010051;内蒙古工业大学土木工程学院,内蒙古呼和浩特010051;内蒙古工业大学理学院,内蒙古呼和浩特010051 【正文语种】中文
【中图分类】U443.33 聚合物改性沥青由于具有较好的高、低温性能而被广泛应用于沥青路面.常用的聚合物改性沥青有SBS改性沥青、橡胶粉（CR）改性沥青以及复合胶粉（CCR）改性沥青等［1－3］.CR 改性沥青是将废旧橡胶轮胎磨成粉末加入沥青中，经剪切研磨后再经溶胀作用而制成的一种环保型改性沥青，具有造价低、高低温性能及降噪性能良好等优点.CCR 改性沥青是将SBS和废旧橡胶粉同时作为改性剂并按一定比例加入沥青中而制成的一种改性沥青.近年来，这3种改性沥青在包括内蒙古在内的中国西北部地区得到了广泛应用.该类地区气候温差大，夏季高温干燥，因而要求沥青具有较低的温度敏感性和较好的抗高温变形性能.因此深入了解、对比分析上述3种改性沥青的性能，可为合理选用沥青提供理论依据. 目前，关于沥青蠕变性能的研究很多.如利用弯曲梁流变仪（BBR），通过对低温条件下沥青的弯曲蠕变劲度及弯曲劲度－时间关系曲线的斜率进行分析，以研究胶粉改性沥青胶粉含量、溶胀率对其低温性能的影响［4－5］，以及老化作用对改性沥青低温性能的影响［6－7］；也有利用动态剪切流变仪（DSR）对沥青进行剪切蠕变试验，通过总应变和永久应变来分析沥青的变形恢复能力［8］；利用DSR 通过剪切蠕变试验、蠕变恢复试验及重复蠕变试验，对蠕变柔量、永久变形及累积应变的变化进行分析，研究热沥青添加剂对沥青流变性能的影响［9］；还有利用蠕变恢复试验数据进行拟合，得到伯格斯模型参数，进而对沥青的黏弹特性及抗车辙性能进行分析［10－11］；此外，通过研究证明，利用重复蠕变试验得到蠕变劲度的黏性部分来评价沥青的抗高温特性与混合料车辙试验结果一致，说明利用蠕变劲度的黏性部分来评价沥青黏弹特性具有可靠性［12］.综观已有的相关研究，大多基于蠕变试验、蠕变恢复试验、重复蠕变试验结果之上，而综合沥青细观结构和重复蠕变特性，对比研究几种聚合物改性沥青流变性能随温度和荷载变化
DSR实验计划
一、实验目的 通过高温拌合机把废料改性剂和沥青混合，得出样品，利用DSR检测得出新沥青混合料的高温性能 二、实验仪器 粉碎机、剪刀、动态剪切流变仪、手套、硅橡胶模（直径25mm，厚度10mm）、拌合机、搅拌棒、分析天平、烧杯（若干） 三、实验材料 快递塑料袋、包装泡沫（珠光膜、气泡膜）、胶带、基质沥青70#、改性沥青 四、实验步骤 1）首先将本规程T0602沥青预热，待其有流动性后，取200g基质沥青到烧杯里，然后放进拌合机，待拌合机温度达到180℃，将先前已经处理好的废料碎片倒入，倒入量分别为沥青的0%、2%、4%、5%，充分搅拌10min后，将一定量的沥青样品倒入硅橡胶模进行浇注 2）将选择的试验板固定于试验机上，在试验温度下，建立试验板零间隙水平。向上移动顶板，使板间隙为2.00mm±0.05mm 3）取出硅橡胶模变硬的沥青取出到试验板，使得沥青基本覆盖整个板（除了周边留有2mm宽外）。 4）加热试件修整器，修整周边多余的沥青。试件修正后，调整间隙到试验间隙，将试件温度升到试验温度±0.1 ℃。 5）当对沥青进行确认试验时，从沥青性能分级要求（PG）中选择合适的试验温度。将温度控制器设定到所需要的试验温度±0.1 ℃，对试件恒温至少45min（1h），然后在应力或应变控制方式下开始DSR试验。 6）当温度达到平衡时，设备将自动以10rad/s的频率和选择的应力（应变）目标值进行试验，第一次10个循环，不记录数据；第二次10个循环，记录数据，用于计算复合剪切模量和相位角。记录和计算均由数据采集系统完成 1）试验板直径，准确至0.1mm；试验间隙，准确至1μm。 2）试验温度，准确至0.1℃。 3）试验频率，准确至0.1rad/s。 4）应力或应变大小，准确至0.01% 5）复合剪切模量G*，单位KPa，取3位有效数字 6）相位角δ，准确至0.1° 7）重复性试验两个结果的差值（用平均值的百分数表示）应不超过表T0628-4的重复性允许误差：再现性试验两个结果的差值（用平均值的百分数表示）应不超过表T0628-4的重复性允许误差。
改性沥青研究
聚合物改性沥青老化前后流变学特性研究 沥青路面由于其良好的路用性能已经成为国内外公路建设的最重要的路面类型。随着对交通条件要求的不断提高，同时对沥青也提出了更高的要求，各种先进的材料研究手段逐渐在沥青的研究中获得应用，各项研究成果层出不穷，改性沥青的研究逐渐成为研究重点与热点。本文利用流变学理论，针对内蒙古地区常用的三种聚合物改性沥青复合胶粉改性沥青、胶粉改性沥青和SBS 改性沥青老化前后从微观到宏观，从高温到低温的特性进行了对比研究。 通过扫描电镜的试验结果分析，三种聚合物改性沥青的改性剂都是以网状结构存在于沥青中，通过吸附轻质组分溶胀填充，与沥青达到很好的共融效果，而老化后由于轻质组分和油分的减少，导致改性剂与沥青之间的界面联接效果变差。 采用布氏旋转粘度仪测定三种聚合物改性沥青老化前后的粘度，老化后三种聚合物改性沥青的粘度都较老化前有所增加。同时在绘制出的粘温曲线上，所以本文采用修正的粘度值，来确定沥青混合料的拌和与施工温度。 利用常规试验方法得到针入度指数，以及通过粘度试验得到另外两种评价指标针入度粘度指数PVN和粘温指数VTS，来评价改性沥青在不同温度区域的感温性。同时由针入度感温性指标 A 和K 确定的高温性能评价指标T800 和低温性能评价指标T1.2，以及脆点指标共同评价聚合物改性沥青老化前后的高低温性能。 利用流变学原理，采用动态剪切流变仪（DSR）对老化前后的聚
合物改性沥青进行动态剪切试验和重复蠕变恢复试验，通过对流变参数储存弹性模量G、损失弹性模量' 'G、复合模量*G、相位角、车辙因子sin /*G以及蠕变劲度的粘性成分v G的分析，研究三种聚合物改性沥青的流变性能，同时对三种改性沥青的延迟弹性进行分析。利用弯曲梁流变仪（BBR）对聚合物改性沥青低温性能指标蠕变劲度模量S 和蠕变速率m 进行测定，以此评定老化前后聚合物改性沥青的低温性能。通过对高、低温流变性能的研究，得到老化作用对沥青高低温性能的影响规律。 此外，利用建立的粘弹性模型得出相应的粘弹性参数，并利用ABAQUS 软件对复合胶粉改性沥青进行低温弯曲流变试验的有限元模拟，结果表明，模拟结果与试验结果相近，利用有限元的模拟可以对试验结果进行验证及预测。 关键词：聚合物改
沥青混合料动态剪切模量主曲线的确定
沥青混合料动态剪切模量主曲线的确定 沥青混合料的动态剪切模量是确定混凝土强度、成形及抗压性能的重要参数，其定义 为材料受力时杨氏模量的应力除以应变。对沥青混合料中动态剪切模量的确定，影响有很 多因素，其中包括：外加应力大小和恒定，立即变形量，应力恢复后释放的能量，材料极 限应力，动态衰减率，以及累积变形等。一般来说，在正常的温度下，沥青混合料的动态 剪切模量较低，但是随着温度的升高，其动态剪切模量也会相应提高，这是因为随着温度 的升高，沥青混合料中沥青、砂及碎石粒子彼此间的结合能力增强，混凝土的均匀性也会 良好；而外加应力增加时，材料中沥青粒子能提供更多的支撑，从而抵抗外力产生更大的 抗力，其动态剪切模量也就随之提高。 动态剪切模量确定时，采用动态剪切压缩模量主曲线（DCC）的方法最为常用。在这 种方法中，沥青混合料体系的动态剪切模量可凭借实验或理论计算法得到，将沥青混凝土 受力过程中的应力、应变大小和暂定变形量用曲线形式表示出来，形成动态剪切压缩模量 主曲线，以追求精确确定沥青混凝土的动态剪切模量。 对于沥青混合料动态剪切压缩模量主曲线的确定，得到的结果和精度取决于实验和计 算过程中的外加条件、模型参数、实验参数、实验步骤的选择等。基于此，在进行动态剪 切压缩模量主曲线的构建之前，要根据沥青混合料的物理性质，结合灌浆材料的综合性能，确定外加状态以及其它变化参数，以确保所得结果准确、可信。 另外，沥青混合料的物理性质也会影响其动态剪切模量，因此在确定动态剪切压缩模 量主曲线时，还要考虑沥青混合料中沥青粒径分布信息、温度和外加应力对所研究对象沥 青混合料动态剪切模量的影响等。
沥青技术指标
沥青技术指标 沥青是一种常见的道路材料，其质量和性能直接影响着道路的使用寿命和安全性。沥青技术指标对于道路建设和维护至关重要。本文将围绕沥青的物理性质、化学性质、工程性质等方面，详细介绍沥青的技术指标。 一、物理性质 1. 密度：沥青的密度是指单位体积下的质量，通常以克/立方厘米表示。沥青的密度直接影响着道路表层的稳定性和耐久性。一般来说，密度越大，则沥青的耐久性和承载能力就越强。 2. 黏度：沥青的黏度是指其抵抗外力变形的能力，通常以单位时间内单位面积内层间剪切应力与变形速率的比值来表示。黏度越高，沥青的裂缝和变形能力越强，同时也有利于提高道路表层的抗水性能。 3. 软化点：沥青的软化点是指其在一定条件下软化变形的温度。软化点的高低直接影响着沥青在高温环境下的稳定性。一般来说，软化点越高，则沥青在高温环境下的变形性能越好。 二、化学性质 1. Pen值：Pen值是沥青常用的物理指标，是指在一定温度下，100g试样被50g标准滑块质量作用于试样25°C的温度下，标准滑块向下试样滑动5mm的时间，以0.1s为单位的数值。Pen值越高表明沥青的渗透性越好，对于路面的抗老化性能和耐久性能也有着一定的影响。 2. DSR参数：DSR (Dynamic Shear Rheometer) 是常用的沥青动态剪切试验设备，可以通过测试沥青的复杂剪切模式来获得其动态剪切性能参数，如复位模量、相位角等。DSR参数可以反映沥青在不同温度和频率下的性能表现，是评价沥青耐久性和耐高温性能的关键指标。 三、工程性质 1. 粘附力：粘附力是指沥青与骨料之间的结合力，直接影响着路面的抗水性能和抗反射裂缝性能。适当的粘附力有助于提高沥青混凝土层的强度和耐久性。 2. 抗老化性能：沥青的抗老化性能是指其在长期受到紫外线、氧化、水分等因素侵蚀后的性能表现。良好的抗老化性能可以延长道路的使用寿命，减少维护成本。 3. 热稳定性：热稳定性是指沥青在高温环境下的稳定性能，包括耐高温龟裂、抗变形等指标。热稳定性好的沥青可以保证道路在高温季节的稳定性和安全性。
混凝土流变学的原理及应用
混凝土流变学的原理及应用 一、引言 混凝土是建筑工程中最常用的材料之一，其性质的研究对于工程质量和经济效益具有重要的影响。混凝土流变学是研究混凝土变形和破坏规律的学科，其原理和应用对于混凝土工程的设计、施工、检测和维护都具有重要的意义。 二、混凝土流变学的基本概念 1. 流变学基本概念 流变学是研究物质变形和流动规律的科学，其中包括弹性、塑性和粘弹性等性质。物质的流变性质是由其内部分子结构和组成决定的，不同的物质具有不同的流变性质。 2. 混凝土流变学基本概念 混凝土是一种复杂的非均质材料，其基本成分包括水泥、砂、石子、水和添加剂等。混凝土的流变性质主要包括弹性、塑性和粘弹性等，其中弹性是指在受力后能够恢复原状的能力，塑性是指在受力后能够
发生不可逆变形的能力，粘弹性是指同时具有弹性和塑性的性质。 三、混凝土的基本物理性质 1. 混凝土的组成和结构 混凝土的基本成分包括水泥、砂、石子、水和添加剂等。水泥是混凝土的胶凝材料，砂和石子是混凝土的骨料，水是混凝土的润滑剂，添加剂是为了改善混凝土的性能而添加的材料。混凝土的结构是由水泥胶凝体和骨料相互交织形成的。 2. 混凝土的物理性质 混凝土的物理性质主要包括密度、吸水性、渗透性、热膨胀系数和导热系数等。混凝土的密度是指单位体积混凝土的质量，吸水性是指混凝土能够吸收水分的能力，渗透性是指混凝土内部的孔隙结构对水的渗透性能，热膨胀系数是指混凝土在温度变化时的线膨胀系数，导热系数是指混凝土的导热能力。 四、混凝土流变学的原理 1. 混凝土的变形机理
混凝土的变形机理主要包括微观结构的变化和宏观应力的变化。混凝土内部的骨料和水泥胶凝体的结构是非常复杂的，其形态、大小、形状和分布均对混凝土的流变性能产生影响。当混凝土受到外部力的作用时，其内部会产生应力，在应力的作用下，混凝土内部的孔隙结构会发生变化，从而导致混凝土的变形行为。 2. 混凝土的力学模型 混凝土的流变性质可以通过力学模型来描述。常用的混凝土力学模型包括弹性模型、塑性模型和粘弹性模型等。弹性模型假设混凝土是一个弹性体，其变形和应力之间的关系可以通过胡克定律来描述。塑性模型假设混凝土是一个塑性体，其应力和应变之间的关系可以通过流变学理论来描述。粘弹性模型将弹性和塑性特性结合起来，可以更好地描述混凝土的流变性质。 五、混凝土流变学的测试方法 1. 混凝土的试件制备 混凝土试件的制备对于测试结果的准确性具有重要的影响。混凝土试件的制备应符合相关标准，包括试件尺寸、试件制备工艺和试件养护等。
沥青混合料动态模量试验方法
沥青混合料动态模量试验方法 沥青混合料动态模量试验方法（Dynamic Modulus Test of Asphalt Mixture）是一种常用的沥青混合料性能测试方法，主要用于评估沥青混合料在不同频率和温度下的弹性性能。 试验原理 动态模量试验的原理是在规定的恒定应力下，测量材料在不同频率下的应变，然后计 算材料的动态模量。试验中所使用的仪器设备主要分为两种，一是万能试验机，二是动态 力学分析仪。其中，万能试验机主要用于测量杆状样品的动态模量，而动态力学分析仪则 适用于将圆盘形的样品剪切成双拱形后测量其动态模量。 试验步骤 1. 样品制备：根据混合料的配合比制备出诱导水泥混凝土试件。 2. 试件处理：在环境温度下保持试件质量的稳定性。 3. 实际测量：将试件安装在试验装置中，按照规定的荷载振动频率进行试验。 4. 数据处理：根据测试所得的数据，采用计算机等专业软件进行数据的处理和分析，并得出结论。 试验参数 1. 荷载振幅和频率：试验中所加的荷载负荷和频率要有明确的规定，一般情况下， 均采用较小的荷载振幅和较低的频率。 2. 温度条件：试验中的温度一般为规定的恒定温度，一般为20到25摄氏度之间， 温度条件对试验结果非常重要。 试验结果 动态模量试验主要针对沥青混合料的弹性模量特性进行探讨，其结果可以通过计算材 料的应力应变关系来反映材料的弹性模量，根据结果可以得出相应的弹性模量曲线，以及 材料在不同温度下的弹性模量变化情况。 总之，沥青混合料动态模量试验方法是一种可靠的测试方法，可以很好的评估沥青混 合料在不同频率和温度下的弹性性能，提高沥青混合料的质量及耐久性，推动路面工程的 进步发展。
评价沥青的实用耐久性指标
评价路面沥青的实用流变性指标 流变学研究的流体,可分为牛顿型流体和非牛顿型流体,所谓流变性实质是固—液两相同存,是一种粘弹性的表现。沥青也是一种高分子化合物,具有粘性和弹性,属于非牛顿型流体,其流变特性与沥青的针入度、延度、粘度及路面的性能等都有很大的关系。 1.沥青的组成对其流变特性的影响 根据流变学沥青粘度定义有: (1) η=ηγ c 取对数得沥青的复合流动度为: c= Δlgη /Δlgγ (2) 从式(2)可看出,当复合流动系数c较小时,即剪应力(η)随剪变率(γ)的变化较小,L・W・科尔贝特曾用上式考察沥青各组分对其流变特性的影响。他将沥青质分别分散于饱和酚(At)、环烷—芳香酚(N—A)和极性—芳香酚(P—A)中,配成不同含量组成成分的沥青样品,在各种样品的组成中沥青质含量均为35%,然后测 定各样品的剪应力(η)与剪变率(γ)之关系。当组成的样品为极性—芳香酚(P—A)与沥青质(A)时,c=1.0,为牛顿型流体,其他各组成样品皆为非牛顿型流体。由此表明沥青分散介质的性质与沥青的流变特性有密切的关系,即沥青的组成不同,其流变特性也不同。 2.沥青的流变模型 2.1 理想弹性元件 理想弹性元件的基本元件只有一个弹簧,即材料是线弹性的,不存在粘性,遵循Hooke定律,用数学模型来描述即为ζ=E ε,其中E为杨氏模量。 2.2 粘性元件 粘性元件的基本元件是阻尼器,材料的变形与材料所受的力不是正比关系,当加上荷载之后,杆被拉长,伸长的时间变化率 d(εl) /dt与作用力成正比,用 应力应变表示,有:ζ=Fdε/dt=Fε,此处用“・”表示对时间t的常微分或偏微分,量ε称为应变率。应力正比于应变率的材料叫作粘性材料,F为粘性系数。 2.3 Maxwell模型 Maxwell模型是由弹性元件与阻尼器元件相互串联,总应变为: ε=ε′+ε″ (3) 其中,ε′为弹性元件的应变;ε″为阻尼元件的应变,对式(3)进行微分可得: ε=ε′+ε″=ζ/E +ζ/F 将此式改写为标志形式后可得Maxwell流体的本构方程为: ζ+p1ζ=q1ε(p1=F/E ,q1=F) (4) 方程(4)可以分为两个阶段理解,第一阶段假设在初始时刻对杆施加一个突加恒值荷载ζ=ζ0H(t),H(t)称为单位阶跃函数或Heaviside函数,求此式应变ε为多少;第二阶段从t=t1开始,应变ε固定为ε1,也就是说杆端固定不动,此时应力将发生怎样的变化。 2.4 Kelvin模型 Kelvin模型是由弹性元件和粘壶元件相互并联组成的,在所有时刻,两个元件的伸长ε总是相同的,其总应力为 △ε=ε′+ε″= Eε+Fε,将其改写成标准形式:
沥青胶浆的线性粘弹性分析
沥青胶浆的线性粘弹性分析 摘要：动态剪切流变实验是用于表征沥青混凝土和沥青胶浆的线性粘弹性特性（沥青 混凝土的填料粒径小于75?m）。这项研究着力于利用微观力学以及基于流变学的模型来评估石灰石与消石灰这两种填料对沥青胶浆表现性能的影响。在多种微观力学模型中，选用 最合适的一种来表征沥青胶浆（复合材料）的粘弹性特征。由于微观力学模型是为弹性材 料建立的，那么为了运用这些模型就有必要采用弹性――粘弹性对应原则。为了解释胶浆 中填料的影响，本文也采用了一些最合适的基于流变学原理的模型。最后选择了nielsen 模型，因为这个模型引入了两个流变学参数来解释填料效应：广义爱因斯坦系数和最大填 料填充率系数。在底颗粒体积浓度的的范围内，微观力学模型的预测数据与实验实测数据 显示了很好的一致性。流变模型能成功的预测石灰石填料的刚化效应，当其体积填充率达 到25%时。然而消石灰的刚化效应需要对其表面所存在的大量相互作用有更具体的理解， 这是高粘合剂的特性。 CE数据库标题：粘弹性特性；沥青混凝土；微观力学；流变学；线性分析。 引言 Anderson和Goetz（1973年）、Harris和Stuart（1995年）、kavussi和Hicks （1997年）、cooleyetal（1998年）等人已经认识到填料在沥青混合料中的重要性。砂 浆的质量以及沥青粘合剂和填料的组合影响沥青混合料的整体机械性能和稳定性。由于填 料的细度和表面特性，其效果基本上基于体积填充效应以及填料和沥青之间的相互作用。 后者与材料的物理化学作用有关，可以解释沥青-填料系统界面的具体相互作用。克劳塞尔。（1978）通过对填料几何形状、尺寸和表面活性的物理化学机理进行敏感性分析，对 不同泥浆系统的物理化学特性进行了复杂的研究。他们提出，物理化学特性与填料-沥青 界面的吸附强度有关。他们发现，表面活性越高，沥青-填料界面的附着力越强，固定沥 青的用量将相对增加。LeSueur和little（1999）表明，作为填料，熟石灰与aad-1沥青 组合的性能与aam-1沥青的性能非常不同。他们推测，熟石灰将与aad-1沥青中丰富的极 性成分发生反应，但与分散性高的aam-1沥青相比，熟石灰相对惰性。霍普曼等人（1999年）和巴特拉等人（1999年）在文献中最终认识到熟石灰和不同沥青之间的这种不同相互作用。然而，填料在路面混合料中的作用相当复杂，无法完全解释。 为了解释沥青胶浆中填料的力学影响，有必要对它们的粘弹性材料特性比如蠕变柔或 者弹性模量进行评估，因为沥青胶浆在很广的温度范围内都是属于粘弹性材料。虽然已经 做了相当多的实验用于解释胶浆系统的刚化效应，但还几乎没有一种是运用基于严格的力 学的方法。 基于细观力学的方法是预测填料硬化效果的有效方法之一。传统上，细观力学被用来 预测有效材料的性能，这是基于复合材料中组件的性能；每个组件的相对比例以及相位角、形状和方向等几何信息都基于这些信息。细观力学模型已被证明在协调材料的混合设计中 非常有用，在混合设计中可以识别微观特征和宏观特征。在颗粒复合材料力学领域，人们
沥青材料的自愈合：文献综述
沥青材料的自愈合：文献综述 摘要：本文主要就沥青材料自愈合的国内外研究现状、自愈合的机理与模型、自愈合的评价等几个方面进行综述。 关键词：沥青自愈合自愈合模型自愈合评价 引言 自愈合材料的概念最早是由White提出的，它也被称为自修复和自发愈合等。自愈合材料是一种自身具有部分修复使用期间产生损伤的能力的材料。通常材料性能会随时间推移而降低是由于在微小尺寸上出现的损害往往会成长，最终将导致材料损坏。沥青材料在使用过程中因长时间受到外力、化学物质、热和光等的作用，容易形成裂纹，从而影响其使用寿命。若能利用沥青材料的自我感知能力，对材料中的微裂纹产生响应，进而引发自我修复，以恢复其力学性能，则可其延长使用寿命。 1.国内外研究现状 目前就沥青材料的自愈合已经达成这样一个共识：损伤的愈合对于沥青路面的使用性能来说有实质性的影响。就此提出了沥青自愈合研究的三个重要内容：一是了解沥青自愈合现象的相关机理；二是基于这些机理找出合适模型来表征愈合能力；三是找出与模型匹配使用的测试方法。 近年来进行沥青和沥青混合料自愈合实验室研究的研究者不少，主要有Little，Kim，ea印enter和Shen，Kim和Roque，Pronk和Maillard等人。目前，沥青和沥青混合料具有一定的自愈合能力已被研究者普遍接受。第一个文献记载的提供沥青混凝土具有愈合能力的实验证据出自Deacon泛手。文章说明了当荷载间歇期增长时，沥青混凝土的疲劳寿命会随之延长。其它研究者通过采用直接拉伸疲劳模式进行类似的测试，证明了这个基本的观测结果。 另一些研究者试图通过相对简单的表征方法来证实影响愈合潜力的材料特征。例如，Little在传统的弯曲梁实验的加载间歇期中，引入了一个长达24小时的愈合时间，最终发现沥青的疲劳寿命提高了一倍多，而这取决于所用的沥青类型。Carpenier和Shen利用疲劳时的耗散能速率（RDEC）和所谓的平稳值（PV）来量化评价间歇期对疲劳寿命的影响。一些文献资料记载中将沥青/沥青胶浆从愈合过程中分离出来进行研究，Planche利用DSR直接评价沥青胶浆的疲劳和愈合性能。 对于沥青胶浆的愈合性能的相关研究文章很多，但是如何有效评价这些性能还无定论。 2.自愈合机理及其模型
橡胶沥青零剪切粘度确定方法的研究
橡胶沥青零剪切粘度确定方法的研究 罗怡琳;于新;孙文浩 【摘要】In order to establish a proper method for evaluating zero shear viscosity of Crumb Rubber Modified Asphalt ( CRMA) , dynamic frequency sweep test, creep recovery test and repeated creep tests were used to evaluate zero shear viscosity of CRMA. At the same time, the use of zero shear viscosity to evaluate the impact of the crumb rubber content on high temperature performance. The experiment results show that: zero shear viscosity values fitted from dynamic loading based on Carreau model and from the recovery phase of creep recovery tests have a good correlation. With the continuous increase in the crumb rubber content, the high temperature performance of CRMA has a significant increase.%为了选择合理的指标来评价橡胶沥青的零剪切粘度,采用动态频率扫描试验、蠕变恢复试验以及重复蠕变试验对橡胶沥青零剪切粘度进行评价.同时,利用零剪切粘度来评价胶粉掺量对改性沥青高温性能的影响.试验结果表明:橡胶沥青零剪切粘度可以采用Carreau模型拟合,或者通过恢复阶段得到的零剪切粘度进行确定.同时,随胶粉掺量的不断增加,橡胶沥青的粘度也有较大程度增长,高温性能显著增加. 【期刊名称】《公路工程》 【年(卷),期】2012(037)005 【总页数】4页(P218-221) 【关键词】橡胶沥青;零剪切粘度;流变模型;蠕变恢复;重复蠕变
基于氧化动态模型的沥青热氧老化性能预测
基于氧化动态模型的沥青热氧老化性能预测 刘芳;夏洪山;艾军;刘丽 【摘要】为研究沥青热氧老化过程中的动态变化规律,对3种沥青在不同时间和温度条件下进行热氧老化,采用动态流变剪切仪对各老化后的沥青试样进行动态频率扫描试验,得到沥青的复数剪切模量、相位角主曲线,进而获得各试样的交叉模量,分析交叉模量在沥青老化过程中随老化时间和老化温度的动态变化规律,建立预测交叉模量的氧化动态模型.研究结果表明,无论是石油沥青还是改性沥青,交叉模量对数的倒数在老化开始一段时间增长速度较快,后期逐渐缓慢趋于线性增长;氧化动态模型可预测沥青经任意温度和任意时间老化后的交叉模量;每种沥青都有其各自的老化路径.%In order to study the dynamic evolution laws of asphalt oxidative aging process,three binders were aged at different temperatures and aging periods.The master curve of complex modulus and phase an-gle of each binder were determined through frequency sweep tests by using a dynamic shear rheometer,and crossover modulus can be determined further.The dynamic evolution laws of crossover modulus with aging time and temperature were analyzed.The oxidation dynamic model which can predict the crossover modulus was established.It is found that the growth rates of the inverse of log crossover modulus are fast at the be-ginning aging time,and then gradually get slow to linear for both of unmodified and modified binders.The model can predict the crossover modulus of binders with aging time and temperature.Each binder has its own aging path with aging conditions.