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《基于玻璃化转变温度的沥青混合料低温性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、华南理工大学学报(自然科学版)第38卷第10期JournalofSouthChinaUniversityofTechnologyVo.l38No.102010年10月(NaturalScienceEdition)October2010文章编号:1000565X(2010)10008905*基于玻璃化转变温度的沥青混合料低温性能研究1,211尹应梅张肖宁邹桂莲(1.华南理工大学土木与交通学院,广东广州510640;2.广东工业大学土木与交通工程学院,广东广州510006)摘要:鉴于目前尚未有公认、合理的沥青和沥青混合料低温性能评价指标,提出采用玻璃化转变温
2、度来进行评价.采用动态剪切流变仪AR2000对不同沥青和沥青混合料在线粘弹范围内进行了动态频率扫描;应用时温等效原理对频率扫描结果分析得到不同材料的玻璃化转变温度,并用沥青混合料低温弯曲试验进行验证.结果表明,由动态频率扫描测试得到的玻璃化转变温度符合路面实际情况,且物理意义明确,沥青和沥青混合料的玻璃化转变温度与混合料低温弯曲破坏应变相关性良好.因此,玻璃化转变温度可用于评价沥青和沥青混合料的低温性能.关键词:沥青混合料;玻璃化转变温度;主曲线;低温性能;动态剪切流变仪中图分类号:U416.2do:i10.3969/.jissn.1000565X.2010.
3、10.017沥青路面低温开裂是道路工程领域普遍存在的质上是分子运动的宏观表现,玻璃化转变温度能表[910]严重问题之一,在寒冷地区尤为突出.沥青及沥青混征沥青混合料低温性能的优劣.最理想的状态合料的低温特性是影响沥青路面低温开裂的重要因是玻璃化转变温度小于其最低服务温度,在整个服素.为了评价沥青和沥青混合料的低温性能,广大道务温度内沥青混合料都具有良好的变形能力,能够路研究者提出了低温延度、弯曲梁蠕变(BBR)试验松弛掉因温度降低而产生的温度应力,减少低温裂和直接拉伸(DT)试验、间接拉伸试验、弯曲试验、弯缝的产生.玻璃化转变温度表征了高分子复合材料曲拉伸蠕变试验、
4、劈裂蠕变试验、三点弯曲J积分试链段运动得以开始或被冻结的温度,常采用热膨胀[2]验等低温试验方法,但均未得到广泛认同[17].如何法(NCHRP910报告中推荐采用这种方法)、量热法和动态力学温度谱法等进行测试,然而,玻璃化转正确评价沥青混合料的低温性能依然是道路工程领[35,8]变温度描述了一种热力学上的非平衡态,是一个动域的重要研究课题.沥青混合料是以沥青、集[7]力学转变温度,往往随测试方法和条件而改变.料和矿粉组成的复杂结构体系,属于典型的热流变实践证明,高分子复合材料的模量要变化几个数量粘弹性材料,其低温性能受到沥青类型、掺量、制作级,用量热法测定的玻璃化
5、转变温度不太准确,采用[46]工艺及微观结构的综合影响.理想形变-温度[6,9,11]动态力学热分析方法则往往更为可靠.但有研曲线的热流变粘弹材料,常采用引起膨胀率、热容、究表明[8],采用动态力学温度谱测试玻璃化转变温导热率、折光率等物性参数突变的玻璃化转变温度度(损耗模量或出现峰值的温度)会得到两个温度来表征其低温性能,该指标引起了道路研究者的广值,再者,实际测量时可能未覆盖玻璃化转变温度.[58]泛关注.沥青混合料的服务温度经历了从玻璃到目前为止,对于沥青及沥青混合料玻璃化转变温[710]态到粘流态的整个过程,沥青混合料的力学状态实度的测试并没有公认、合理的测
6、试方法.因路面收稿日期:20091222*基金项目:国家自然科学基金资助项目(50878090)作者简介:尹应梅(1976),女,博士生,主要从事路面结构和材料研究.Emai:lmerry025@163.com90华南理工大学学报(自然科学版)第38卷处于不同温度及不同频率车辆动荷载的作用下,文式中:Tg为材料的玻璃化转变温度;T为材料温度;中采用美国TA公司生产的AR2000动态流变仪,T为温度T时的水平移位因子;C1、C2为经验常基于动态力学分析法测试沥青和沥青混合料在不同数,随着参考温度而变.温度及不同频率下的粘弹参数,然后根据时温等效原已有的研究表
7、明,若以高分子聚合物的Tg作为理得到参考温度下的移位因子,再根据移位因子和参考温度,则非晶态高聚物的普适常数C1=1744,WLF方程回归拟合得到沥青及沥青混合料的玻璃化[12]C2=516,和实际有出入.为此,可根据式(1),在转变温度,并采用玻璃化转变温度评价沥青混合料的测定温度条件中选定任意两个不同温度T0和T1来低温性能.推导Tg,则有1玻璃化转变温度的测试方法-C1(T0-Tg)lgT=(2)0C2+(T0-Tg)为了确保试验数据的重现性,动态频率扫描试-C1(T1-Tg)验限定在线性粘弹性范围内.试验所用沥
