沥青黏度影响因素的研究.pdf

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1、2014年8月石油沥青PETROLEUMASPHALT第28卷第4期·标准与检测·沥青黏度影响因素的研究张丽宏(福建省高速公路达通检测有限公司，福州350108)摘要：沥青黏度是沥青一个重要指标。在分析沥青黏度的原理及黏度计的原理之后，利用黏度计进行黏度影响因素分析，主要分析温度、时间、转速和转子对黏度的影响。试验结果表明黏度的对数与温度成较好的线性关系，转速对黏度的稳定时间有较大的影响，转速、转子对黏度都有一定的影响。关键词：黏度牛顿流体转速温度沥青作为流变性液体，黏度是其首要的技术分析其黏度

2、测试的原理。性质，黏度大，则其抗变形能力及弹性恢复能力外圆筒是用来盛被测液体的容器，其半径为强，且与沥青路面的高温稳定性有很大关系。但R，内圆筒为浸入被测液体内可旋转的转子，两黏度大，其混合料的施工和易性变差，因此世界者同轴，其半径为R，长度为f，旋转的角速度上绝大多数国家的沥青标准中都列入了黏度的限为，当转子转动时，液体间各液层速度不同，制范围，美国的部分州、澳大利亚、加拿大都采有速度梯度存在，液层间产生的内摩擦力f，用黏度对沥青进行分级⋯。U，』．．近年来出现较多的橡胶沥青、降黏型温拌剂正比

3、于两液层间接触面积／tS及速度梯度，因U，等等一系列新产品，其黏度的测定原理尤为重此黏度公式：要，目前较为普遍认可是采用布氏旋转黏度计进行黏度测定1，本研究将采用布氏旋转黏度计厂=s=进行黏度试验，分析黏度的影响因素。所以黏滞力矩71为：1沥青黏度原理及黏度计计算公式黏度是由流体内部分子结构之间的引力形成=矿=r(2)内摩擦，从而在外部表现为抵抗流体流动的能2T2仃(3)力4j。当温度高于沥青软化点时，沥青表现为JRJS黏性流动的特性，其中最理想的流动形态是牛顿因为外筒角速度为0，转子角速度为n

4、，对层流流体，其剪应力与剪应变的比值为定值即牛式f3)两沩积分得到．顿流体的黏度’。。但石油沥青结合料是由结构I=一1)(4)和分子量互不相同的分子组合而成，其流动性能当旋转圆筒内液体随转子一起转动达到稳定由分子结构及分子相互之间的引力决定，因此其时，其黏滞力矩与电机壳体的游丝扭矩平衡，即剪切应力与剪切应变的比值随温度而变化，表现为非牛顿流体。因此目前测定的都为条件黏度，收稿日期：2014—02—07。将其剪应力与剪变率之比称为视黏度或表观黏作者简介：张丽宏，女，(1982一)，工程师，2009

5、年硕士度，从而简化非牛顿体的研究。研究生毕业于东南大学道路与铁道工程专业，主要从事沥青路面的试验检测，新技术、新材料的应用，已发表lO篇根据JrI1GE2O—2011《公路工程沥青及沥青期刊论文(国内核心期刊)，1篇优秀会议论文。Emall：混合料试验规程》布氏旋转黏度的试验方法_7J，zhanglihongz1984@163．Corno第4期张丽宏．沥青黏度影响因素的研究69进行该方案的试验。12．1温度=一1)沥青黏度随温度的升高而降低这个规律比较明确，但是沥青黏度随温度变化曲线是该方案设=

6、一4丌[【1-(IR／J×～-oo。(5)计的重点，为此选取SBS改性沥青及两种基质沥青进行不同温度下的黏度试验，具体试验结果叼=r面x2rrlR2~[【-卜一㈢IJ】J；(·ooo如图1和2所示。1000r=(6)设【1一㈢】，可=100Or(7)．j}设K=1I1一走)，当转子一定时，其值是常数，豫叩百(8)图1改性沥青黏度与温度关系根据式(7)可以得出当转子与转速固定时，黏度与剪切应力成正比，根据式(8)可以看出在转子一定时，黏度与扭矩成正比，与转速成反比，由于剪变率与速度成正比，因此可以

7、根据布氏旋转黏度计的原理简化得出黏度的计算公式：叼=(000(9)S=nk(10)F=klk2k3T／10(11)图2基质沥青黏度与温度关系式中：77——黏度，Pa·s；n——转速，r／min；从图1可以看出黏度随温度升高而下降，且kl——扭矩常数；黏度曲线在130℃左右出现拐点，拐点以前的黏——转子体积常数；度随温度升高快速下降，拐点以后黏度趋于稳——转子剪变率常数；定，变化缓慢。从图2可以看出基质沥青在130S——剪变率，1／s；℃左右出现转折点，100—130℃之间黏度与温F——剪应力，N

8、／m；度接近线性关系，150℃之后由于黏度非常小，——扭矩百分数。在黏度温度曲线上呈现为平台，大量研究结果也2黏度试验分析显示基质沥青在100℃之后成牛顿流体，而改性根据上述公式可以看出，相同温度下的黏度沥青在100oC为非牛顿流体，但其黏度随温度的与沥青的品种、仪器参数有关，为此选取同一黏升高也是快速下降J。度计(BrookfieldDVRV—II黏度计)、同一转子结合阿累尼乌斯(arrhenius)方程对黏度与(27号)进行试验(除分析转子影响部分外)，温度关系进行解释：采用同一种沥青(基质