T313-04 用弯曲梁流变仪测量沥青胶结料的弯曲蠕变劲度的标准试验方法
BBR弯曲梁流变仪技术参数
BBR弯曲梁流变仪技术参数
1.满足或超过ASTM，AASHTO SHRP暂行规范关于沥青胶结料弯曲蠕变试验标准
2.半导体制冷弯曲梁流变仪根据现行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
3.数据采集自己完成并通过RS-232接口传给计算机
4.标准的RS-232计算机接口（不需要内插电路板）；
5.实验室环境下，制冷温度不高于-36℃；
6.控温精度在0.03℃以内；
7.仪器测量试件变形精确度0.155微米，力的精确度在0.147毫牛（0.015克）以内；
8.可测量梁的荷载范围：0-45g
9.空气压力控制通过4个气体压力调节器，允许操作者调节主线压力、气体轴承压力、使加荷轴变“零”的压力以及加荷的压力。
10.磁性搅拌棒在冷却浴的底部循环冷却保证温度在浴中的均匀分布, 搅拌棒的速度可调。
SHRP实验原理与弯曲流变仪(DSR)使用方法
Dynamic Shear, TP5: G*/sin , Min, 2.20 kPa Test Temp @ 10 rad/sec, C
PAV Aging Temp, Cd
沥青混合料弯曲试验
沥青混合料弯曲试验一、目的与适用范围1.1本方法适用于测定热拌沥青混合料在规定温度和加载速率时弯曲破坏的力学性质。
试验温度和加载速率根据有关规定和需要选用，如无特殊规定，采用试验温度为15℃±0.5℃；当用于评价沥青混合料低温拉伸性能时，采用试验温度-10℃±0.5℃，加载速率宜为50mm/min。
采用不同的试验温度和加载速率时应予注明。
本方法适用于由轮碾成型后切制的长250mm±2.Omm、宽30mm±2.Omm、高35mm±2.Omm的棱柱体小梁，其跨径为200mm±0.5mm;当采用其他尺寸时，应予注明。
二、仪具与材料技术要求2.1万能材料试验机或压力机：荷载由传感器测定，最大荷载应满足不超过其量程的 80%且不小于量程的20%的要求，宜采用1kN或5kN，分辨率0.01kN。
具有梁式支座，下支座中心距200mm，上压头位置居中，上压头及支座为半径10mm的圆弧形固定钢棒，上压头可以活动与试件紧密接触。
应具有环境保温箱，控温准确至±0.5℃，加载速率可以选择。
试验机宜有伺服系统，在加载过程中速率基本不变。
2.2跨中位移测定装置：LVDT位移传感器。
2.3数据采集系统或X-Y记录仪：能自动采集传感器及位移计的电测信号，在数据采集系统中储存或在记录仪上绘制荷载与跨中挠度曲线。
2.4恒温水槽：用于试件保温，温度范围应满足试验要求，控温准确至±0.5℃。
当试验温度低于0℃时，恒温水槽可采用1：1的甲醇水溶液或防冻液作冷媒介质。
恒温水槽中的液体应能循环回流。
2.5卡尺。
2.6秒表。
2.7温度计：分度值0.5℃。
2.8天平感量不大于O.lg。
其他：平板玻璃等。
三、方法与步骤3.1准备工作3.1.1采用本规程T 0703沥青混合料轮碾成型的板块状试件，用切割法制作棱柱体试件，试件尺寸应符合长250mm±2.Omm、宽30mm±2.Omm、高35mm±2.Omm的要求。
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
弯曲蠕变劲度测定法
JTG E20沥青弯曲蠕变劲度试验，又称弯曲梁流变仪法，是用于测定沥青混合料在规定温度和加载速率下的弯曲蠕变性能的一种试验方法。该试验旨在评估沥青混合料的劈裂破坏或处于弹性阶段时的力学性能，为沥青路面结构设计和评价低温抗裂性能提供重要依据。本文将介绍该试验的具体方法与步骤、试件制备、试验步骤以及试验系统的参数和性能。
4.安装模具，用O形橡胶环将模件紧紧捆在一起。
5.安装结束后，将模具放在室温下等待浇注沥青。
2.试验步骤
1.试件脱模后，将试件放入达到试验温度的恒温浴中，保持60min±5min后，将试件安放在支架上，保持恒温浴温度在试验温度±0.1℃内。
2.输入试件资料、试验荷载、试验温度等有关信息到计算机中。
3.手动施加一个35mN土10mN的接触荷载，确保施加荷载时间不能大于10s，并保证试件和荷载头之间的接触。
4.激活自动试验系统，加载过程包括施加初始荷载、维持低荷载、再次施加试验荷载和卸载。
5.卸去试验荷载并返回到35mN士10mN的接触荷载，移走试件进行下一个试验。
3.沥青弯曲蠕变试验系统计算方法
1.从试验时间一跨中挠度曲线上按试验数据采样频率读取不同时间t1的跨中挠度d1。
2.在试验数据的稳定期内，读取直线段起点及终点的时间及变形（t1、d1及t2、d2）。
1.方法与步骤
1.1准备工作
1.打开软件、加载和数据采集系统，按照操作说明书操作。
2.选择试验温度并将浴液的温度调节到所选温度，确保温度恒定到试验温度士0.1℃。
3.打开空气轴承，调节加载轴使其在垂直路径约中间点处自由漂浮。
4.调节负载设置，放置厚度为6.4mm的不锈钢梁在支架上，调节相关按钮，使接触荷载达到35mN±10mN。
沥青混合料低温性能弯曲蠕变实验分析
2019.06科学技术创新-135-沥青混合料低温性能弯曲蠕变实验分析吉鑫（重庆交通大学土木工程学院，重庆400041）摘要：对沥青混合料的低温抗裂性能的研究已经取得了很大的发展，最常用的试验手段为0咒弯曲蠕变试验，该试验方法采用蠕变速率为主要评价指标。
在研究过程中，该实验内容被不断完善和补充，新参数被引入，以判别混合料低温破坏类型，不仅能够对沥青混合料的低温抗裂性能进行分析，而且能够预估其承受更低温度的能力。
可利用Burgers模型研究低温条件对沥青混合料粘弹性的影响，以及造成的低温抗裂性变化。
关键词：弯曲蠕变；蠕变速率;低温性能;粘弹性中图分类号:U414文献标识码：A文章编号:2096-4390（2019）06-0135-02低温开裂是沥青路面使用中最常见的病害之一，也是沥青混合料路面更加广泛应用中需要改善的使用性能之一。
美国公路战略研究计划（SHRP）曾经提出4中研究沥青混合料低温性能的主要方法，包括温度应力试验、收缩系数试验、断裂力学J-积分和C''-线性积分;经过大量试验，最终认为温度应力试验在该四种方法中模拟沥青路面在低温下的收缩过程的效果最好，因此筛选出该方法作为判断沥青混合料的低温性能的最佳选择。
在“八五”科技攻关“道路沥青与沥青混合料的路用性能”专题研究中，我国提出了“0T弯曲蠕变试验”以及以沥青混合料的“蠕变速率”作为沥青混合料的低温抗裂性能评价指标。
相比较下，低温弯曲蠕变试验的可行性更高，模拟变形与实际情况更为相符。
但在进行0T弯曲蠕变试验时，恒定应力水平（01, IMPa）不具有普遍适用性,采用的应力水平应在该应力水平的基础上根据级配类型和沥青品种进行适当调整，否则会得到错误的结论。
1弯曲蠕变试验沥青混合料是一种粘弹性材料，蠕变是其一种基本变形性质，是关于时间和应力、应变的关系。
大量研究表明，沥青混合料的流动与应力、应变和时间相关，可将其规律归纳为三者的关系函数。
沥青混合料的老化及测试方法
沥青混合料的老化及测试方法1.沥青老化实验方法短期老化（STOA）美国SHRP研究根据以往沥青混合料短期老化方法的研究提出了3种方法，分别是：烘箱老化法、延时拌和法、微波加热法。
从模拟施工条件、易于使用、设备投资费用等方面的考虑，烘箱加热法被认为是室内模拟沥青混合料短期老化最有效的方法，温度和加热时间是烘箱加热法控制沥青混合料老化程度的重要条件。
短期烘箱加热法(Short-Term Oven Aging，简称STOA)：将松散混合料置于135℃±1℃的强制通风烘箱内加热4 h±5 min进行短期老化。
通过进行大量的实际沥青路面钻取芯样与按烘箱短期方法制成试件的回弹模量试验比较，结果证明了松散沥青混合料4h135℃的烘箱老化过程代表了沥青混合料在施工阶段的一个平均老化水平。
长期老化（LTOA）SHRP研究总结了以往研究成果提出了3种方法：三轴压力室内的加压氧化处理、长期烘箱加热老化、红外线(紫外线)处理。
从体现野外条件、易于实施、试验设备成本以及对沥青混合料性能变化的敏感性方面考虑，长期烘箱加热老化和加压氧化处理被认为是适合模拟沥青路面长期老化的有效方法。
将经过短期老化后的成型试件放置于强制通风烘箱内，以85℃的温度进行为期5 d的长期老化。
长期烘箱加热法(Long-Term Oven Aging，简称LTOA)：将经过短期老化后的成型试件放置于强制通风烘箱内，以85℃的温度进行为期5 d的长期老化。
也可采用100℃的温度进行为期2 d的长期老化，两者达到的老化效果基本一致，但是从实际操作来看，100℃的高温下可能会使某些类型的试件发生严重变形。
旋转薄膜烘箱老化(RTFO)按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ 052-2000)中沥青旋转薄膜加热试验(T0610-1993)的要求对所选改性沥青进行RTFOT老化，试验温度163℃，老化试验时间分别为160min(两周期)，310min(四周期)。
jtge20t0627-2011
T0627-2011沥青弯曲蠕变劲度试验(弯曲梁流变仪法)1 目的与适用范围1.1 本方法用弯曲梁流变仪测定沥青的弯曲蠕变劲度和m值。
测量的弯曲蠕变劲度范围为20~1000MPa。
1.2 本方法适用于原样沥青、压力老化后的沥青和薄膜烘箱(或旋转薄膜烘箱)后的老化沥青。
1.3 根据本方法进行试验时，若试件的形变大于4mm或小于0.08mm时，试验结果无效。
2 仪具与材料技术要求2.1 弯曲梁流变仪试验系统由以下几部分组成：2.1.1 带有试件支架的加载框。
2.1.2 将试件保持在试验温度下并提供浮力以抵消试件重力的恒温浴。
2.1.3 计算机控制和数据自动采集系统元件。
2.1.4 试样梁模具。
2.1.5 检量和校正系统的梁。
2.2 试验系统基本技术要求和参数2.2.l 加载框：由一套试件支架、加载轴、荷载传感器、荷载调零装置、加载装置及位移测量传感器等组成。
示意图如图T0627-1所示。
2.2.2 加载系统：能向试件施加35mN±5mN的接触荷载，试验过程中将试验荷载保持在980mN±50mN以内。
技术要求如下：1)加载系统要求：试验荷载的升压时间应不少于5s。
开始试验时系统在0.5~5s 内将接触荷载从35mN±5mN增加到初始试验荷载980mN±50mN，此时试验荷载应稳定在平均试验荷载±50mN之内，之后稳定在平均试验荷载±10mN。
2)加载轴：带有半径为6.3mm±1.3mm球形接触点。
3)荷载传感器：用来测量初始接触荷载和试验荷载。
最小量程应不小于2.00N，分辨率不小于2.5mN。
4)线性差动式位移传感器(LVDT)：量程不小于6mm，分辨率不小于2.5μm。
5)试件支架：接触半径为3.0mm±0.3mm由不锈钢或其他防腐蚀金属制成的支架。
2.2.3 温度传感器：测量范围为0~-36℃，精确至±0.1℃。
T316-04 用旋转黏度计测定沥青胶结料黏度标准试验方法
T316-04用旋转黏度计测定沥青胶结料黏度标准试验方法1适用范围本测试方法概述了用M320和R29方法所指定的旋转黏度计对沥青胶结料在60℃～200℃时进行黏度测量的步骤。
1.2本标准可能包含危险材料、操作和设备。
本标准并不能强调关于使用时的所有安全问题。
在使用本标准之前，使用者有责任采用合适的安全和健康实践，并确定其使用的规则限制。
2参考文件AASHTO标准：M320沥青胶结料性能分级规范R29沥青胶结料性能分级和验证T40沥青材料取样方法ASTM标准：C670为准备建筑材料试验方法的精密度和偏差报告的实践E1ASTM温度计规格3术语黏度（viscosity）—施加的剪切应力和剪切速率的比值被称作黏度常数。
该常数是液体的一个流动阻力测量结果。
它通常称作黏度。
黏度的国际单位SI是帕斯卡秒（Pa·s）。
4方法概要本试验方法可用于测量沥青在应用温度时的粘度。
测量扭矩时要求纺锤体转子浸入恒定温度的沥青样品中保持一个恒定的旋转速率，以测量旋转的相对阻力。
扭矩和速度用于确定胶结料粘度，以帕斯卡秒（Pa•s）表示。
5意义和应用5.1本测试方法可用于沥青在应用温度时表观黏度测量。
5.2在高温下测定的黏度可以用于判断沥青胶结料在炼油厂、储罐或沥青拌和厂是否可以运输和泵送。
从本方法所测试的黏度可以用于黏温曲线绘制进而预测混合料设计中热拌沥青混合料的拌和与压实温度。
6仪器6.1烘箱——一个可以具有维持从室温至260℃中任何设定温度精度为±3℃的烘箱。
6.2温度计——温度计量程范围60～200℃，分度为0.2℃。
6.3天平——用于称量沥青重量天平，2000g量程，分度0.1g。
6.4用于测量不同黏度的不同尺寸的纺锤体转子。
6.5旋转黏度计可以在选定的转子完全浸入在设定测试温度的沥青及在所选定的恒定转速下测量扭矩，并可以自动显示帕斯卡秒黏度。
6.6温度控制器——一个比例温度控制器可以在测试温度范围60～165℃或更高，维持试验温度在±1℃范围。
沥青混合料试验规程
目录（弯曲梁流变仪法）一、目的与适用范围本方法用弯曲梁流变仪测定沥青的弯曲蠕变劲度和m值。
测量的弯曲蠕变劲度范围为20～1OOOMPa。
本方法适用干原样沥青、压力老化后的沥青和薄膜烘箱（或旋转薄膜烘箱）后的老化沥青。
根据本方法进行试验时，若试件的形变大于4mm或小于0.08mm时，试验结果无效。
二、仪具与材料弯曲梁流变仪试验系统由以下几部分组成：2.2.2加载系统：能向试件施加35mN ±5mN 的接触荷载，试验过程中将试验荷载试验系统基本技术要求和参数2.2.1加载框：由一套试件支架、加载轴、荷载传感器、荷载调零装置、加载装置及位移测量传感器等组成。
示意图如图T0627-1所示。
保持在980mN ±50mN 以内。
技术要求如下：1）加载系统要求：试验荷载的升压时间应不少于5s 。
开始试验时系统在～5s 内将接触荷载从35mN ±5mN 增加到初始试验荷载980mN ±50mN ，此时试验荷载应稳定在平均试验荷载±50mN 之内，之后稳定在平均试验荷载±10mN 。
2）加载轴：带有半径为6.3mm ±1.3mm 球形接触点。
3）荷载传感器：用来测量初始接触荷载和试验荷载。
最小量程应不小于，分辨率不小于。
4）线性差动式位移传感器（LVDT ）：量程不小于6mm ，分辨率不小于μm 。
5）试件支架：接触半径为3.0mm 士0.3mm 由不锈钢或其他防腐蚀金属制成的支架。
2.2.3温度传感器：测量范围为0～-36℃，精确至士O.1℃。
2.2.4恒温浴：在-36～0℃范围能将浴内各点温度保持在试验温度±0.1℃。
2.1带有试件支架的加载框。
2.1将试件保持在试验温度下并提供浮力以抵消试件重力的恒温2.1计算机控制和数据自动采集系统元件。
2.1试样梁模具。
2.1检量和校正系统的梁。
图T0627-1弯曲梁流变仪示意图1-温度传感器;2-沥青试件;3-控制与数据采集；4-位移传感器; 5-加载轴;6-空气轴承;7-荷载传感器;8-水槽;9-试件支架2.2.5数据采集系统分辨率：最小荷载，最小形变为和最小恒温浴内温度变化为±0.1℃。
T314-02 直接拉伸(DT)测定沥青胶结料断裂性质标准测试方法
T314-02直接拉伸（DT）测定沥青胶结料断裂性质标准测试方法1适用范围1.1本方法叙述了用直接拉伸试验来测定沥青胶结料的破坏应变和破坏应力的方法。
该方法可用于未老化或用T240（RTFOT）和R28（PAV）老化的材料。
用于试验的仪器的温度范围在+6～-36℃。
1.2本试验方法的使用对象限于具有小于250μm颗粒的沥青胶结料。
1.3本方法对已超过脆性-延性范围的试件即破坏应变大于10%的试件不适用。
1.4本标准可能包含危险材料、操作和设备。
本标准并不能强调关于使用时的所有安全问题。
在使用本标准之前，使用者有责任采用合适的安全和健康实践，并确定其使用的规则限制。
2参考文献2.1AASHTO标准M320沥青胶结料性能等级规范PP42确定沥青胶结料低温性能等级R28用压力老化容器（PAV）加速老化沥青胶结料T40沥青材料取样方法T240加热和空气对沥青旋转薄膜的影响2.2ASTM标准E1ASTM温度计E4试验机的荷载校验E77温度计的检查和校验E83延伸计的分类和校验2.3德国标准43760标定热电偶标准2.4MIL和ISO标准MIL STD-5545ISO10012-13术语3.1定义沥青胶结料（asphalt binder）——从石油残留物中生产出来的沥青基胶结料，可以是具有或不具有添加颗粒尺寸小于250μm有机材料。
3.2本标准特定的术语3.2.1脆性(brittle)——在直接拉伸试验中脆性破坏形式，指应力一应变曲线是以基本线性方式发展直至破坏点；试件横截面积在没有可察觉的减小的情况下，突然发生断裂破坏。
3.2.2脆性-延性(brittle-ductile)——在直接拉伸试验中脆性-延性破坏形式，指拉伸试验中应力一应变曲线是曲线性，而试件是突然断裂破坏。
断裂前试件横截面积发生有限的减小。
3.2.3延性(ductile)——在直接拉伸试验中延性破坏形式，指试件没有断裂，而是以大的应变的流值形式破坏。
一种基于弯曲梁蠕变试验的沥青抗老化性能表征方法[发明专利]
![一种基于弯曲梁蠕变试验的沥青抗老化性能表征方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/6fbbe82f5fbfc77da369b138.png)
专利名称：一种基于弯曲梁蠕变试验的沥青抗老化性能表征方法
专利类型：发明专利
发明人：郭兆民,徐萌
申请号：CN202011366962.0
申请日：20201127
公开号：CN112557291A
公开日：
20210326
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种基于弯曲梁蠕变试验的沥青抗老化性能表征方法。
当沥青样品经实验室模拟长期老化后弯曲梁流变仪检测的蠕变劲度S值与原样沥青S值比值＞1.5时，认为该沥青样品抗老化性能较差，当沥青样品经实验室模拟长期老化后弯曲梁流变仪检测的蠕变劲度S值与原样沥青S值比值在1.2～1.5之间时，认为该沥青样品抗老化性能良，当沥青样品经实验室模拟长期老化后弯曲梁流变仪检测的蠕变劲度S值与原样沥青S值比值＜1.2时，认为该沥青样品抗老化性能优。
申请人：江苏一诺路桥工程检测有限公司
地址：212002 江苏省镇江市镇江新区丁卯经十五路99号科技园研发区8号楼
国籍：CN
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T313-04 用弯曲梁流变仪测量沥青胶结料的弯曲蠕变劲度的标准试验方法
T313-04用弯曲梁流变仪测量沥青胶结料的弯曲蠕变劲度的标准试验方法1适用范围1.1本试验方法用弯曲梁流变仪测量沥青胶结料的挠曲蠕变劲度或柔量。
本方法适用于挠曲劲度范围为20MPa～1G（蠕变柔量值的范围为50nPa–1～1nPa–1）的材料，被测材料是未老化的沥青或T240(RTFOT)和/或R28(PAV)得到的老化沥青。
试验设备的操作温度范围为（-36～22）℃。
1.2当根据本试验方法进行试验时，若试验样品的挠曲大于4mm或小于0.08mm时试验结果无效。
1.3本标准可能包含危险材料、操作和设备。
本标准并不能强调关于使用时的所有安全问题。
在使用本标准之前，使用者有责任采用合适的安全和健康实践，并确定其使用的规则限制。
2参考文件2.1AASHTO标准M320沥青胶结料性能分级R28用压力老化容器加速沥青胶结料老化T40沥青材料取样T240加热和空气对沥青旋转薄膜的影响（旋转薄膜烘箱试验）2.2ASTM标准C802进行试验室间试验项目以确定建筑材料试验方法精密度的方法E77温度计的检查和校验E220用比对技术标定热电偶的方法2.3DIN标准43760铂电阻温度计3名词术语3.1定义3.1.1沥青胶结料(asphalt binder)——以石油渣油生产的沥青为基础，添加或未添加非颗粒有机改性剂的胶结材料。
3.1.2物理硬化(physical hardening)——沥青胶结料物理硬化是由当沥青在低温贮藏条件下时，发生的随时间增加的劲度，由这个增加的劲度而导致的物理硬化可随温度L高而发生可逆。
3.2本标准的特殊术语的定义3.2.1弯曲蠕变(flexural creep)——在一个沥青胶结料棱柱形简支梁上，在梁中点作用一恒定荷载，测量梁中点随加载时间而发生的变形。
3.2.2测量的挠曲蠕变劲度(measured flexural creep stiffness),S m(t)——测量的最大弯曲应力除以测量的最大弯曲应变所得到的比率。
沥青弯曲蠕变劲度试验介绍
沥青弯曲蠕变劲度试验介绍
孙辉宇
【期刊名称】《黑龙江交通科技》
【年(卷),期】2018(41)6
【摘要】在寒冷地区,沥青低温开裂问题尤为普遍,为此SHRP计划通过沥青弯曲蠕变劲度(BBR)试验进行控制沥青在低温环境下的性能.该文重点介绍沥青弯曲蠕变劲度试验原理、试验方法,并通过试验案例,用数据简单直接的表明弯曲梁流变仪蠕变劲度S和蠕变速率m值,进而进行沥青低温性能评价.
【总页数】2页(P18,20)
【作者】孙辉宇
【作者单位】黑龙江省森斯特森工程检测有限公司,黑龙江哈尔滨150028
【正文语种】中文
【中图分类】U416.217
【相关文献】
1.改性沥青低温弯曲蠕变性能试验研究
2.砂粒式防水沥青混合料低温弯曲蠕变试验分析
3.沥青混合料弯曲蠕变试验控制系统的设计
4.基于抗裂性能的沥青混合料低温弯曲蠕变试验
5.基于逐级加载的弯曲蠕变试验分析沥青混合料低温开裂性能
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T313-04用弯曲梁流变仪测量沥青胶结料的弯曲蠕变劲度的标准试验方法1适用范围1.1本试验方法用弯曲梁流变仪测量沥青胶结料的挠曲蠕变劲度或柔量。
本方法适用于挠曲劲度范围为20MPa～1G（蠕变柔量值的范围为50nPa–1～1nPa–1）的材料，被测材料是未老化的沥青或T240(RTFOT)和/或R28(PAV)得到的老化沥青。
试验设备的操作温度范围为（-36～22）℃。
1.2当根据本试验方法进行试验时，若试验样品的挠曲大于4mm或小于0.08mm时试验结果无效。
1.3本标准可能包含危险材料、操作和设备。
本标准并不能强调关于使用时的所有安全问题。
在使用本标准之前，使用者有责任采用合适的安全和健康实践，并确定其使用的规则限制。
2参考文件2.1AASHTO标准M320沥青胶结料性能分级R28用压力老化容器加速沥青胶结料老化T40沥青材料取样T240加热和空气对沥青旋转薄膜的影响（旋转薄膜烘箱试验）2.2ASTM标准C802进行试验室间试验项目以确定建筑材料试验方法精密度的方法E77温度计的检查和校验E220用比对技术标定热电偶的方法2.3DIN标准43760铂电阻温度计3名词术语3.1定义3.1.1沥青胶结料(asphalt binder)——以石油渣油生产的沥青为基础，添加或未添加非颗粒有机改性剂的胶结材料。
3.1.2物理硬化(physical hardening)——沥青胶结料物理硬化是由当沥青在低温贮藏条件下时，发生的随时间增加的劲度，由这个增加的劲度而导致的物理硬化可随温度L高而发生可逆。
3.2本标准的特殊术语的定义3.2.1弯曲蠕变(flexural creep)——在一个沥青胶结料棱柱形简支梁上，在梁中点作用一恒定荷载，测量梁中点随加载时间而发生的变形。
3.2.2测量的挠曲蠕变劲度(measured flexural creep stiffness),S m(t)——测量的最大弯曲应力除以测量的最大弯曲应变所得到的比率。
3.2.3估计的挠曲蠕变劲度(estimated flexural creep stiffness),S(t)——由在8.0s,15.0s,30.0s,60.0s,120.0s和240.0s处测量的劲度的对数与时间的对数之间的多项式得出的蠕变劲度。
3.2.4挠曲蠕变柔量(flexural creep compliance),D(t)——用最大弯曲应变除以最大弯曲应力得到的比率。
挠曲蠕变柔量D(t)是挠曲蠕变劲度S(t)的倒数。
D(t)通常用于黏弹性研究，而S(t)过去曾经在沥青技术中使用。
3.2.5m值(m-value)——劲度的对数与时间对数曲线的斜率的绝对值。
3.2.6接触荷载(contact load)——在试验中试件和荷载轴之间要维持正确接触所需的荷载；（35±10）mN3.2.7就位荷载(seatting load)——要求1s时间使梁就位的荷载；（980±50）mN3.2.8试验荷载(test load)——在测试材料劲度中所要求240s内的荷载；（980±50）mN3.2.9试验调零时间(testing zero time),秒——信号从零荷载调节阀（接触荷载）到试验荷载调节阀（试验荷载）传送到电磁阀的时间。
4方法概要4.1弯曲梁流变仪是用来测定简支梁沥青胶结料试件，受固定荷载中点的挠曲变形。
设备仅在荷载模式下操作，变形恢复不予测量。
4.2试件放在控温液体浴中施加240s的恒定荷载。
用计算机数据采集系统监控试验荷载（980±50）mN、试件中点的变形及对应时间。
4.3通过试件的尺寸、跨度和应用荷载时间为8.0s,15.0s,30.0s,60.0s,120.0s和240.0s的荷载计算得到试件中点的最大应力。
试件的最大弯曲应变用相同的试件尺寸和荷载时间的形变计算得到。
上述规定荷载时间下的劲度由最大弯曲应力除以最大弯曲应变得到。
4.4报告0.0s和0.5s时的荷载和变形，以验证试验时全部试验荷载（980±5）mN在第一个0.5s时间内作用的情况。
它不用于计算劲度和m值，也不代表材料性质。
不适当的压力调节阀的操作、不适当的空气轴承压力、空气轴承失效（黏住）和其他因素可能影响荷载上L时间（作用到全部荷载的时间）。
通过报告0.0s和0.5s的信号，试验结果的用户可判断加载的情况。
注1——黏结可以通过在荷载轴在浮动位置时加3g或稍少的荷载观察加荷载时荷载轴是否移动来判断。
5意义和应用5.1试验温度与应用沥青胶结料的地理区域内道路经受的温度有关。
5.2用试验中得到的弯曲蠕变劲度和弯曲蠕变柔量来描述沥青胶结料在试验温度下在线性黏弹性区的低温、应力-应变-时间的响应。
5.3沥青路面的低温收缩开裂性能与沥青混合料中所含沥青的蠕变劲度以及沥青混合料中沥青胶结料的蠕变劲度的对数与时间对数曲线的斜率有关。
5.4蠕变劲度和劲度对数与时间对数曲线的斜率作为AASHTO M320沥青胶结料性能规范指标。
6设备6.1弯曲梁流变仪——弯曲梁流变仪由下列几部分组成：（1）允许浸入恒温水浴的试件支架的荷载框包括试件梁、支座和底座；（2）将试件维持在试验温度下以及能提供浮力以抵消试件的重力的控温液体浴；（3）由计算机控制的数据采集系统；（4）试件膜具；（5）检验和标定系统的附件。
6.1.1荷载框——包括一套样品支架，向试件的中点施加荷载的钝头轴，安装在加荷轴上的荷载传感器，对作用到试件荷载调零的装置，对试件作用恒荷载的装置，装在加荷轴上的变形测量传感器。
设备示意图图1。
图1弯曲梁流变仪示意图6.1.1.1加荷载系统——可向试件施加（35±10）mN的接触荷载和将试验荷载（980±50）mN维持在±10mN精度范围以内，具有荷载系统的能力。
6.1.1.2加荷系统要求——试验荷载的上L时间不应小于0.5s。
上L时间是指接触荷载从（35±10）mN增加到（980±50）mN所需时间。
在上L时间阶段，系统将荷载控制在（980±50）mN。
在0.5～5s期间，试验荷载的精度应该在平均试验荷载的±50mN范围以内，而之后的精度应在平均试验荷载的±10mN范围以内。
6.1.1.3试样支座——试验支承在顶部半径为（3.0±0.30）mm，支承条上部与水平方向斜角45℃（图1）。
支承条由不锈钢（或其他耐腐蚀金属）制成，支承条间距间隔为（102.0±1.0）mm。
支承条支承面积的宽度应为（9.5±0.2）5mm。
这是要求由制模方法产生的试件的边缘不影响试验中跨中变形的测量。
支承应包括2～4mm直径垂直定位栓放于从支承中心距每个试件支承（6.75±0.25）mm处。
此定位栓应放在支承背后以保证试件定在支承中心。
详见图1。
6.1.1.4加载轴——钝头加载轴与荷球形接触点半径（6.25±0.30）mm，连接荷重传感器和变形测量传感器，能施加接触荷载（35±10）mN和使用不同的空气压力或其他如电动液压进行调节，保持试验荷载（980±50）mN精度在±5mN之内。
在上L时间，系统应控制试验荷载应在第一个5s后稳定在±10mN内。
6.1.1.5荷载传感器——荷载传感器的最小能力不应少于2000mN，最小分辨力为2.5mN，它的安装位置与荷载轴在一条线上并且在控温浴的液面以上，用来测量接触荷载和试验荷载。
6.1.1.6线性位移传感器（LVDT）——适合用来测量试件的形变的线性位移传感器或其他合适的器件安装在加载轴向上，它至少能测量6mm试件梁的变形，并且具有不大于2.5μm 的线性分辨力。
6.1.2控温液体浴——能够在－36～22℃范围将液体浴内的各点温度维持在试验温度的±0.1℃范围内。
将试件放入控温浴中时可能会引起液体浴温度从目标温度波动±0.2℃。
因此保温条件下液体浴温度波动±0.2℃是允许的。
6.1.2.1控温浴搅拌器——控温浴搅拌器的目的是维持所需温度的均衡，搅拌产生的液体流不应干扰试验进程，搅拌时振动产生的机械噪声不低于6.1.3和6.1.3.1中规定的灵敏度。
6.1.2.2循环浴（可选择的）——循环浴装置与试验架分离，循环浴泵送液体至试验用的液体浴。
如果用循环浴的话，循环系统产生的振动与试验用的液体浴应该隔离，以保证机械噪声小于6.1.3和6.1.3.1规定的灵敏度。
6.1.3数据采集系统——数据采集系统将荷载分辨到最小2.5mN，试件的形变分辨到最小2.5μm，液体浴温度分辨到最小0.1℃。
当信号发送给电磁阀将零荷载调节阀（接触荷载）转换到试验荷载调节阀（试验荷载）时信号数据采集系统将及时感受该点。
这个时间将作为试验荷载和形变信号的零荷载时间，这个时间作为零时间的参考。
数据采集系统将提供随后在8.0s,15.0s,30.0s,60.0s,120.0s和240.0s的荷载和形变测量的记录。
6.1.3.1信号过滤——消除电子噪声要求荷载和形变数据的数字或模拟信号滤波，否则没有足够精度的数据来满足二阶多项式，从而将影响了m值的可靠度能力。
用低通模拟或数字滤波器对荷载和形变信号进行过滤，以从荷载和形变信号中除去频率超过4Hz的部分。
信号平均值应少于或等于±0.2s的报告时间段。
6.2温度测量设备——标定过的温度传感器应在（-36～22）℃范围内测量准确到0.1℃，温度传感器安装在距试件试件支座中心50mm以内。
注2——用正确标定的铂阻温度计（PRT）或热敏电阻可完成所需温度的测量。
铂电阻温度计（PRT）或热敏电阻的校验可按11.5的内容进行。
为了达到这个目的，建议使用符合DIN 标准43760（A类）的铂电阻温度计。
6.3试件模具——合适的试件模具尺寸应满足：(127±2)mm长；(12.70±0.05)mm宽；(6.35±0.05)mm高的脱模后试件尺寸要求，用铝制长平条加工而成如图2。
6.3.1试模两端的垫块（金属模中用的小垫块）的高度用千分尺进行厚度测量，彼此厚度差不多于0.05mm。
注3——很小的试件厚度误差可能对模量的计算产生大的影响，因为模量的计算是厚度的函数，差异可增加到三次方。
6.4标定和校验步骤——标定和校验BBR要按照下列步骤进行：6.4.1验证测量和标定荷载传感器所需的不锈钢（厚）梁－用于测量系统的验证和标定荷载传感器的不锈钢梁长（127±5）mm、宽（12.7±0.25）mm、厚（6.4±0.1）mm。
6.4.2用于整个系统检查的不锈钢（薄）梁——不锈钢梁的长（127±5）mm、宽（12.7±0.1）mm、厚1.0～1.6mm是BBR生产商报告弹性模量时必须报告的三个重要数据。