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（G∗）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。G∗/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。G′=G∗×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；。G′=G∗×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G∗/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

而言的。当前国际上代表性的黏度试验方法有：使用旋转（Brookfield）黏度计测定非牛顿材料流变特性的测试方法（ASTM D2196-99）；使用旋转黏度计测定黏度的标准方法（AASHTO TP48-97）；Brookfield黏度计测定非填充沥青的黏度试验方法（ASTM D4402）等。目前国内大多采用的是Brookfield黏度计测定橡胶沥青黏度方法，其具体操作如下：（1）选取SC4－27号转子。

（2）在橡胶沥青保温达到30min以后，进行试验选用尽量大的转速，在扭矩为70%以下时，改选用较大转速，直到橡胶沥青的黏度相对稳定，一般需要10min左右。

（3）在橡胶沥青的黏度稳定后，改变转子的转速，测定扭矩在10%～100%范围内的四个以上转速的黏度。由于转数对黏度有一定的影响，在选用转速时，先测试较大的转速然后慢慢减小转子的转速。

（4）每选用一个转速，须稳定3min以上，并观察黏度值的变化趋势，如果数据继续减小须延长稳定时间。在黏度稳定后，取采集的最后6个点（间隔15或10s）的平均值（最后1min的平均值）作为测试的黏度值。

（5）分别求取每个转速下黏度的对数、转速的对数和扭矩对数，绘制对数黏度－对数扭矩；对数黏度－对数转速关系曲线，并进行直线回归，相关系数在0.96以上。根据需要用插值法求取20rmp时黏度和50%扭矩的黏度。