T0628—2011 瀝青動(dòng)態(tài)剪切模量和相位角試驗(yàn)(DSR試驗(yàn))
本文引用JTG 3410-2025《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》-T0628—2011瀝青動(dòng)態(tài)剪切模量和相位角試驗(yàn)(DSR試驗(yàn))
1目的與適用范圍
1.1本方法適用于5~85℃溫度范圍內(nèi)動(dòng)態(tài)剪切模量在100Pa~10MPa范圍內(nèi)的瀝青動(dòng)態(tài)剪切流變性能測(cè)定,以評(píng)價(jià)瀝青的黏彈性能。
1.2本方法適用于測(cè)定原樣瀝青、旋轉(zhuǎn)薄膜加熱老化后瀝青高溫條件下的動(dòng)態(tài)剪切模量、相位角,計(jì)算車轍因子,用于評(píng)價(jià)高溫條件下瀝青材料抗變形能力;也適用于測(cè)定壓力加熱老化后瀝青中溫條件下的動(dòng)態(tài)剪切模量、相位角,計(jì)算疲勞因子,用于評(píng)價(jià)瀝青材料老化后抗疲勞性能。
1.3本方法適用于道路石油瀝青、聚合物改性瀝青,或稀釋瀝青、乳化瀝青的殘留物。若采用本方法對(duì)含有顆粒的瀝青進(jìn)行測(cè)試,瀝青中顆粒尺寸應(yīng)小于250μm。
2儀具與材料

2.1動(dòng)態(tài)剪切流變儀試驗(yàn)系統(tǒng):由試驗(yàn)盤、環(huán)境室、加載設(shè)備、控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成。
2.1.1試驗(yàn)盤:表面光滑的不銹鋼或鋁制的一對(duì)平行金屬圓盤,分為直徑相等的上盤和下盤。試驗(yàn)盤為兩個(gè)規(guī)格,直徑分別為8.00mm±0.02mm和25mm±0.05mm,厚度不小于1.5mm,邊部應(yīng)采用直角。下盤固定在主機(jī)基座上;上盤與加載系統(tǒng)相連接,可上下移動(dòng),調(diào)整試樣間隙,試驗(yàn)時(shí)上盤水平振動(dòng)運(yùn)動(dòng)對(duì)試樣施加振蕩應(yīng)力。試驗(yàn)安裝時(shí),上盤和下盤應(yīng)平行、同軸。圖T0628-1動(dòng)態(tài)剪切流變儀試驗(yàn)盤
2.1.2環(huán)境室:用來(lái)控制試件溫度,通過(guò)加熱或冷卻維持一個(gè)恒定的試驗(yàn)環(huán)境,能夠在3~88℃范圍內(nèi)控制溫度,整個(gè)試驗(yàn)期間控溫精度±0.1℃。環(huán)境室的溫度可用固態(tài)電子冷卻元件、加熱器集成的溫控系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)溫,也可采用循環(huán)的液體或氣體等介質(zhì)進(jìn)行調(diào)溫。加熱或冷卻的介質(zhì)應(yīng)不影響瀝青性質(zhì),例如水、氮?dú)饣虺浞殖凉竦目諝猓划?dāng)進(jìn)行低溫試驗(yàn)時(shí),可以采用水、乙二醇混合液,摻配比例根據(jù)試驗(yàn)溫度確定。當(dāng)采用外置式循環(huán)浴裝置時(shí),若使用液體介質(zhì),需要用泵使浴液通過(guò)環(huán)境室;若使用加壓空氣,應(yīng)加合適的除濕系統(tǒng),或直接采用充分除濕的加壓空氣,防止水氣在金屬盤和裝置上凝結(jié)。環(huán)境室應(yīng)完全包住上、下盤,同時(shí)盡量減少與上、下盤的間隙,以使溫度梯度最小。
2.1.3溫度控制器:在3~88℃溫度范圍內(nèi)可將試件溫度控制在試驗(yàn)溫度的±0.1℃內(nèi)。
2.1.4溫度傳感器:鉑金電阻式溫度傳感器,量程3~88℃,精度為±0.1℃。內(nèi)置于環(huán)境室中,并與下盤緊密接觸,用于控制上下盤之間的試件溫度,能夠在試件安裝、保溫和試驗(yàn)期間連續(xù)測(cè)溫。
2.1.5加載設(shè)備: 可施加 10rad/s±0.1rad/s 頻率的正弦振蕩荷載。 如果頻率不為10rad/s,則其頻率精度為±1%。可采用應(yīng)力控制加載模式或應(yīng)變控制加載模式。若采用應(yīng)變控制模式,加載設(shè)備施加足夠的周期性扭矩,使角應(yīng)變精確控制在預(yù)定值±100μrad。若采用應(yīng)力控制模式,加載設(shè)備施加周期性扭矩,使扭矩精確控制在預(yù)定值±100μN(yùn)·m。在100N·m扭矩下系統(tǒng)的柔量應(yīng)小于2mrad/(N·m)。
2.1.6控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng):可采集記錄溫度、頻率、旋轉(zhuǎn)角、力和扭矩,并計(jì)算應(yīng)力、剪應(yīng)變、動(dòng)態(tài)剪切模量、相位角、車轍因子、疲勞因子等參數(shù)。 采集系統(tǒng)應(yīng)滿足表 T0628-1中規(guī)定的精度要求。
表T0628-1 控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)要求
參數(shù) | 量程 | 精度 |
扭矩 | 0~150mN·m | 100μN(yùn)·m |
溫度 | 3~88℃ | 0.1℃ |
頻率 | 0~628rad/s | 1% |
旋轉(zhuǎn)角 | 0~∞ | 100μrad |
試驗(yàn)盤間隙 | 0~2mm | 10μm |
法向力 | 0~50N | 10mN |
動(dòng)態(tài)剪切模量 | 100Pa~100kPa(25mm試驗(yàn)盤) 100kPa~10MPa(8mm試驗(yàn)盤) | 1.0% |
相位角 | 0~90° | 0.1° |
2.2試模(可選擇):用于制備瀝青試件的圓形硅橡膠模具,厚度不小于5mm。對(duì)于25mm試驗(yàn)盤、盤間隙1mm,模具腔內(nèi)徑約18mm、深2.0mm。對(duì)于8mm試驗(yàn)盤、盤間隙2mm,模具腔內(nèi)徑約8mm、深2.5mm。
2.3試件修整器:刮刀等,直刃寬度不小于4mm,修整試件端面與上下盤齊平。
2.4清理材料:煤油、丙酮(或95%乙醇或98%甲基化酒精)等清洗溶劑,以及軟布、潔凈紗布、紙巾等。
2.5標(biāo)定溫度傳感器:熱電偶、熱敏電阻式數(shù)顯溫度傳感器,精度為±0.05℃、分辨率為0.01℃,測(cè)溫頭采用厚度或直徑小于1mm的細(xì)絲線或薄片式,適用于放置在上下盤之間進(jìn)行溫度標(biāo)定。標(biāo)準(zhǔn)溫度傳感器應(yīng)每6個(gè)用標(biāo)定一次。
2.6動(dòng)態(tài)剪切標(biāo)準(zhǔn)樣品:標(biāo)準(zhǔn)樣品應(yīng)滿足表T0628-2的技術(shù),每一個(gè)樣品應(yīng)出具一個(gè)精確的標(biāo)稱值,且標(biāo)稱值應(yīng)在表中值的±10%范圍以內(nèi)。
表T0628-2動(dòng)態(tài)剪切流變儀標(biāo)準(zhǔn)樣品的黏度
溫度(℃) | 黏度(Pa·s) | 溫度(℃) | 黏度(Pa·s) |
58 | 260 | 70 | 155 |
64 | 200 |
注:標(biāo)準(zhǔn)樣品應(yīng)由專業(yè)單位生產(chǎn)、專業(yè)單位定值,穩(wěn)定性試驗(yàn)不少于2年,應(yīng)附相關(guān)定值證書。
3試驗(yàn)儀器標(biāo)定
3.1動(dòng)態(tài)剪切流變儀,新設(shè)備首次使用或使用中每6個(gè)月應(yīng)進(jìn)行標(biāo)定。
3.2試驗(yàn)盤的直徑標(biāo)定。首次使用時(shí)應(yīng)標(biāo)定每個(gè)試驗(yàn)盤的直徑,精確至0.01mm。當(dāng)上、下盤直徑有差異時(shí),選擇其中較小的直徑值。在DSR軟件系統(tǒng)中輸入試驗(yàn)盤的實(shí)測(cè)直徑。
注: 對(duì)于25mm盤,±0.05mm直徑誤差,會(huì)導(dǎo)致動(dòng)態(tài)剪切模量0.8%的誤差; 而對(duì)于8mm盤,±0.01mm、±0.02mm和±0.05mm的直徑誤差,導(dǎo)致動(dòng)態(tài)剪切模量0.5%、1.0%和2.5%的誤差。
3.3可以采用以下兩種方法之一進(jìn)行試驗(yàn)溫度標(biāo)定。
3.3.1硅橡膠片法。
(1)采用厚2mm、直徑略大于25mm的硅橡膠片,將標(biāo)定溫度傳感器測(cè)溫頭預(yù)埋入硅橡膠片中。
(2)將硅橡膠片放在直徑25mm上、下盤之間,調(diào)整上下盤間隙使上下盤與硅橡膠片充分接觸,必要時(shí)涂薄層的潤(rùn)滑脂填充硅橡膠片與試驗(yàn)盤的間隙。
(3)設(shè)定一個(gè)試驗(yàn)溫度,待溫度平衡(即DSR系統(tǒng)和標(biāo)定溫度傳感器測(cè)定溫度在5min內(nèi)變化均小于0.1℃),讀記DSR系統(tǒng)測(cè)定溫度和標(biāo)定溫度傳感器測(cè)定溫度。
(4)標(biāo)定溫度應(yīng)覆蓋10~82℃,以6℃為溫度增量進(jìn)行溫度標(biāo)定。
(5)當(dāng)DSR系統(tǒng)測(cè)定溫度和標(biāo)定溫度傳感器測(cè)定溫度之差均不大于0.1℃時(shí),無(wú)須進(jìn)行溫度修正;當(dāng)溫度之差大于0.1℃時(shí),應(yīng)繪制DSR系統(tǒng)測(cè)定溫度-標(biāo)定溫度傳感器測(cè)定溫度的曲線,得到溫度修正系數(shù),在DSR軟件系統(tǒng)中輸人不同試驗(yàn)溫度條件下的溫度修正系數(shù)
3.3.2瀝青試件法。
(1)取任一瀝青試件,選用25mm試驗(yàn)盤或8mm試驗(yàn)盤;將瀝青試件放在上、下盤之間,將標(biāo)定溫度傳感器測(cè)溫頭插入瀝青試件中,確保測(cè)溫頭在瀝青試件中間位置;調(diào)整上下盤間隙為1mm(25mm試驗(yàn)盤)或2mm(8mm試驗(yàn)盤),此時(shí)不需要修剪瀝青試件,但是注意瀝青不宜過(guò)多從上下盤之間流出。
(2)按上述硅橡膠片法中(3)~(5)要求,標(biāo)定溫度應(yīng)覆蓋10~82℃,以6℃為溫度增量進(jìn)行溫度標(biāo)定和溫度修正。
3.4采用動(dòng)態(tài)剪切流變儀標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行動(dòng)態(tài)剪切流變儀標(biāo)定。采用直徑為25mm的試驗(yàn)盤,將玻璃棒等插入標(biāo)準(zhǔn)樣品中旋轉(zhuǎn)蘸取適量標(biāo)準(zhǔn)樣品放在試驗(yàn)盤中;將玻璃棒緊貼試驗(yàn)盤,旋轉(zhuǎn)玻璃棒將標(biāo)準(zhǔn)樣轉(zhuǎn)移至試驗(yàn)盤上,樣品與試驗(yàn)盤中不能夾有氣泡,標(biāo)準(zhǔn)樣品和玻璃棒均不加熱。按第5節(jié)測(cè) 定58℃、64℃和70℃ 試驗(yàn)溫度下的標(biāo)準(zhǔn)樣品的黏度。進(jìn)行兩次平行試驗(yàn)。 計(jì)算各溫度條件下兩個(gè)測(cè)定值平均值與標(biāo)準(zhǔn)樣品標(biāo)稱值的相對(duì)誤差,精確至0.1%。取3個(gè)溫度條件下相對(duì)誤差的最大值作為試驗(yàn)結(jié)果,相對(duì)誤差小于或等于5%為合格,否則為不合格。
注:標(biāo)準(zhǔn)樣品的黏度按測(cè)定的動(dòng)態(tài)剪切模量除以10進(jìn)行取值,例如測(cè)定動(dòng)態(tài)剪切模量為2000Pa,則相應(yīng)的黏度為200Pa·s。
3.5試驗(yàn)溫度平衡時(shí)間標(biāo)定。 首次使用時(shí)應(yīng)測(cè)定試驗(yàn)溫度平衡時(shí)間。采用一般標(biāo)號(hào)的道路石油瀝青,按第5節(jié)測(cè)定其動(dòng)態(tài)剪切模量。 將試件放到試驗(yàn)盤上,調(diào)整好試驗(yàn)盤間隙,達(dá)到試驗(yàn)溫度后立即計(jì)時(shí), 并測(cè)定動(dòng)態(tài)剪切模量,且每 30s 讀取一個(gè)讀數(shù),直至測(cè)定的動(dòng)態(tài)剪切模量恒定不變, 此時(shí)間再加上 2~3min 記為試驗(yàn)溫度平衡時(shí)間。 宜在中溫10~40℃和46~70℃各選擇1、2個(gè)溫度進(jìn)行測(cè)定,取試驗(yàn)溫度平衡時(shí)間最長(zhǎng)者為該試驗(yàn)儀的試驗(yàn)溫度平衡時(shí)間。
4試驗(yàn)準(zhǔn)備
4.1試驗(yàn)儀器準(zhǔn)備
(1)按照儀器操作說(shuō)明準(zhǔn)備動(dòng)態(tài)剪切流變儀。不同廠家、不同型號(hào)的儀器操作要求會(huì)不同。
(2)檢查試驗(yàn)盤外表是否有劃痕。用清洗溶劑清洗表面,并用蘸有丙酮(或95%乙醇或98%甲基化酒精)的軟布等擦拭干凈。必要時(shí)將試驗(yàn)盤加熱到100℃后進(jìn)行清理。
(3)將試驗(yàn)盤在動(dòng)態(tài)剪切流變儀上安裝、固定好。
(4)設(shè)定預(yù)熱溫度為試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)溫度;當(dāng)進(jìn)行多個(gè)試驗(yàn)溫度試驗(yàn)時(shí),應(yīng)采用多個(gè)試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)溫度的中值;加熱至預(yù)熱溫度并恒溫10~30min后,進(jìn)行上、下試驗(yàn)盤間隙調(diào)零。
注:在進(jìn)行多個(gè)試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)溫度試驗(yàn)時(shí),溫度變化可能引起動(dòng)態(tài)剪切流變儀部件變形,從而使盤間隙產(chǎn)生波動(dòng)。對(duì)于多數(shù)儀器,只要試驗(yàn)溫度在間隙調(diào)零設(shè)定溫度的±12℃內(nèi),無(wú)須進(jìn)行間隙調(diào)整。當(dāng)進(jìn)行多個(gè)試驗(yàn)溫度試驗(yàn)時(shí),應(yīng)采用多個(gè)試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)溫度的中值,減少盤間隙波動(dòng)。但當(dāng)設(shè)備有溫度間隙補(bǔ)償時(shí),則應(yīng)在第一個(gè)試樣目標(biāo)溫度下進(jìn)行間隙調(diào)零。
(5)間隙調(diào)零后,操作試驗(yàn)儀使上試驗(yàn)盤上升,使盤間隙略大于試驗(yàn)時(shí)盤間隙。重新進(jìn)行試驗(yàn)盤預(yù)熱。對(duì)于25mm試驗(yàn)盤,預(yù)熱溫度一般為試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)溫度,或多個(gè)試驗(yàn)溫度的最低溫度;對(duì)于8mm試驗(yàn)盤,預(yù)熱溫度為34~46℃。移動(dòng)上試驗(yàn)盤高度調(diào)整盤間隙。對(duì)于直徑25mm試驗(yàn)盤一般為1.05mm,對(duì)于直徑8mm試驗(yàn)盤一般為2.10mm。
注:對(duì)于25mm試驗(yàn)盤,膠粉橡膠瀝青等含有顆粒的瀝青試件會(huì)影響試驗(yàn)結(jié)果,盤間隙可調(diào)整為2.10mm。對(duì)于8mm試驗(yàn)盤,若試件為高摻量的改性瀝青或低標(biāo)號(hào)瀝青,預(yù)熱溫度可高于46℃,特別是采用硅膠模具制件時(shí),以確保瀝青與試驗(yàn)盤的黏結(jié)。
4.2試樣準(zhǔn)備
(1)按T0601要求取代表性瀝青樣品,按T0602要求進(jìn)行瀝青試樣準(zhǔn)備,立即進(jìn)行瀝青試件制備。
(2)當(dāng)采用短期老化試樣進(jìn)行性能試驗(yàn)時(shí),按T0610要求進(jìn)行旋轉(zhuǎn)薄膜加熱老化,將8個(gè)盛樣瓶殘留物刮入預(yù)熱至約163℃的灌樣容器內(nèi),然后攪拌均勻,立即準(zhǔn)備瀝青試件制備。
注:對(duì)于黏度較高的改性瀝青,如高彈改性瀝青、橡膠瀝青,可采用175℃代替163℃
(3)當(dāng)采用長(zhǎng)期老化試樣進(jìn)行性能試驗(yàn)時(shí),按T0630要求進(jìn)行壓力加熱試驗(yàn)。將去氣泡后的瀝青殘留物緩慢攪拌后,立即準(zhǔn)備瀝青試件制備。
注:不得采用常溫瀝青試樣直接制備試件。制件之前進(jìn)行試樣加熱可去除在常溫下瀝青發(fā)生的可逆分子結(jié)合而產(chǎn)生空間硬化,否則會(huì)導(dǎo)致動(dòng)態(tài)剪切模量測(cè)定值偏高達(dá)50%。
4.3試件制備
可采用以下三種方法進(jìn)行試件制備:
(1)傾倒法制備試件。按4.1進(jìn)行試驗(yàn)儀準(zhǔn)備,移動(dòng)上試驗(yàn)盤至合理高度,將適量熱瀝青在正上方約15mm高度處直接澆注在下試驗(yàn)盤中心處,至整個(gè)試驗(yàn)盤覆蓋瀝青 ( 距邊部2mm內(nèi)不宜有瀝青) ,立即按4.4進(jìn)行試件修整。
(2)直移法制備試件。按4.1進(jìn)行試驗(yàn)儀準(zhǔn)備,移動(dòng)上試驗(yàn)盤至合理高度,采用窄的不銹鋼刮刀或直徑約4~5mm的玻璃棒、金屬棒等將適量熱瀝青移到下試驗(yàn)盤上,立即按4.4進(jìn)行試件修整。
(3)試模法制備試件。將熱瀝青倒入模具中,放置水平試驗(yàn)臺(tái)上,在23℃±5℃室溫自然冷卻,冷卻時(shí)加遮擋防止灰塵污染。從灌樣至完成試驗(yàn)不應(yīng)超過(guò)4h。按4.1進(jìn)行試驗(yàn)儀準(zhǔn)備,當(dāng)預(yù)熱的溫度低于90℃±5℃或樣品軟化點(diǎn)的20℃±5℃,按90℃±5℃或樣品軟化點(diǎn)的20℃±5℃中低值重新進(jìn)行預(yù)熱;移動(dòng)上試驗(yàn)盤至合理高度,按壓模具取出試件對(duì)中放在下試驗(yàn)盤中間,試件加熱不少于30min后,按4.4進(jìn)行試件修整。
注:宜采用傾倒法或直移法進(jìn)行試件制備,其中玻璃棒直移法適合于8mm試驗(yàn)盤。試模法制備試樣,需要冷卻脫模,瀝青冷卻空間硬化導(dǎo)致測(cè)定的動(dòng)態(tài)剪切模量和相位角產(chǎn)生變化,同時(shí)瀝青低溫時(shí)與上下試驗(yàn)盤黏結(jié)強(qiáng)度下降也會(huì)影響試驗(yàn)精度。試模法制備試樣時(shí),模具應(yīng)干燥、潔凈,不應(yīng)采用脫模劑;對(duì)于PG52-34,PG46-34和部分PG58-34等軟的瀝青,試模法無(wú)法脫模,不建議采用試模法制備試件。
4.4修整試件
(1)試件制備后,立即移動(dòng)上試驗(yàn)盤調(diào)整上下盤間隙,對(duì)于直徑25mm試驗(yàn)盤為1.05mm(膠粉橡膠瀝青等含有顆粒的瀝青試件可為2.10mm),對(duì)于直徑8mm試驗(yàn)盤為2.10mm。
(2)調(diào)整盤間隙后穩(wěn)定約5min,用熱刮刀或刀片沿試樣邊緣修剪多余的瀝青,使其邊緣與試驗(yàn)盤邊緣齊平。刮刀或刀片溫度應(yīng)適中,使得修剪的試樣邊緣圓滑。
(3)下降上試驗(yàn)盤高度調(diào)整上下盤間隙,對(duì)于直徑25mm試驗(yàn)盤為1.0mm(膠粉橡膠瀝青等含有顆粒的瀝青試件可為2.0mm),對(duì)于直徑8mm試驗(yàn)盤為2.0mm。此時(shí)試件應(yīng)覆蓋整個(gè)試驗(yàn)盤,同時(shí)邊緣略微外凸,否則試件無(wú)效,應(yīng)廢棄。
注:動(dòng)態(tài)剪切模量與試件直徑倒數(shù)的四次方成正比,因此試件直徑對(duì)試驗(yàn)結(jié)果影響非常大。為了確保試驗(yàn)精度,試件邊緣外凸,約為試驗(yàn)時(shí)上下盤間隙的1/4。在試件修整時(shí),上下盤間隙略大于試驗(yàn)時(shí)最終的上下盤間隙,這樣在修整試件后下降上試驗(yàn)盤高度調(diào)整最終上下盤間隙時(shí),壓縮試件使其產(chǎn)生邊緣略微外凸的狀況。
5試驗(yàn)步驟
5.1根據(jù)瀝青樣品性能等級(jí)確定試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)溫度,也可根據(jù)需要確定試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)溫度。
5.2調(diào)整好上下盤間隙后,將試件溫度調(diào)整到預(yù)定的試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)溫度±0.1℃,恒溫不少于 10min (且不低于3.5節(jié)確定的試驗(yàn)溫度平衡時(shí)間) 后開(kāi)始試驗(yàn)。當(dāng)采用多個(gè)試驗(yàn)溫度進(jìn)行試驗(yàn)時(shí),先采用最低溫度 (對(duì)于8mm試驗(yàn)盤宜從最高溫度開(kāi)始) 作為試驗(yàn)溫度,然后逐漸升溫(對(duì)于8mm試驗(yàn)盤為降溫) 進(jìn)行設(shè)定所有溫度條件下的試驗(yàn)。
5.3設(shè)置試驗(yàn)應(yīng)變或應(yīng)力條件。
(1)對(duì)于應(yīng)變控制模式,應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)條件下的試件動(dòng)態(tài)剪切模量確定目標(biāo)剪切應(yīng)變值。目標(biāo)應(yīng)變值可按照式 (T0628-1) 計(jì)算確認(rèn)。當(dāng)進(jìn)行瀝青性能等級(jí)檢驗(yàn)時(shí),可按表T0628-3選擇目標(biāo)剪切應(yīng)變值進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)動(dòng)態(tài)剪切流變儀能自動(dòng)控制應(yīng)變,剪切應(yīng)變應(yīng)控制在 γ×(1±20%) ,無(wú)須操作者調(diào)整。
γ=12/(G*)0.29 (T0628-1)
式中:γ——目標(biāo)剪切應(yīng)變值,
G*——試驗(yàn)條件下試件的動(dòng)態(tài)剪切模量值,kPa。
表T0628-3 應(yīng)變控制模式目標(biāo)應(yīng)變值
材料 | 臨界值 (kPa) | 目標(biāo)剪切應(yīng)變值(%) | ||
目標(biāo)值 | 應(yīng)變范圍 | |||
原樣瀝青 | G*/sinδ | 1.0 | 12 | 9~15 |
TFOT或RTFOT殘留物 | G*/sinδ | 2.2 | 10 | 8~12 |
PAV殘留物 | G*sinδ | 5000 | 1 | 0.8~1.2 |
(2)對(duì)于應(yīng)力控制模式,應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)條件下的試件動(dòng)態(tài)剪切模量確定目標(biāo)剪切應(yīng)力值。目標(biāo)剪切應(yīng)力值可按照式 (T-9628-2) 計(jì)算確認(rèn)。 當(dāng)進(jìn)行瀝青性能等級(jí)檢驗(yàn)時(shí),可按表 T0628-4選擇目標(biāo)剪切應(yīng)力值進(jìn)行試驗(yàn)。動(dòng)態(tài)剪切流變儀能自動(dòng)控制應(yīng)力,試驗(yàn)時(shí)剪切應(yīng)力應(yīng)控制在τ×(1±20%),無(wú)須操作者調(diào)整。
τ=12.0(G*)0.71 (T0628-2)
式中:τ——目標(biāo)剪切應(yīng)力值,kPa。
表T0628-4 應(yīng)力控制模式目標(biāo)應(yīng)力值
材料 | 臨界值 (kPa) | 目標(biāo)剪切應(yīng)力值(kPa) | ||
目標(biāo)值 | 應(yīng)力范圍 | |||
原樣瀝青 | G*/sinδ | ≥1.0 | 0.12 | 0.09~0.15 |
TFOT/RTFOT殘留物 | G*/sinδ | ≥2.2 | 0.22 | 0.18~0.26 |
PAV殘留物 | G*sinδ | ≤5000 | 50.0 | 40.0~60.0 |
5.4當(dāng)溫度達(dá)到平衡時(shí),采用10rad/s的頻率和選擇的目標(biāo)剪切應(yīng)變(或剪切應(yīng)力)值進(jìn)行試驗(yàn),第一次10個(gè)(或8~16個(gè))循環(huán),不記錄數(shù)據(jù);第二次10個(gè)(或8~16個(gè))循環(huán),記錄數(shù)據(jù),用于計(jì)算動(dòng)態(tài)剪切模量和相位角。記錄和計(jì)算均由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)完成。
注:當(dāng)采用其他頻率時(shí),應(yīng)予以說(shuō)明;當(dāng)采用多個(gè)頻率時(shí),應(yīng)從低頻開(kāi)始逐漸調(diào)高至高頻。
5.5試件制備和修整結(jié)束后,應(yīng)立即進(jìn)行試驗(yàn)。在多個(gè)試驗(yàn)溫度下進(jìn)行試驗(yàn),從一個(gè)試驗(yàn)溫度調(diào)整到另一個(gè)試驗(yàn)溫度時(shí),調(diào)溫速率應(yīng)不高于5℃/min;對(duì)于一些具有結(jié)晶現(xiàn)象的瀝青試件,調(diào)溫速率應(yīng)不高于2℃/min。在多個(gè)溫度下進(jìn)行試驗(yàn)時(shí),從試件加熱到整個(gè)試驗(yàn)結(jié)束應(yīng)在4h內(nèi)完成。
6數(shù)據(jù)處理
6.1剪切應(yīng)變按式 (T0628-3) 計(jì)算:
γ1=Ω1R/h (T0628-3)
式中:γ1——剪切應(yīng)變,%
Ω1——旋轉(zhuǎn)角,rad
R——試驗(yàn)盤的半徑,mm
h——試驗(yàn)盤間隙,mm。
6.2剪切應(yīng)力按式 (T0628-4) 計(jì)算:
εt=2Mt/πR3 (T0628-4)
式中:εt——剪切應(yīng)力,kPa
Mt——扭矩,mN·m。
6.3動(dòng)態(tài)剪切模量按式 (T0628-5) 計(jì)算:
G*=(2h/πR4)(Mtmax/Ωtmax) (T0628-5)
式中:G*一試件動(dòng)態(tài)剪切模量,kPa
Mtmax——最大扭矩,mN·m
Ωtmax——最大旋轉(zhuǎn)角,rad。
6.4按式 (T0628-6) 計(jì)算疲勞因子,精確至0.1。
f1=G*sinδ (T0628-6)
式中:f1——試件疲勞因子,kPa
δ——相位角,°。
6.5按式 (T0628-7) 計(jì)算車轍因子,精確至0.01。
R1=G*/sinδ (T0628-7)
式中:R1——試件車轍因子,kPa。
6.6按式 (T0628-8) 計(jì)算GPR因子,精確至0.01。
GPR=G*(cosδ)2/sinδ (T0628-8)
式中:GPR——試件Glover-Rowe因子,kPa。
7允許誤差
7.1重復(fù)性試驗(yàn)的相對(duì)允許誤差應(yīng)符合表T0628-5的要求。
7.2再現(xiàn)性試驗(yàn)的相對(duì)允許誤差應(yīng)符合表T0628-5的要求。
表T0628-5 重復(fù)性和再現(xiàn)性相對(duì)允許誤差
試驗(yàn)參數(shù) | 重復(fù)性武驗(yàn)相對(duì)允許誤差(%) | 再現(xiàn)性試驗(yàn)相對(duì)允許誤差(%) | |
原樣瀝青 | G*/sinδ(kPa) | 5.2 | 11.9 |
RTFOT殘留物 | G*/sinδ(kPa) | 8.4 | 19.5 |
PAV殘留物 | G*sinδ(kPa) | 11.8 | 27.8 |
8報(bào)告
8.1試驗(yàn)項(xiàng)目名稱和執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。
8.2樣品的編號(hào)、名稱、產(chǎn)地和規(guī)格。
8.3接樣日期樣品描述。
8.4試驗(yàn)日期,設(shè)備的名稱、型號(hào)及編號(hào)。
8.5試驗(yàn)溫度, 精確至0.1℃, 試驗(yàn)頻率,精確至0.1rad/s; 試驗(yàn)盤直徑,精確至0.1mm,試驗(yàn)盤間隙,精確至1μm。
8.6應(yīng)變,精確至0.01%,或扭矩,精確至1mN·m;動(dòng)態(tài)剪切模量G*,單位kPa,保留3位有效數(shù)字;相位角δ,精確至0.1°。
8.7車轍因子G*/sinδ;疲勞因子G*sinδ;GPR因子G*(cosδ)2/sinδ 。
8.8其他需要說(shuō)明的情況。
在我單位整理過(guò)程中有可能會(huì)出現(xiàn)部分錯(cuò)誤,僅供參考,建議購(gòu)買正版試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。

