[发明专利]一种假塑性流体沥青黏度预估方法

说明书

本发明公开了一种假塑性流体沥青黏度预估方法，该方法运用了流变学相关理论和时温等效原理，将不同测试条件下的黏度进行了归一化处理，建立了依赖于参考温度的黏度预估方法，用以预估不同测试条件下沥青的黏度，能够通过有限测试条件下沥青的黏度实现更为广阔测试条件下沥青黏度的预估与分析，为改性沥青流变特性的表征提供参考，该预估方法可靠性高，黏度预估值和实测值的均方根误差为0.0973，具有较好的预测效果。

技术领域

本发明涉及改性沥青领域，具体涉及一种假塑性流体沥青黏度预估方法。

背景技术

沥青路面以其施工期短、表面无接缝、行车舒适、养护维修简单等优点被广泛应用于高等级路面和城市道路，但是其高温变形病害一直是困扰道路工作者的问题。沥青混合料作为一种特殊的黏弹性材料，其高温抗变形性能与沥青的流变特性密切相关，深入研究沥青的流变特性有助于提高沥青路面的服务质量。在道路工程材料研究领域，表观黏度(Brookfield黏度)是表征沥青流变特性的重要指标之一。然而，沥青是一种具有温度依赖性的特殊流体材料，在一定的温度范围内沥青(尤其是改性沥青)通常具有非牛顿特性，黏度的测试结果与测试温度和剪切速率有关，这也导致不同种类的沥青只有相同测试条件下的结果才具有可比性。

目前，关于沥青的表观黏度通常是在特定的条件下进行测试并对比分析的，要获取沥青在不同测试条件下的黏度需要逐一进行测试，带来了大量重复工作。诸多学者开展了沥青的黏温关系、流体特征等方面的研究，为沥青的黏度预估提供了理论基础。通过有限的测试结果推测更广阔的测试条件下沥青的黏度，实现沥青黏度的预估是极具现实意义的。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种假塑性流体沥青黏度预估方法，通过有限测试条件下的改性沥青的黏度试验数据获悉更广阔测试条件范围内的黏度，实现不同测试条件下沥青黏度的预估，且该预估方法可靠性高，黏度预估值和实测值的均方根误差为0.0973，具有较好的预测效果。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。

一种假塑性流体沥青黏度预估方法，包括以下步骤：

步骤1，制样：制备多种改性沥青待测试样，备用；

步骤2，测定黏度：测定每种所述改性沥青待测试样在不同温度、不同剪切速率条件下的黏度；

步骤3，分析流体类型：对所得黏度数据进行分析，确定改性沥青待测试样的流体类型是否为假塑性流体；

若改性沥青待测试样的流体类型为假塑性流体，则所述改性沥青待测试样的黏度与剪切速率的关系符合幂律方程τ＝k·(γ′)ⁿ，其中，τ为剪切应力，k为稠度系数，γ′为剪切速率，n为流动指数，且n在0～1之间；

步骤4，绘制流动曲线：对所述幂律方程取对数可得lgτ＝n·lgγ′+lg k，以lgγ′为横坐标，lgτ为纵坐标绘图，得回归曲线；

步骤5，建立流动主曲线：将所述回归曲线沿lgγ′轴向左平移，实现流动曲线的叠加，得流动主曲线方程其中，n′、λ、lgk′为拟合参数，T为待平移流动曲线的温度，T_S为参考温度；接着求解n′、λ、lgk′；

步骤6，黏度预估方程求解：将求解得到的n′、λ、lgk′参数代入流动主曲线方程中，即得黏度预估方程；将温度和剪切速率带入黏度预估方程即可求得lgτ，再由即可求得测试条件下的预估黏度η。

优选的，步骤2中，采用Brookfield黏度计按照JTG E20-2011中T0625-2011的试验方法测定改性沥青待测试样的黏度。

优选的，步骤2中，温度选取5个不同温度值，剪切速率选取8个不同的剪切速率。