用动态剪切流变试验评价硫磺改性沥青的高温性能
采用动态流变剪切方法评价改性乳化沥青高温性能的研究_杜晓博
_________________________________作者简介：文章编号：1005-0523（2014）04第31卷第4期2014年8月Vol.31No.4Aug.，2014华东交通大学学报Journal of East China Jiaotong University采用动态流变剪切方法评价改性乳化沥青高温性能的研究杜晓博，彭坤，张宏超（同济大学道路与交通工程教育部重点实验室，上海201804）摘要：为了对改性乳化沥青高温性能及影响因素进行更好地评价，选用直接加热蒸发法获取SBR 及SBS 改性乳化沥青残留物。
在此基础上，进行多应力重复蠕变恢复试验，探讨温度、胶乳含量及胶乳种类3个因素对改性乳化沥青高温性能的影响。
研究结果表明，随着温度的升高，SBR 改性乳化沥青残留物高温抗变形能力变弱；随着胶乳含量的增加，SBR 改性乳化沥青残留物高温抗变形能力变强；SBS 改性乳化沥青高温性能优于SBR 改性乳化沥青。
关键字：道路工程；高温性能；MSCR ；改性乳化沥青中图分类号：U414文献标志码：A凭借具有常温施工、节约能源、保护环境及施工便利等优点，改性乳化沥青技术现已广泛用于微表处、稀浆封层及冷再生等工程［1］。
但由于该技术在我国起步较晚，改性乳化沥青相关路用性能研究较少。
近年来交通荷载急剧增长，对沥青高温性能提出了更高的要求，如何评价改性乳化沥青高温性能进而指导工程应用变得极其重要。
当前改性沥青高温性能评价指标基本沿用了普通沥青的评价指标，主要有以下几种：60℃粘度和软化点；车辙因子G */sin δ；零剪切粘度ZSV ［2］。
但是相关研究表明，它们均与改性沥青混合料抗车辙性能评价指标相关性较小［3-5］，用来评价改性沥青高温性能并不合适。
MSCR 试验是近几年提出的一种动态流变剪切方法，它可较好地评价改性沥青的高温性能。
研究表明，其评价指标与足尺ALF 试验测得的沥青混合料车辙深度相关性较高，相关系数可达0.8以上［3，6］。
SBS改性沥青热老化过程的流变性能研究
________________________________________________________________________道路工程觀SBS改性沥青热老化过程的流变性能研究磨巧梅，孙宗丹，杨洋（广西交通职业技术学院，广西南宁530023）摘要：为研究SBS改性沥青短期老化和长期老化过程中的流变性能，文章采用动态剪切流试验，研究 程中沥青流变参数的。
结果表明:SBS改性沥青与沥青在程中复数模量增加，相减小，损失模量与因子增加，说作用下沥青弹性成分升高，沥青脆,疲劳性能降低，但增沥青高温形能力；SBS改性沥青相对沥青改变幅度要小，表明SBS改性剂可以抑制沥青进程，对沥青的低温抗裂性和高温力起作用。
关键词：改性沥青;老化;相位角;损失模量;车辙因子中图分类号：U416.217文献标识码：A DOI：10.13282/ki.wccst.2020.09.004文章编号:1673-4874（2020）09-0013-030引言道路沥青作为最主要的路面材料，其中SBS改性沥青在路面层使用的高达35%,因此SBS改性沥青的研究要的。
沥青期的程中，受到温度、氧气、紫外线、水分人为等因素的导性，大大使：命*1-3+。
因此研究沥青程中的流变性能，路面机理，预测路面的周期,掌握路面变形重要意义。
旋转薄膜试验（RTF0T）能够模拟沥青短期程,力试验（PA/）够模期程，目前研究,SBS改性沥青与沥青在流变参、性、抗变形能力上的研究涉少*4-5+。
此，本文采取温度扫描试验SBS改性沥青流变性能随老化作的规律。
1试验材料与方法11试验材料试验为研究SBS改性剂程中沥青流变性能的影响，牛国产70号道路沥青试验。
沥青性《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（T0604-2011））作，如下页表1、表2所示。
作者简介:磨巧梅（980—）,讲师,工程师，主要从事高速铁路、城市轨道交通轨道施工与养护维修教学及铁路防水材料研究工作；孙宗丹（986—）,讲师,工程师，研究生,主要从事城市轨道交通教学与研究工作；杨洋（988—），讲师，工程师，研究生,主要从事城市轨道交通教学与研究工作。
T315-04 用动态剪切流变仪(DSR)测量沥青胶结料的流变性质标准试验方法
6.1.3 加载装置——加载装置以（10±0.1）rad/s 频率向试件施加正弦式振荡荷载。如果 使用不同于 10rad/s 的频率，频率可以精确到 1%。加载装置应能提供应力控制荷载或应变 控制荷载。如果是应变控制荷载，加载装置应提供一个周期扭矩以足够让指定应变的角度旋 转应变精度小于 100μrad。如果是应力控制荷载，加载装置应提供一个精度不大于 10mN.m 指定扭矩的的周期扭矩。在 100N·m 扭矩的整个系统的柔量（compliance）应小于 2 mrad/N·m。 仪器制造商应提供关于频率、应力和应变测量精密度在 1%以内的校验证书。
5 意义和应用
5.1 这个试验方法中的试验温度与该地区所使用的沥青胶结料道路的温度经历有关。 5.2 复数剪切模量是在荷载作用下沥青胶结料的劲度或形变阻力的一个指标。复数剪切模 量和相位角定义了在线性黏弹性区沥青胶结料对剪切形变的阻力。 5.3 根据 M320，复数剪切模量和仪（DSR）试验系统——动态剪切流变仪试验系统由平行金属板、环境室 、 加载设备、控制和数据采集系统组成。 6.1.1 试验板——金属试验板由不锈钢或铝合金制成，并具有抛光的光滑表面。一种直径为 （8.00±0.02）mm，另一种直径为（25.00±0.05）mm（图 1）。在某些流变仪中底板是平的
℃，温度计应是部分浸入式温度计，具有冰点温度并按 ASTM E563 标定的。
6.8 光学观察装置——当使用玻璃管液体基准温度计读数时，光学读数装置能增强读数可 读性和减少视差。
6.9 电子温度计——带有电阻传感器（注 4）的电子温度计，精密度为±0.05℃,分辨力为 0.01℃,电子温度计应由商业标定服务机构用 ASTM E77 试验方法每年至少用 NIST 溯源的基 准标准标定一次。
硫磺改性剂在沥青改性技术中的性能研究
硫磺改性剂在沥青改性技术中的性能研究介绍了硫磺改性剂在沥青改性技术的应用背景及研究必要性，在分析和研究国内外硫磺改性剂应用现状的基础上，阐述了硫磺改性剂的作用原理及在现阶段使用过程中的优势，并提出了其在改性技术中应用的主要问题。
标签：硫磺改性剂；改性技术；拌合1 研究背景和必要性硫磺改性技术，也被称为SEAM技术，上世纪70年代广泛应用在北美地区。
近年出现的硫磺改性混合料技术就是SEAM技术在实际生产过程中应用的体现，硫磺对于沥青有着非常好的强化作用，同时还能在沥青混合料中起到粘结和填充作用，欧洲、美国、加拿大等地多年前已经应用。
壳牌公司推出的专利产品Thiopave（赛欧铺）改性剂，在使用过程中直接被加入到拌合仓，改性剂作为添加剂与沥青、骨料粘结，在物理层面上作为18～26%的沥青成分，化学层面添加剂在高温状态下可溶解到沥青里，起到降低沥青粘度，并改善沥青混合料的流动性，达到拌合更加均匀，并在SBS改性沥青混合料中，生产温度和压实温度降低20-30℃的情况下，硫磺改性剂作为交联剂使得不饱和键交联成网状结构，使得结构更加稳定。
除了欧美地区，中国辽、苏、两广和京津一带也都成功了应用此技术。
[1]文章将系统全面地研究SEAM改性沥青混合料路面的马歇尔性能指标、高温、低温稳定性、水稳定性和疲劳性能，影响SEAM改性沥青混合料性能的因素。
研究成果对SEAM改性沥青混合料路面的推广应用、优化沥青路面材料和路面结构、节约沥青路面投资具有一定参考价值。
并针对性试验分析与理论研究的基础上，研究和实践有效的SEAM硫磺改性剂添加工艺。
建立切实可行的评价体系，形成适合于辽宁省实际的SEAM改性沥青混合料路面性能评价指标。
[2]2 硫磺改性剂的特性SEAM改性沥青混合料与其他改性沥青相比，因硫磺能够代替一部分沥青，使得在经济成本上低于普通沥青混合料。
但我国在优质的重交通沥青和改性沥青技术的研究上起步相对较晚，自1992年首次应用改性沥青铺设机场跑道以来，改性沥青技术得到较大的发展。
公路改性沥青温度敏感性评价方法对比研究
Value Engineering0引言改性沥青温度敏感性不同的评价方法和标准对不同类型的改性沥青具有不同的适用性[1]。
虽然改性沥青具有良好的抗老化和改善路面性能的效果，但是它的性能随着温度的变化而变化，尤其是在高温和低温情况下，性能表现具有较大的差别，因此改性沥青温度敏感性评价的研究变得越来越重要[2]。
王岚[3]研究了SBS 改性沥青、橡胶粉改性沥青、复合改性沥青老化前后的温度敏感性。
针对上述问题，本文通过探究不同评价方法下改性沥青温度的敏感性，并评价不同的评价方法在对改性沥青温度敏感性的评价中的适用性和局限性，旨在为改性沥青的性能评价提供理论和实践基础，并为道路建设提供更为可靠和优质的材料和技术支撑。
1试验材料和试验方案为了探究不同的温度敏感性评价方法对不同改性沥青材料的普适性和准确性，本文选用了密度为1.12g/cm 3，针入度为69cm ，延展度大于100的原始沥青材料进行改良。
三种改性沥青均是基于相同原始沥青材料进行改性的，其中第一种改性材料为丁苯-丁二烯-苯乙烯共聚物（SBS ），第二种改性沥青是基于第一种改性沥青的基础上加入了一定的化学助剂而自制的沥青材料，第三种改性材料则是采用苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物（SBR ）。
本次研究采用了4种常用的关于沥青温度敏感性的评价方法即针入度法（Penetration Index ，简称PI ）、针入度-黏度指数法（Penetration Viscosity Number ，简称PVN ）、黏温指数法（Viscosity Temperature Sensitivity Indexmethod ，简称VTS ），渐变温度试验法（Gradient Temperature Strain Test Method ，简称GTS ），期望从4个不同的评价维度来评价改性沥青材料的温度敏感性。
4种不同评价方法的具体试验方案如表1所示。
2试验结果及分析沥青的温度敏感性是指沥青性能随着温度的变化而变化的能力，这是沥青在路面应用中非常重要的性能指标。
几种改性沥青粘弹性与高温性能的评价与分析_孙艳娜
第33卷,第4期2008年8月公路工程H ighway EngineeringVol .33,No .4Aug.,2008[收稿日期]2008—01—06[作者简介]孙艳娜(1985—),女,山东菏泽人,硕士研究生,主要从事公路路基路面材料研究与设计。
几种改性沥青粘弹性与高温性能的评价与分析孙艳娜,李立寒(同济大学道路与交通工程教育部重点试验室,上海 201804)[摘 要]在不同的试验温度下,对热老化前后的Dur oflex 改性沥青、岩沥青改性沥青和S BS 改性沥青进行动态剪切流变试验,采用相位角和车辙因子指标评价改性沥青的粘弹性特征、抗车辙能力以及温度敏感性。
试验结果表明:Dur oflex 改性剂与岩沥青均可以增加沥青的高温弹性和抗车辙能力,改性效果随着改性剂掺量增加而增大,随着温度的升高而降低,经热老化后Dur oflex 改性沥青与岩沥青改性沥青的弹性特征增强、抗车辙能力提高;S BS 改性沥青的弹性比例随着温度的升高而增大,经热老化后的弹性比例减小,但仍强于Dur oflex 改性沥青与岩沥青改性沥青;S BS 改性沥青车辙因子对温度敏感性小于Dur oflex 改性沥青与岩沥青改性沥青。
此外,采用现行Su 2per pave 胶结料分级标准,对S BS 改性沥青的分级较为合适,而对Dur oflex 改性沥青和岩沥青改性沥青可能过于苛刻。
[关键词]改性沥青;粘弹性;相位角;车辙因子[中图分类号]U 416.26 [文献标识码]A [文章编号]1002—1205(2008)04—0079—05The Evul ati on and Analysis of SeveralM odi fi ed Asphalt onViscoel asti city and Hi gh Te mperature PerformanceSUN Yanna,L IL i han(Key Laborat ory of Road and Traffic Engineering of the M inistry of Educati on ,Tongji University ,Shang 2hai 201804,China ) [Abstract]The Dur oflex modified as phalt 、r ock modified as phalt and S BS modified as phalt that both of bef ore and after ageing are test at different te mperature by use of dyna m ic shear rheol ogical,using the index of phase angle and rute divis or t o evaluate the viscoelasticity 、rutting resistance perfor mance and te mperature suscep tibility.The result confir m that:Dur oflex modified as phalt and r ock modified as phalt can i m p r ove the elatic and rutting resistance perf or mance,and the effect increase as the modified additive increase and decrease as the te mperature increase .After aging,both of the viscoelasticity and rutting re 2sistance perf or mance of Dur oflex modified as phalt and r ock modified as phalt can be enhanced;The elastic of S BS modified as phalt increase as the te mperature increase ,and decrease after aging,but still better than Dur oflex modified as phalt and r ock modified as phalt;The te mperature suscep tibility of rut divisi on of S BS modified as phalt is s maller than that of Dur oflex modified as phalt and r ock modified as phalt .Futher more,the p resent super pave grading standard of as phalt binder is app ly t o S BS modified as phalt,but more sever t o Dur oflex modified as phalt and r ock modified as phalt .[Key words]modified as phalt;viscoelasticity;phase angle;rut divis or0 前言由于近年道路交通流量的迅猛增长,货车轴载的大大增加以及交通渠化等因素的影响,现代交通对沥青路面的高温抗车辙能力的要求进一步加强,而采用高质量的沥青材料或改性沥青成为提高沥青路面质量的主要技术措施之一。
各改性沥青性能评价和参数分析
各改性沥青性能评价和参数分析摘要：在表征改性沥青的黏弹特性时，推荐采用车辙因子和复数模量来凸显改性剂的贡献。
文章采用了DSR流变仪的温度扫描来测试黏弹特性指标，分析了SBS沥青、AR沥青等不同的改性沥青。
这些测试旨在探究沥青的性能，以及其复数模量与车辙因子参数之间的相关性。
在试验中发现，改性沥青在实际道路铺筑上明显具有更大优势。
同时，还发现一次函数的线形关系在车辙因子和复数剪切模量之间体现，效果明显。
所以此次的研究指导意义在于有助于道路工程提高质量、延长使用期限。
关键词：道路工程；动态剪切流变仪；改性沥青；流变指标；路用性能0 引言改性沥青同时具有弹性和黏性的综合特点。
在温度、荷载改变的外界，沥青表现出来的性质就都不一样。
黏性使沥青能产生持久的形变，而弹性则使其能够恢复部分或全部形变。
路面的使用体验感和寿命受制于这种特性。
因此，优化黏弹性是提升道路性能的关键。
车辙因子和复数模量是评估黏弹性的常用指标[1]。
车辙因子是衡量沥青抵抗永久变形能力的指标，即高温性能；复数模量是评估沥青力学特性的关键参数，能够反映沥青的疲劳性能和应变分布情况[2]。
本文通过DSR温度扫描研究样品的物理性能随着温度的变化，研究不同改性沥青的改性效果和参数相关性，有助于道路工程提高质量、延长使用期限。
1 温度扫描测试沥青的流变性能DSR的温度扫描，是一种剪切模式[3]。
不同测试温度下，相位角δ和复数模量G*会随之起到一定的变化。
如图 1图 2，所示，左边是T-δ曲线;右边是T- G*曲线。
因为要保证试验的一致性，温度变化都是从40摄氏度升温到160摄氏度。
图 1各沥青的T-δ曲线（左）、T- G*曲线（右）图 2各沥青的T-δ曲线（左）、T- G*曲线（右）图 1图 2表明，所有沥青的G*都会因为温度升高而降低，体系黏弹性能减弱，但中高温状态下，复数模量呈现出来TB胶粉改性性能强；高温状态下，复数模量呈现出来SBS的改性效果更明显。
T315-04 用动态剪切流变仪(DSR)测量沥青胶结料的流变性质标准试验方法
表1 性质 温度 频率 扭矩 位移角
控制和数据采集系统要求
精度 0.1℃
1% 10mN·m 100μrad
6.2 试件模具(选择) ——用硅橡胶模制备沥青胶结料试件，模具直径大致与上面的试验板 相同，深度一般为试验间隙宽度的 1.5 倍，图 2。
图 2 硅橡胶模 6.3 试件修整刀——直刃，宽度至少为 4 mm 的试件修整刀。 6.4 擦拭材料——清洁棉布、纸巾、棉花签或其他用于擦拭试件板的合适的材料。 6.5 清洁溶剂——矿物油溶剂、柑橘提炼物溶剂、矿物精剂、甲苯或其他类似溶剂用于清 洁试板，丙酮将去除试板板上的溶剂残留物。 6.6 基准温度计——作为试验室保持温度标准的 NIST 溯源的玻璃管液体温度计或 NIST 溯 源的数字式温度计作为试验室温度标准。 6.7 玻璃管液体温度计——NIST 溯源玻璃管液体温度计，具有合适的范围和分度值为 0.1
3.2.8 储藏剪切模量（storage shear modulus）（ G′）——复数剪切模量乘以用度表示的 相位角的余弦值。它代表复数模量的在相位中的成分，是在荷载循环中储存能量的量度。
3.2.9 平行板几何形状（parallel plate geometry）——指试样夹在两个相对刚性的平行 板之间并受到振荡剪切的试验几何形状。
3.2.4 模拟试件（dummy test sample ）——在动态剪切流变仪（DSR）试验板中成形的 沥青胶结料或其他聚合物试件，用于测量板ห้องสมุดไป่ตู้沥青胶结料的温度。3.4.1 模拟试件用于单独 确定温度修正。
3.2.5 加载周期（loading Cycle）——试样在选定的频率和应力或应变水平下一个单位 的循环周期。
2.3 德国工业规范标准 43760 热电偶标定标准