[发明专利]一种通过应力响应分析评价沥青温度敏感性的方法

说明书

本发明涉及一种通过应力响应分析评价沥青温度敏感性的方法，即通过测定宽温度域内沥青动态应力响应曲线，确定沥青黏弹态温度区间，从而确定应力响应在黏弹态温度区间的变化速率，以此来实现沥青温度敏感性的评价。通过试验表明，应力响应变化率能够很好地区分不同品质沥青的温度敏感性，对于道路建设中沥青材料的选择提供了有效的试验方法。

技术领域

本发明是一种基于动态力学分析的沥青温度敏感性评价方法，即通过测定宽温度域内沥青动态应力响应曲线，确定应力响应在黏弹态温度区间的变化速率，以此来实现沥青温度敏感性的评价。

背景技术

相态转变是非晶态高分子材料固有的性质，是高分子运动形式转变的宏观体现，它直接影响到材料的使用性能和工艺性能，因此长期以来它都是高分子物理研究的主要内容。对于非晶聚物，对它施加恒定的力，观察它发生的形变与温度的关系，通常称为温度形变曲线或热机械曲线。非晶聚物有四种力学状态，它们是玻璃态、高弹态、粘弹态和粘流态。在温度较低时，材料为刚性固体状，与玻璃相似，在外力作用下只会发生非常小的形变，此状态即为玻璃态：当温度继续升高到一定范围后，材料的形变明显地增加，此状态即为高弹态；在随后的一定温度区间形变相对稳定，此状态即为粘弹态；温度继续升高形变量又逐渐增大，材料逐渐变成粘性的流体，此时形变不可能恢复，此状态即为粘流态。动态力学分析方法是研究粘弹性材料相态转化的重要手段，沥青属于典型的温度敏感型黏弹性材料，通过宽温度域内一定频率、应变的动态力学扫描可以得到沥青应力随温度的变化曲线，应力响应的变化特征反应了沥青的相态转变过程。

沥青温度敏感性是评价其路用性能的重要指标，因此，本发明运用动态力学分析方法，提出以应力响应随温度的变化速率来评价沥青温度敏感性的方法。

发明内容

本发明的目的是运用动态力学的试验方法得到沥青一定温度范围内的动态应力响应曲线，根据材料粘弹性理论对曲线划分得到沥青的黏弹态温度区间，以黏弹态温度区间内应力响应的变化率来评价沥青温度敏感性。

基于动态力学分析方法的沥青温度敏感性评价方法，包括如下步骤：

(1)选取沥青样品；

(2)以浇筑的方式制取沥青方形薄片试件；

(3)对沥青试件进行动态力学试验；

(4)采用Bolzmann模型拟合应力-温度曲线，确定沥青黏弹态温度区间；

(5)计算沥青在黏弹态温度区间动态应力响应随温度的变化率，以此作为评价这种沥青温度敏感性指标，变化率越大，则温度敏感性越大。

所述沥青试件尺寸为60±2mm×14±1mm×3±0.2mm。

所述动态力学试验是使用动态力学分析仪Dynamic Mσchanical Analyzσr对沥青进行温度扫描，夹具选用双悬臂，受力形式为三点弯拉模式，两端固定中心加载，扫描参数如下：扫描温度范围：-30～40℃；升温速率：2℃/min；频率：1Hz；应变：25με。

采用Bolzmann模型拟合应力-温度曲线，求得拟合曲线参数，从而得到曲线高温、低温区间应力响应曲线的渐近线以及中点切线，中点切线与低温端渐近线y＝A₁、高温端渐近线y＝A₂的交点对应的温度即为拐点温度，分别用T₁、T₂表示，T₁～T₂即为沥青黏弹态温度区间，拐点温度对应的应力为σ₁、σ₂。

所述应力响应随温度的变化率为σ_T：σ_T＝(σ₁-σ₂)/(T₂-T₁)。