【正文】 （ DSR） ACABA ????? DSR可以是應(yīng)力或應(yīng)變控制。瀝青試樣的剪應(yīng)力 S、剪應(yīng)變 D、復(fù)數(shù)勁度模量 G*及相位角 δ按下式計算： 式中， T為最大扭矩； r為擺動板半徑 4mm） 。θ為擺動板的旋轉(zhuǎn)角； Smax、 Smin、 Dmax、 Dmin為試樣承受的最大或最小剪應(yīng)力、剪應(yīng)變；△ t為滯后時間。 ? 由于強制振動法的測定方法比較簡單，同時也模擬了路面實際承受的反復(fù)施加的交通荷載，更接近強迫振動的方式，故通常瀝青材料的動載試驗也采用此方式。當(dāng)虎克體承受的應(yīng)力呈正弦波時，振幅即應(yīng)力最大值為 ζ。 。 ，應(yīng)變速度與應(yīng)力位相相同， 因此，相當(dāng)于速度與應(yīng)力之積的外部功均作為熱能被消耗。其基本特性如下表所示。 、基本流變模型 、基本流變模型 對粘彈體施加等應(yīng)變荷載，應(yīng)力和應(yīng)變兩者均按正弦變化，但應(yīng)變滯后于應(yīng)力， δ是滯后相角，即： ε=ε0sinωt , ζ=ζ0sin(ωt+δ) 則 于是應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系就可以用一個與應(yīng)變同向的最 El (儲能 模 量 )和一個與應(yīng)變相差 90176。 每一周期的能量損害△ ε為： 用類似的方法可定義出復(fù)數(shù)柔量為： 為了解粘彈性的全貌，必然掌握時間或頻率的影響， 以麥克斯韋爾體為例， 根據(jù)式計算式繪出的復(fù)數(shù)模量與頻率的關(guān)系圖可知：高頻 E1趨向一高值極限呈玻璃態(tài)固體；當(dāng)?shù)皖l時，趨向一低值極限。 從損耗 E2的圖象也可以看到粘彈行為，在高額與低頻時 E2趨近于零，而在兩種頻率之間的粘彈區(qū) E2增大。也可以用損耗因子 tgδ來表示。 動態(tài)剪切流變試驗的幾個基本假設(shè)條件： ? 瀝青力學(xué)性質(zhì)在整個瀝青內(nèi)部分布是均勻的； ? 瀝青性質(zhì)在小應(yīng)變作用下符合線粘彈性原理； ? 瀝青試樣與上下底板緊密接觸，無滑脫現(xiàn)象。試件制備有兩種方式： ? 把足夠數(shù)量的瀝青直接倒在板上以形成足夠的厚度； ? 用模具制備瀝青試件，然后把它放在動態(tài)剪切流變儀的振動板和固定板之間。 ? ? ? 將圓片狀瀝青試樣夾在二個平行板中，一塊板固定，一塊板上施加固定的應(yīng)變并以 10rad/s擺動速度以 的順序擺動，測定結(jié)合料 G*及 。 大多數(shù)粘彈性材料 0δπ/2， δ反映了材料粘彈比例。 ? 復(fù)數(shù)剪切勁度模量 G* 動態(tài)荷載作用下應(yīng)力和應(yīng)變之比定義為復(fù)數(shù)剪切勁度模量 G*，低溫條件下， G*值越大，則其低溫流動能力越差，低溫抗裂性越差。虛數(shù)部分’ ‘ G 反映變形過程中由于內(nèi)部摩擦產(chǎn)生的以熱的形式散失的能量，所以叫損失彈性模量，簡稱損失模量。 這一研究結(jié)果表明，采用 DSR 進(jìn)行溫度掃描，相當(dāng)有效地評價了瀝青加入不同比例、不同品種的礦粉、水泥填料后，瀝青膠漿高溫性能明顯提高，但是提高程度不同。摻加聚丙烯晴纖維的瀝青膠漿回歸曲線較平緩，說明它的感溫性能良好，其余各種填料瀝青膠漿的感溫性相近；短期老化可以整體提高瀝青膠漿的粘度與車轍因子，但是沒有改變各種填料對高溫性能貢獻(xiàn)的次序；加入填料后，瀝青膠漿疲勞因子顯著增大，說明不同填料降低瀝青膠漿疲勞性能的程度有所不同。 ? 八、彎曲梁流變試驗（ BBR） ? 將經(jīng)過 RTFOT和 PAV老化的瀝青制成 125mm的梁， 在某一負(fù)溫時用 980mN荷 載加載 240s，測 1 60、 1 240s時的力、撓 度、蠕變勁度 s(t)及蠕變率 m。 根據(jù) ti和 S(ti)值 ,可回歸公式 : logS(t)=a+blogt+c(logt)2 a、 b 、 c為回歸系數(shù) 。 BBR試驗溫度為路面最低溫度加 10℃ 。 勁度模量值越低，表明瀝青的低溫性能越好， m 值越大，瀝青松弛應(yīng)力的能力越好，低溫性能越好。 C 勁度 (荷載反應(yīng) ) 30 25 60 135 彈性 粘性 elastic solid viscous fluid 60 C25 C1 hour1 hour 10 hours BBR 試驗的試驗溫度與路面所在地區(qū)的使用溫度有關(guān)，從理論上講，它必須在當(dāng)?shù)氐淖畹驮O(shè)計溫度下進(jìn)行。但據(jù)瀝青材料時溫?fù)Q算法則，可將荷載作用時間縮短為 60s，試驗溫度較設(shè)計最低溫度高 10℃ 。試驗溫度提高 10℃ ，且試驗時間縮短，從而使試驗簡單化。 計算破壞應(yīng)變 ?f: 要求 ?f≥% 。用激光測微計測試 件的伸長 。只要瀝青工作溫度不低于此極限勁度溫度，瀝青就不會開裂。也就是說，如果在最低路面設(shè)計溫度時測得的瀝青勁度小于 300MPa，路面就不會開裂。不同的瀝青其勁度隨時間的變化是不相同的，蠕變勁度主曲線的形狀隨時間的變化趨勢與低溫開裂之間存在明顯的相關(guān)關(guān)系。否則，溫度應(yīng)力累計到一定程度，低溫開裂就會產(chǎn)生。因此，當(dāng)蠕變勁度在 300600Mpa 之間時，且 m 值大于等于 ，必需進(jìn)行 DT 試驗。破壞定義為應(yīng)力達(dá)到最大值時的荷載，而并非試件破裂時的荷載，規(guī)范要求破壞應(yīng)變最小為 1％。2022年，該模型被列入 AASHTO（ 2022） MP1a草案（ AASHTO PP4201）。 該方法規(guī)定：通過對壓力老化試驗 (PAV)后瀝青試樣在不同溫度條件下的 BBR 試驗和 DT 試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸計算，得到瀝青膠結(jié)料在低溫條件下的臨界開裂溫度 Tcr，再對照標(biāo)準(zhǔn)確定瀝青的低溫性能等級。 ? 將彎曲梁流變儀 BBR 提供的蠕變勁度曲線通過一系列的換算，得到瀝青的溫度應(yīng)力曲線；直接拉伸試驗儀 DT 提供破壞應(yīng)變的同時還提供了破壞應(yīng)力。 十、 AASHTO MP1a 規(guī)范的臨界開裂溫度 溫度應(yīng)力則需進(jìn)行一系列的數(shù)學(xué)變換得到。將勁度主曲線S (t)轉(zhuǎn)換成蠕變?nèi)崃?D (t)，再進(jìn)一步轉(zhuǎn)換成松弛模量 E (t)，然后由松弛模量計算瀝青的溫度應(yīng)力。到目前為止，在溫度應(yīng)力的計算方面影響最為深遠(yuǎn)的研究應(yīng)首推 Hills 和 Brien 的工作。由于瀝青混凝土是一種典型的粘彈性材料，存在蠕變和應(yīng)力松弛效應(yīng)。 Hills 公式只考慮了在溫度變化過程中勁度模量隨溫度的變化而變化，對于任何一個時間段 (或溫度變化區(qū)間 ΔT)而言，其勁度模量為一常量，首先計算出每個小降溫時段的溫度應(yīng)力，最后疊加得到整個降溫過程中所產(chǎn)生的溫度應(yīng)力。由于勁度模量值是溫度和時間的函數(shù)。因此，有必要從應(yīng)力松弛的角度來計算連續(xù)變溫時，在瀝青混凝土路面中的溫度應(yīng)力。一般認(rèn)為瀝青混凝土屬簡單熱流變材料，具有時間一溫度等效性。 因此，溫度從 t0 時的 T0 變化到 t 時的 T 時，產(chǎn)生的溫度應(yīng)力 ζ應(yīng)為： 采用離散法來處理連續(xù)降溫問題，即把降溫時間等分為 n 段，設(shè)各段起止時刻分別為ｔ 0,ｔ 1,ｔ 2,..,ｔ n，相應(yīng)各時刻所對應(yīng)的溫度為 T0， T1， T2， ..,Tn。由于溫度時刻在變化，所以松弛時間并不是簡單地把起止時刻相減 (ｔ nｔ i)，而是應(yīng)按前面的推導(dǎo)，把不同溫度下的松弛時間根據(jù)時溫轉(zhuǎn)換原理轉(zhuǎn)換成 Ti 溫度時的松弛時間。 ? 新的評價瀝青低溫性能的方法通過數(shù)學(xué)模型的方式，利用 BBR 和 DT數(shù)據(jù)回歸計算得到臨界開裂溫度， 對瀝青低溫性能的預(yù)測更加直觀。計算過程中用到的參數(shù)：假定瀝青的線膨脹系數(shù)為 104mm/mm/℃ ，冷卻速率為 1℃ /h，計算溫度