动态剪切流变仪.
沥青混合料试验规程
足表 T0628-1 中规定的精度要求。
表 T0628-1 控制和数据采集系统精度要求
测定值
精度
测定值
温度
0.1°c
158
52 T0732 沥青混合料谢伦堡沥青析漏试验
160
53
T0733 沥青混合料肯塔堡飞散试验
162
54
T0752 稀浆混合料湿轮磨耗试验
164
1 沥青弯曲蠕变劲度试验 （弯曲梁流变仪法）
一、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 20～1OOOMPa。
84
T0620 沥青运动粘度试验（真空减压毛细管
27
87
法）
28
T0624 沥青粘韧性试验
90
T0625 沥青旋转粘度试验（布洛克菲尔德粘
29
93
度计法）
30
T0654 乳化沥青与粗集料粘附试验
95
31
T0657 乳化沥青与水泥拌合试验
97
32
T701 沥青混合料取样法
99
33
T0661 聚合物改性沥青离析试验
2 沥青流变性质试验（动态剪切流变仪法）
一、目的与适用范围
1.1 本方法适用于测定沥青的动态剪切模量和相位角。沥青动态
剪切模量测量值的范围 0.1～lOMPa，相应的温度范围为 5～85℃。
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。如用于含有颗粒的沥青，本标准试验
图 T0627-2 试件成型示意图（铝板） 1-醋酸盐塑料;2-0 形橡胶圈;3-沥青样品;4-铝模
2.2.7 不锈钢（厚）梁：长 127mm±2.Omm、宽 12.7mm±0.1mm、 厚 6.4mm 土 0.1mm；不锈钢（薄）梁：长 127mm±0.5mm、宽 12.7mm
基本原理动态剪切仪
沥青路面以其优越的路用性能得到全世界范围内的推广应用．但是近年来，高等级沥青路面在使用早期就出现诸如网裂、剥落和松散等病害并逐步扩展，严重影响行车质量和效益．沥青路面的早期破坏除了设计、施工等方面的原因外，还与沥青的老化密切相关．沥青路面在使用过程中，表层沥青老化后产生脆性，劲度大大增加，破坏应变变小，在冬天容易产生温缩裂缝，导致路面开裂．沥青老化后导致沥青路面的抗疲劳性能下降，路面产生疲劳裂缝．因此研究沥青的抗老化性能，对提高沥青路面使用质量有重的现实意义1.基本理论动态剪切流变仪（Dynamic Shear Rheometer，简称DSR，如图1所示）通过给沥青试样施加一个正弦变化的交变应力，产生一个正弦交变应变力，而这两个应力是有相位差的。
由试验数据得出复数剪切模量*G，相位角δ。
*G即最大剪应力与最大剪应变的比值，是总阻力的表征，它包括实数轴分量'G及虚数轴分量''G，其中：'G称为动力弹性模量，即弹性部分，反映沥青变形过程中储存的能量；''G称为损失弹性模量，即粘性部分，相当于动粘度η产生的损失弹性模量，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。
相位角δ是由于材料粘性成分的影响，对材料输入正弦应力与产生的正弦应变响应不同步，滞后一定相位角产生的，是沥青结合料的弹性与粘性的成分比例指标。
图1动态剪切试验基本原理Fig.1 Principle of operation of DSR粘温指数VTS指的是能够表征粘度η与温度t的关系的一个参数。
其中粘度η可以通过DSR试验数据中的*G、δ及加载频率ω通过式（1）求得：4.86281()sin G ηωδ*= （1） 其中：*G —复数剪切模量；ω—加载频率；δ—相位角。
换算得到粘度后，有四种方法构建粘度-温度坐标系来求得VTS 。
纵坐标都取lgη的对数坐标，横坐标分别为摄氏温度坐标、摄氏温度的对数坐标、兰金式温度的对数坐标、开式温度的对数坐标。
弯曲流变仪(DSR)使用方法及SHRP实验原理
强调疲劳开裂规范要求
胶料原样的疲劳（开裂）因子至多为5000kPa，大于该数值， 则胶料太硬，容易发生疲劳断裂
2.3 沥青性能分级——PG
Report -12 -18 -24 -30 -6 -12 -18 -24 -30
0
-6
-12
-18
-24
-30
-36
-6
-12
-18
-24
-30
-6
-12
-18
-24
-30
2.1 粘性变形——车辙
粘度，T316 最大值，3Pas （3000cP）
动态剪切，T315 G*/sinδ，最小值，1.00kPa 试验温度，@10rad/s，℃
模拟硬化（耐久度特性）
施工
车辙
疲劳开裂
低温开裂 [DTT]
[RV]
路面老化
[DSR]
[BBR]
无老化
RTFO – 老化
PAV – 老化
测试仪器
RV DSR
DTT
BBR
2.动态剪切流变仪测试原理
剪切流动测试抽象模型
基本概念-剪切
A
d b a
面积A = ab 高 = d
假设一个立方体的长宽高分别为a，b，d。
230 135
64
Rolling Thin Film Oven (T 240) or Thin Film Oven (T179) Residue
Mass Loss, Maximum, % Dynamic Shear, TP5: G*/sin , Min, 2.20 kPa Test Temp @ 10 rad/sec, C 52 58
沥青动态剪切流变仪安全操作及保养规程
沥青动态剪切流变仪安全操作及保养规程1. 引言沥青动态剪切流变仪是一种用于测试沥青材料的流变性能的仪器。
正确的操作和保养沥青动态剪切流变仪对保证测试准确性、提高工作效率以及延长仪器寿命都十分重要。
本文档旨在提供沥青动态剪切流变仪的安全操作和保养规程，以确保使用者和仪器的安全，并且得到准确可靠的测试结果。
2. 安全操作规程在操作沥青动态剪切流变仪之前，必须遵守以下安全操作规程：2.1 仪器放置•保证仪器放置在平稳、干燥、洁净、通风良好的场所•避免阳光直射和潮湿环境•避免与腐蚀性物质、振动源或强电源放置在同一位置2.2 电源接入•仅在电源正常、接地可靠的情况下接入电源•使用专用插座，并确保电源线不被压损或过热•强电设备离仪器至少保持1米的距离2.3 操作人员•操作人员必须熟悉仪器的使用说明和安全规程•使用仪器前要求操作人员具备相关的培训和经验，能够独立操作•禁止未经授权的人员操作仪器•操作人员需佩戴适当的防护设备，如手套、护目镜等2.4 仪器检查•使用前检查仪器是否完好无损，如发现损坏或异常情况，应及时停止使用并联系维修人员•定期对仪器进行维护和校准，以保证仪器的准确性和稳定性2.5 样品处理•操作人员应按照测试要求正确处理和准备样品•尽量避免直接接触沥青材料，如需接触应佩戴手套2.6 仪器操作•严格按照操作手册的要求进行操作•禁止对仪器进行未经授权的改动或维修•操作过程中需注意防止任何物体进入仪器内部2.7 紧急情况•发生紧急情况时，操作人员应立即切断电源，并及时向维修人员报告3. 保养规程除了正确操作之外，定期保养沥青动态剪切流变仪也是确保其正常运行和延长使用寿命的关键。
以下是保养规程：3.1 仪器清洁•每次使用后，应及时清洁仪器外壳和工作台面•可使用湿布或中性清洁剂进行清洁，严禁使用有机溶剂、腐蚀性液体等进行清洁3.2 仪器存放•仪器长时间不使用时，应将其存放在干燥、通风的地方•长期存放前，应将仪器上的沥青残留物清除干净，以防止堵塞或损坏仪器3.3 保护仪器•使用绒布或者软布包裹仪器，以防止仪器被尘土或其他物质污染•长时间不使用时，可以使用封套或其他适当的保护措施，保护仪器不受灰尘、潮湿、霉菌等环境影响3.4 定期维护•根据仪器使用频率和制造商的要求，进行定期维护•定期维护包括更换零配件、清洁仪器内部、校准仪器等4. 结论沥青动态剪切流变仪是一种用于测试沥青材料的流变性能的重要仪器。
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。
基本原理动态剪切仪
沥青路面以其优越的路用性能得到全世界范围内的推广应用．但是近年来，高等级沥青路面在使用早期就出现诸如网裂、剥落和松散等病害并逐步扩展，严重影响行车质量和效益．沥青路面的早期破坏除了设计、施工等方面的原因外，还与沥青的老化密切相关．沥青路面在使用过程中，表层沥青老化后产生脆性，劲度大大增加，破坏应变变小，在冬天容易产生温缩裂缝，导致路面开裂．沥青老化后导致沥青路面的抗疲劳性能下降，路面产生疲劳裂缝．因此研究沥青的抗老化性能，对提高沥青路面使用质量有重的现实意义1.基本理论动态剪切流变仪（Dynamic Shear Rheometer，简称DSR，如图1所示）通过给沥青试样施加一个正弦变化的交变应力，产生一个正弦交变应变力，而这两个应力是有相位差的。
由试验数据得出复数剪切模量*G，相位角δ。
*G即最大剪应力与最大剪应变的比值，是总阻力的表征，它包括实数轴分量'G及虚数轴分量''G，其中：'G称为动力弹性模量，即弹性部分，反映沥青变形过程中储存的能量；''G称为损失弹性模量，即粘性部分，相当于动粘度η产生的损失弹性模量，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。
相位角δ是由于材料粘性成分的影响，对材料输入正弦应力与产生的正弦应变响应不同步，滞后一定相位角产生的，是沥青结合料的弹性与粘性的成分比例指标。
图1动态剪切试验基本原理Fig.1 Principle of operation of DSR粘温指数VTS指的是能够表征粘度η与温度t的关系的一个参数。
其中粘度η可以通过DSR试验数据中的*G、δ及加载频率ω通过式（1）求得：4.86281()sin G ηωδ*= （1） 其中：*G —复数剪切模量；ω—加载频率；δ—相位角。
换算得到粘度后，有四种方法构建粘度-温度坐标系来求得VTS 。
纵坐标都取lgη的对数坐标，横坐标分别为摄氏温度坐标、摄氏温度的对数坐标、兰金式温度的对数坐标、开式温度的对数坐标。
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。
DSR规范
T 0628─2011 沥青流变性质试验(DSR)1 目的与使用范围1.1 本方法适用于测定沥青的动态剪切模量和相位角。
沥青的动态剪切模量测量值范围为0.1～10MPa，相应的温度范围为5～85 o C。
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。
如用于含有颗粒的沥青，本标准试验方法只适用于颗粒尺寸小于250μm的沥青。
1.3 通过本方法测得的复合剪切模量和相位角经计算可以确定沥青性能（PG）分级等级。
2 仪具与材料技术要求2.1 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。
其基本原理如图T0628-1所示图T 0628-1 动态剪切流变仪基本原理1-沥青；2-振荡板；3-固定板2.2 试验系统基本技术要求和参数：2.2.1 试验板：两种规格的表面光滑的金属板。
一块直径为8.00mm±0.05mm；另一块直径为25.00mm±0.05mm。
2.2.2 环境室：用来控制试验时试件的温度，通过加热或冷却维持在一个恒定的试件环境。
环境室中加热或冷却试件的介质应为不影响沥青性质的液体或气体。
2.2.3 温度控制器：在5～85 o C温度范围内可将试件温度控制在试验温度±0.1 o C内。
2.2.4 加载设备：可以向试件施加10rad/s±0.，1rad/s频率的正弦振荡荷载。
加载方式可采用应力控制荷载或应变控制荷载。
2.2.5控制利数据采集系统：可记录温度、频率、偏转角和扭矩。
应满足T0628-1中规定的精度要求。
表T0628-1控制利数据采集系统精度要求2.2.6 温度传感器：精度至±0.1 o C。
2.3 试件修整器：刮刀过刀片，用于修整试件。
3 方法和步骤3.1准备工作3.1.1 按本规程T0602的方法制备试样。
加热沥青至足够流动状态，用来浇注试件，原样沥青加热的温度不宜高于135o C，改性沥青加热温度不超过163 o C。
应用动态剪切流变仪(DSR)测试沥青多重应力蠕变恢复试验(MSCR)的标准方法
附录C（规范性附录）应用动态剪切流变仪(DSR)测试沥青多重应力蠕变恢复试验(MSCR)的标准方法C.1 一般规定C.1.1 本方法为在特定温度条件下的动态剪切流变试验，确定沥青试样中可恢复和不可恢复的蠕变柔量。
本实验的样品为旋转薄膜烘箱试验（RTFOT，T0610）后的残留物。
C.1.2 通过可恢复百分率确定基质沥青或聚合物改性沥青的弹性恢复和应力依赖性。
C.1.3 本方法所测数据，需采用国际标准单位。
C.2试验仪器和设备C.2.1 本方法所需设备可按现行标准《公路工程沥青与沥青混合料试验规程》（JTG E20）中T0628方法要求配置。
C.3试验步骤C.3.1 试样条件—试样按照T0610进行旋转薄膜烘箱老化。
C.3.2 试样制备—按T0628要求制备试样，采用Φ25mm板制备多应力蠕变恢复试验试样，并根据要求控制试验温度。
本方法同样适用于根据表13确定RTFOT残余物DSR性能的试样。
当用DSR试样时，试验开始前应有1min的应力松弛时间，当用新试样时，可不要求应力松弛。
C.3.3 试验要求—试样在给定的试验温度下，分别使用两个恒定应力（0.1kPa和3.2kPa）进行蠕变和恢复试验，应力加载持续1s后零应力恢复9s。
试验共经历30个蠕变和恢复循环，其中，0.1kPa应力水平下进行20个循环，随后3.2kPa应力水平下进行10个循环，总共30个循环。
0.1kPa应力水平下的前10个循环用以进行试样条件处理。
在蠕变和恢复循环间无松弛时间和应力改变。
完成两阶段蠕变和恢复试验的总时间为300s。
至少每0.1s记录1次蠕变循环试验中的应力和应变，至少每0.45s1次记录恢复阶段的数据。
在每个蠕变和恢复循环周期中，在第1s时记录应变峰值，第10s时记录恢复应变。
如果DSR没有在指定时间准确记录峰值应变和恢复应变，则先利用先前的数据，使用外推法确定第1s和10s的应变值。
蠕变期的时间偏差不应超过0.1s，恢复期的时间偏差不应超过0.5s。
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20～1OOOMPa。
1.2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。
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。
二、仪具与材料2.1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2.2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 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。
沥青材料的粘度
• 粘度与粘附性之间的关系
粘度与沥青组分的关系
1. 以传统四组分分析方法得出的结果
表中饱和分、芳香分、胶质及沥青质分别以S，Ar，R 和At表示，沥青的平均分子量以M表示。
从表中可以看 出，沥青在120℃， 150℃， 180℃高温 条件的粘度与饱和 分或芳香分、胶质、 沥青质3个参数简单 回归的相关系数都 大于0.9。沥青质和 胶质等重质成分使 高温粘度升高，饱 和分或芳香分等轻 质成分使高温粘度 降低。
参考文献
[1] 周卫峰, 张秀丽, 原健安, 等. 基于沥青与集料界面粘附性的抗剥落剂的开发[J]. 长安大 学学报(自然科学版), 2005(02).
[2] 宋福义. 国内外典型道路沥青抗车辙性能的对比研究[J]. 石油炼制与化工, 2007(04). [3] 吴伟峰, 周灿锋, 陈守明, 等. 乳化沥青恩格拉粘度的影响因素研究[J]. 石油沥青,
恩格拉粘度计法
• 恩格拉粘度计法（煤沥青、乳化 沥青）
原理：
Ev
tT tW
试验步骤：详见《公路工程沥青
及沥青混合料试验规程》（JTG
E20-2011）T0622的相关规定。
影响因素：乳化沥青的存放时间、 搅拌时间、控温精度等。
条件粘度的测试方法
➢ 标准粘度计法
标准粘度计适用于测定液 体石油沥青、煤沥青、乳 化沥青等流动状态时的粘 度。
粘度指标
1.牛顿流型沥青的粘度
根据牛顿内摩擦定律：
F A V
H
= A dv
dy
F （Pa）
A
dv （s1）
(JTGD50-2017)最新公路沥青路面设计规范
弯曲梁流变仪
.
三、设计标准
.
3.0.1 目标可靠度和可靠度指标 表3.0.1 目标可靠度和目标可靠度指标
公路等级 可靠度（%） 可靠度指标β
高速公路 95 1.65
一级公路 90 1.28
二级公路 85 1.04
三级公路 80 0.84
.
5.1.3 路面结构层材料设计参数的确定可分为3个水平（准）：
Your 水平一 text
通过室内试验 实测确定
水平二
ur 利用已有经t验ext
关系式确定
our text
水平三 参照典型数值确定
高速公路和一级公路的施工图设计阶段宜用水平一； 其他设计阶段使用二级和二级以下。
.
5.2.2 路基顶面回弹模量（MPa） 表5.2.2 路基顶面回弹模量（MPa）
结构验算时，无机结合料的弹性模量应乘以结构层 模量调整系数0.5。
.
5.5 沥青混合料类材料 5.5.1~5.5.4 为一般规定 5.5.5 季节性冰冻地区高速公路和一级公路表面层沥青低温性能
应满足下列指标要求： 1.连续10年最低气温平均值作为路面低温设计温度，低温 设计温度提高10℃的试验条件下，弯曲梁流变（BBR） 试验蠕变劲度St≤300MPa，蠕变曲线斜率m ≤0.3
用贯入法测定。
— 目标可靠度指标，反映结构可靠性的大小。
S
— 标准差，又称均方差. S
1
N
N i1
(xi
x)2
.
G * — 动态剪切系数模量，采用动态剪切流变仪（DSR），
60℃，10rad/s（约为0.59HZ），试验确定，G* r max max
基于动态剪切流变仪试验的温拌沥青老化性能研究
基于动态剪切流变仪试验的温拌沥青老化性能研究黄美燕(湖南城建职业技术学院湖南湘潭411101)摘要：为了研究温拌沥青短期老化和长期老化后性能的变化，该文选用Sasobit和3G两种温拌沥青，加入到70#基质沥青和SBS改性沥青，制备相应的温拌沥青，采用动态剪切流变仪DSR，测试不同温拌剂种类及不同掺量的温拌沥青，测试其复数剪切模量G*和相位角δ。
结果表明：Sasobit和3G温拌剂的加入都使沥青短期老化程度降低，Sasobit温拌剂的幅度比3G温拌剂大，且降低幅度随着温度的增大而增大，而3G温拌剂在不同温度下其降低幅度相差无几；长期老化后，Sasobit温拌剂能够使沥青的G*/sinδ值变大，提高沥青的高温性能，3G温拌沥青的高温性能基本不变。
关键词：Sasobit温拌沥青复数剪切模量老化性能中图分类号：U414文献标识码：A文章编号：1672-3791(2022)01(a)-0099-05On the Aging Performance of Warm Mix Asphalt Based onDynamic Shear Rheometer TestHUANG Meiyan(Hunan Urban Construction College,Xiangtan,Hunan Province,411101China)Abstract:The objective of this paper is to study the short-term aging and long-term aging of warm mix asphalt performance changes.In this paper,Sasobit and3Gwarm mix asphalt were used to prepare warm mix asphalt by adding70#base asphalt and SBS modified asphalt,and DSR dynamic shear rheometer was used to test different kinds of warm mix asphalt and different content of warm mix asphalt,the Complex Shear Modulus G*and Phase Angleδwere measured.The results show that the short-term aging degree of asphalt decreases with the addition of Sasobit and3G,and the range of Sasobit is larger than that of3G,after long-term aging,Sasobit can increase the G */Sinδvalue of asphalt and improve the high-temperature performance of asphalt,and the high-temperature per‐formance of3G warm-mix asphalt is basically unchanged.Key Words:Sasobit;Warm mix asphalt;Complex shear modulus;Aging performance截至2020年，我国高速公路里程达16.10万km，其中近90%的路面采用铺筑[1]。
基于流变性能试验的沥青性能评价
69第2卷 第18期Industrial Technology Innovation 基于流变性能试验的沥青性能评价陶 洁（苏交科集团股份有限公司，江苏 南京 210017）摘要：动态剪切流变仪（DSR ）是美国SHRP 计划中提出的用以测试沥青胶结料的中、高温流变性能指标的重要测试设备，基于我国新规范中添加了关于DSR 流变性能试验的部分，本文通过对DSR 试验仪器、试验原理、试验指标等方面对动态剪切流变仪进行简要介绍。
对国内外基于DSR 的改性沥青流变性能研究进行了介绍，同时对DSR 指标的创新和发展进行介绍，提出的新型DSR 指标可以更好地评价沥青流变性能指标。
最终对在道路工程领域下动态剪切流变仪的研究应用和发展进行概述。
关键词：DSR ；道路工程；流变性能指标；应用发展中图分类号：U414 文献标识码：A 文章编号：2096-6164（2020）18-0069-02基于道路运行的实际情况可知，车辆荷载在实际道路路面上是以移动荷载的形式作用的。
而我国现阶段的道路方面的规范中沥青技术指标多是考虑静载条件下。
同时随着国内外道路工程领域研究的不断进步和发展，在试验室研究阶段采用更加精准和合理的指标来进行研究是未来发展的趋势。
其中重要的试验指标便是基于美国SHRP 计划中提出的动态剪切流变仪（DSR）试验仪，试验对沥青的中高温流变性能有着很好的评价，并且以此法为基础的，建立起了一种新型的沥青评价体系。
1 DSR 试验1.1 试验仪器动态剪切流变仪主要由动态剪切流变仪试验机、空气压缩机、水浴箱和与之连接的计算机组成，计算机中的流变仪控制软件进行具体的参数控制。
1.2 工作原理动态剪切流变仪（DSR）是可以测定多类不同种材料流变性能的试验仪器，因美国首先在沥青材料的研究中提出，所以才在道路工程领域有着广泛应用。
其工作的主要原理如图1所示。
仪器主要是将沥青试样放置在下端固定板上而后使上端振荡板下降与沥青接触，通过设定以一定的角速度ω来回转动，转动方向为首先从A 点转到B 点，再从B 点转回A 点；经过A 点到C 点，最后从C 点再转回A 点。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
粘弹性表现的不同方式
G*是反复受剪力后，某种材料抗变形的总量，它由两部 分组成：一部分是弹性（暂时变形），如下图水平轴所示； 另一部分是粘性（永久变形），如垂直轴箭头所示。 δ 是 与水平轴产生的角，表示暂时和永久变形的相对量。在此 例中，尽管两种沥青都具有粘弹性，但沥青2比沥青1有较 多的弹性，因为其δ值较小。通过测定G* 和δ，DSR提供 了沥青在路面工作温度下行为（状态）更完整的描述。
DSR试验设备
工作原理
DSR的工作原理很直观，沥青试样夹在来回振荡 的旋转轴和固定板之间，振荡板（常叫做旋转轴） 从起点A开始转动到B点。振荡板再从B点转回，经 过A点到C点，从C点再转回A点。此运动从A到B到 C，再回到A形成了一个循环，如下图所示
应力应变关系
当力（或剪应力）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，其反应就与瞬间施加的力相一致， 两者间得时间滞后就为零。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，如下图所示。冰冷沥青的 情形就像弹性材料，温度高的沥青就像粘性材料。
动态剪切流变仪简介
动态剪切流变仪（简称DSR)，是研究粘弹性材料
的基本仪器。由于美国战略公路研究计划(SHRP) 在沥青结合料路用性能规范中首次采用DSR评价 沥青结合料的高温性能和中低温疲劳性能，这一仪 器及其关联的研究方法在沥青及沥青混合料的研究 中得到广泛应用。 在SHRP规范中要求对原样沥青，旋转薄膜烘箱老 化（RTFOT）后残留沥青、RTFOT/PAV残留沥 青进行三次动态剪切试验，分别反映高温性能,疲 劳性能，因此是SHRP沥青新标准的精髓。
使用者通常在安装试样前设置间隙，而设置间隙 值是在期望值（1㎜或2㎜）上，增加0.05㎜，在 试验最终修整后，再用微米轮把这0.05㎜的额外 间隙去掉。 试验用的沥青试样直径和DSR的振荡板的直径相 同。准备试样有两种方法： ①沥青以适当的量直接倒向旋转轴，使材料有合 适的厚度。 ②用试模制作沥青试样，然后把沥青试样置于 DSR的旋转轴和固定板之间。
复数剪切模量和相位角
在大多数路面承受交通的温度下，沥青的 状况系，量化了两种状况，提供了为计算两种 沥青胶结料重要特性的必要参数—复数线 切模量（G*）和相位角（δ）
G*是最大剪应力和最大剪应变的比率，施加的应力和由 此产生的应变的时间滞后是相位角δ。对于完全的弹性材 料，相位角δ是零，所有变形都是暂时的。在DSR中，像 沥青这样的粘弹性材料在正常温度下显示的事两个极端状 态之间的应力—应变反应
最大剪应力和最大剪应变的计算
流变仪用来计算最大剪应力和最大剪应变的公式 为
DSR公式示意图如下图所示
温度控制和试样半径、高度
由于沥青胶结料对温度有较大的依赖性，因此流变仪必须 要能精确地控制试样温度。这通常是通过循环流体浴或者 强制空气浴完成。流体浴一般用水环绕试样。温度控制器 使水循环，这样可以精确地调节，使试样温度一直保持在 所需温度。空气浴工作原理同水浴一样，只不过在试验期 间围绕试样的是加热的空气。两个情况的任一种，即其水 温或者气温的控制都必须使整个试样温度一致，变化不应 大于0.1℃。 使用者也不必担心进行这种计算，因为其计算是由流变仪 软件自动完成的。然而，试样的半径是重要因素，因为， G*是半径的4次方关系，所以，对试样仔细地修整是非常 重要的，试样的高度（即两板间的间隙）也是非常重要的， 它受控制设备以及使用者水平的影响很大。
试样准备
夹在旋转轴和固定板之间的沥青试样的厚度，必须谨慎控 制，此合适的厚度是通过旋转轴和固定板之间的间隙调节 得到的。必须在安装沥青试样之前，即对此间隙进行设定。 间隙设定是将旋转轴和固定板安装好，在试验温度时设定。 间隙通过微米轮调节。微米轮是渐进式的，通常以微米为 单位。旋转微米轮可以给旋转轴和固定板的相对位置精确 到位。有些流变仪，是把旋转轴向下调节，而有的流变仪 是把基板向上调节。间隙的大小取决于试验温度和沥青的 老化条件。 未老化和RTFO老化的沥青的沥青，试验温度为46℃或 者更高的温度，要求用1㎜的小间隙。PAV老化的沥青和 中等试验温度的（4~40 ℃ ），要求采用2 ㎜的大间隙， 两种旋转轴的使用，与上同理。高温试验需要大旋转轴 （25 ㎜），中等测试温度需要小旋转轴（8 ㎜ ）.
采用第一种方法，需要有合适的沥青用量的经验。材料既 不能过多，也不能过少。如果太少，试验就不准确；如太 多，则要求过多的试样修整。 采用第二种方法，需要把沥青加热到有足够的流动性，以 便浇注。先把加热过的沥青倒进硅橡胶模，待冷却到足够 的坚硬，把沥青试样从模中取出。然后，把沥青置于 DSR的固定板和旋转轴之间。和以前一样，超出旋转轴 边缘的沥青要修整掉。
试样修整后，试样准备工作的最后一步是消除旋 转轴和固定板0.05㎜的间隙。这样，紧接着旋转 轴边缘就有一个明显的,轻微的凸出，如下图所示， 通常此步完成后，紧接着开始试验。
方法概述
沥青试样放置好且试验温度稳定后，使用者一定 要用大约10分钟的时间等待试样温度同测试温度 平衡。实际温度平衡时间因设备和沥青而异，应 采用配有非常精确温度感应能力的假试件进行检 查。一个计算机同DSR相联，以控制试验参数和 记录试验结果。试验包括用流变仪软件施加一个 恒定的振荡应力，并记录产生的应变和时间滞后。 S u p e r p a v e 规范要求，振荡速度 10rad/s，大约1.59Hz。
LOGO
动态剪切流变仪
DSR
动态剪切流变仪
试样准备
试验设备
方法概述
DSR
数据提交 PG分级中的DSR DSR评价沥青及沥青胶浆的力学性能
引言
沥青是一种粘弹性材料，它同时显示出弹性材 料的特性（如橡皮筋）和粘性材料的特性（如糖 浆）。这两种特性之间的关系被用来测量胶结料抗 永久变形和疲劳开裂的能力。为了抗车辙，胶结料 需要坚硬和有弹性；为了抗疲劳开裂，胶结料需要 柔软和有弹性。在这两种需要之间平衡是关键。