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1、PG=Performance Grade,概述,主要介绍下内容 Superpave沥青胶料测试基本实验简介 动态剪切流变仪测试原理 SHRP测试标准（DSR） Bohlin沥青测试标准程序简介 CVOR-ADS硬件及软件操作步骤 Bohlin软件数据界面,1.Superpave沥青胶料测试基本实验简介,1.1 Superpave的诞生,上世纪七八十年代，美国沥青路面出现了严重的早期破坏 通过调查，绝大多数道路工作者直觉地认识到美国普遍应用的马歇尔设计方法难以满足交通现状的需要，因此有必要对沥青混合料设计方法作进一步的改进 美国国会1987年批准建立公路战略研究计划(SHRP)，历时5年，耗资1
2、亿5千万美元，于1993年形成了SHRP研究的最终成果-Superpave体系 Superior Performing Asphalt Pavements高性能沥青路面,1.2 Superpave主要内容,Superior Performing Asphalt Pavements高性能沥青路面 规定沥青胶结料和矿物集料性质 沥青混合料设计和分析路面性能 包括采用新的胶结料物理特性试验的沥青胶结料规范、一系列集料实验和规范、一个热拌沥青混合料设计和分析体系以及集成体系各部分的计算机软件 特点：其实验体系所采用的温度条件和老化条件更能体现路面实际情况,1.3 Superpave沥青胶料测试基本实验
3、,1.3.1 采用Superpave之前的沥青测试方法,100 g,100 g,penetration,0 sec,5 sec,针入度实验,粘度测试,vacuum,Capillary Tube cs,100 A9,缺点：经验性较强,Asphalts A = C Pen Grade B = C Visc Grad,1.3.2 Superpave胶料测试试验,路面老化,疲劳开裂,车辙,施工,低温开裂,测试仪器,RV,DSR,DTT,BBR,2.动态剪切流变仪测试原理,剪切流动测试抽象模型 基本概念-剪切,a,d,b,A,假设一个立方体的长宽高分别为a，b，d。,面积A = ab 高 = d,基本概
4、念-剪切应力（Shear stress）,单位面积所受的剪切力（The applied force per unit area） 1 N/m2 = 1 Pa,剪切应力,Pa,基本概念-剪切应变（Shear strain）,剪切应变 （Shear strain）被简称为应变（Strain） 无量纲，常常用%表示,剪切应变,无量纲,基本概念-剪切速率（Shear rate）,剪切应变速率（Shear strain rate）或者剪切速率（Shear rate） ，表示剪切应变快慢 单位 s-1,剪切速率,S-1,剪切粘度(Shear viscosity),粘度就是流动的阻力 粘度越大，越难流动（蜂
5、蜜，酸奶等） 粘度越小，越容易流动（水等）,剪切粘度 =,剪切应力（施加外力）,剪切速率（运动速度）,Pa.s,单位（Unit） Pascal second Pa.s (SI) Poise P (CGS) 1 Pa.s = 10 P, 1 mPa.s = 1 cP,上板振荡,下板固定,胶料样品,2.1 DSR测试区域,测试胶料的物理特性，包括： 硬度, 弹性和粘性,施加应力,t,t,测量相对形变,g,下板 固定,应变 (相对形变程度),上板 (振荡),d = 相位角,应力 (单位面积上的作用力),DSR,测试得到 G* 和sind,应变, g = Fr/h,应力, =2T/r3,T = 作用力
6、矩,沥青胶料样品,r = 样品半径,F = 角位移量,h = 样品厚度,复数模量 G* = / g,DSR,复数模量G* ： 抗形变能力,相位角： 粘弹性比例,车辙因子：G*/sin 沥青胶料劲度的高温粘性成分,疲劳开裂因子：G*sin 沥青胶料劲度的低温弹性成分,2.1 DSR测试参数,3.SHRP测试标准（DSR）,2.1 粘性变形车辙,强调车辙的规范要求,胶料原样的车辙因子至少为1.00kPa，在烘箱中老化后至少为2.2kPa，小于以上数值，则胶料太软，不能抵抗永久形变，抗车辙性能较差,2.2 弹性形变疲劳开裂,强调疲劳开裂规范要求,胶料原样的疲劳（开裂）因子至多为5000kPa，大于该
7、数值，则胶料太硬，容易发生疲劳断裂,2.3 沥青性能分级PG,根据不同老化条件（原始、RTFO、PAV老化）下的沥青在不同温度下的车辙、疲劳因子数值，对沥青等级进行区分，DSR为其中某些分级参数测试提供测试依据,4. Bohlin沥青测试标准程序简介,4.1 测试程序概述,根据AASHTO测试要求，制定沥青测试标准测试程序，对测试夹具、间距、温度、控温类型等参数进行规定，自动判定沥青是否符合等级要求或者对沥青进行分级, binder：单点测试 e.g. : G*/sin 2.2kPa Pass G*/sin 2.2kPa Pass 进入下一个温度 70G*/sin 2.2kPa Pass 停止
8、RTFO等级区 分试验,4.2 测试程序目的及释义,SHRP标准测试程序意义： 1. Original Binder（原样沥青单点测试实验） 用于检测64下，原样沥青的车辙因子是否符合标准（G*/sin 1kPa即符合64标准）。 2. Original Binder Grade（原样沥青等级区分实验） 用于鉴定原样沥青的品质等级，首先在64测试材料的车辙因子，与1kPa比较，然后系统将自动进入下一温度（比上一温度高6或低6）进行测试，直至材料的等级得以确定。 3. Original Binder Linearity（原样沥青线性区确定实验） 用于检测64下，原样沥青的车辙因子对应线性区是否符
9、合标准（线性区是否大于12%）。 4.RTFO Binder（RTFO沥青单点测试实验） 用于检测64下，RTFO老化沥青的车辙因子是否符合标准（G*/sin 2.2kPa即符合64标准）。 5. RTFO Binder Grade（RTFO沥青等级区分实验） 用于鉴定RTFO老化沥青的品质等级，首先在64测试沥青的车辙因子，与2.2kPa比较，然后系统将自动进入下一温度（比上一温度高6或低 6 ）进行测试，直至材料的等级得以确定 6. PAV Binder（PAV老化沥青单点测试实验） 用于检测25下，PAV老化公路沥青的车辙因子是否符合标准（G*sin 5MPa即符合25标准）。 7. P
10、AV Binder Grade（PAV老化沥青等级区分实验） 用于鉴定PAV老化沥青的品质等级，首先在25测试材料的车辙因子，与5MPa比较，然后系统将自动进入下一温度（比上一温度低3或高3 ）进行测试，直至材料的等级得以确定。 8. Cannon Standard（Cannon标样标准测试） 用于标样标准测试，该测试在58下进行，测得材料的复数粘度，并与参考值相比较，二者偏差在10%以内，则表明仪器工作正常；,5.CVOR-ADS硬件及软件操作步骤,操作步骤概要,5.1 开机步骤 5.2 测试程序及夹具选择 5.3 实验步骤 5.4 数据分析及保存 5.5 实验结束 5.6 实验注意事项,5
11、.1 开机步骤,1. 打开空压机电源，空压机开始工作，待空压机上压力表气压至少超过5bar后，接通压缩空气过滤器处空气阀门（将过滤器开关下扳即可） 2. 待过滤器气压稳定在约3bar后，再依次打开流体冷却泵（为白色PE塑料桶，将插头插入接线板即可）、Julabo F25水浴装置（共2个绿色开关，分别位于该装置的上下方）、流变仪主机（开关位于流变仪背部左下角） 3. 按流变仪面板上“”按钮，完成流变仪初始化，流变仪轴承系统将向下运动至一定位置停下，初始化结束后按“”按钮，流变仪轴承系统向上运动至最高处,压缩空气过滤器,流体冷却泵,Julabo F25,CVOR主机,5.2 测试程序选择,1.打开
12、电脑主机，启动操作软件（桌面上Bohlin R6.50.5.7软件），直接登录进入软件； 2.选择合适标准测试步骤（如有其他自定义测试步骤则需另外选择），点击上方“edit”进入参数设置步骤，根据软件右侧夹具显示栏选择合适夹具（PP DSR25-上下板直径为25mm或PP DSR 8-上下板直径为8mm）,5.3 实验步骤,1. 按下Julabo F25水浴装置工作按钮（位于该装置上方控制面板上，右侧第一个，按下该钮后装置马达开始运转），此时打开调节水浴装置出水阀（位于装置上方背部），小心调节该阀门直至流变仪上ADS单元内有水面上下运动且不溢出位置； 2.待软件上温度显示在设定温度的0.5以内
13、后，将水位限制罩（为白色四角塑料罩）套在上夹具上方的锁扣和插销之间，并用锁扣将上夹具锁紧；,上下夹具系统，左侧为PP DSR25系统，右侧侧为PP DSR8系统,夹具锁扣,水位限制罩,3.按下流变仪面板上ZERO按钮，流变仪系统对板间距校零，校零结束后，面板上GAP显示屏数值为“0000”，待“OK”指示灯亮后，按下面板“”按钮，抬至最高处或其他合适位置； 4.预热好沥青样品（约130度下预热），分以下情形操作 情形1：若采用PP DSR 25，则将沥青倒在硅胶模中央， 冷却1分钟后，将硅胶模置于上夹具下，沥青样品贴在上夹具表面，然后取下模具 情形2：若采用PP DSR 8，则可以直接用玻璃棒
14、等工具，蘸上一滴沥青并置于夹具下表面 5.点击软件上“start”按钮，夹具下压至某一间距处，刮样工具沿上下夹具外沿将多余样品刮去，刮样要尽量贴紧上下夹具，且不要带出样品。将水位限制罩插在下方ADS内插孔内，并继续调节进水阀，直至水将样品完全浸泡且不溢出ADS进样结束后，拔开插销，点击软件上确认按钮，仪器将继续下压50微米后开始测试；,注意：确认刮样结束后，务必拔开插销！,6.实验过程中，软件界面中可以查看车辙因子、疲劳因子、温度等参数曲线,图形区域,放弃测试,步进,表格区域,返回上级界面,退出测试界面,7.数据保存和导出：实验结束后，点击File save 或save as 保存参数文件(.
15、pow)和数据文件(.dow)，其中dow文件可以用excel直接打开，选择相关数据复制即可。 8.数据分析： 点击view results box即可查看单点测试结果（Pass/Fail ）或分级测试结果（温度等级） 线性分析（仅用于Original binder linearity)，点击,温度,Pass/Fail,数据结果,分级结果,5.5 实验结束,1.实验结束后，佩戴手套将水位限制罩拔出，放在上夹具上方的锁扣和插销之间，按面板上“”按钮，将夹具抬起； 2.将Julabo F25水浴装置的出水阀关小，将上夹具小心拧下，用纸巾或其他溶液或铜刷或其他工具（硬度最大不超过铜质）将上夹具清理干净，用内八角扳手将ADS的下夹具固定套拧松，用长柄夹取出下夹具，用工具或溶剂将下夹具清理干净。,6.Bohlin数据结果界面,6.1 数据结果界面,实时原始数据： 温度、模量、相位角等等,计时器,数据名称及符号,数据曲线区域,放弃测试,测试阶段步进测试,数据表格区域,数据处理工具,帮助及返回键,6.2 数据曲线操作,6.2.1 更改X,Y轴属性,鼠标双击相应X，Y轴，将显示属性窗口,坐标类型 对数或线性,坐标轴范围：自动或手动输入,分割线线型和颜色,
