瀝青材料的感溫性

1、張?jiān)賯b 感溫性指標(biāo)：表征瀝青隨溫度而發(fā)生性質(zhì)變化幅度的指標(biāo)。感溫性指標(biāo)：表征瀝青隨溫度而發(fā)生性質(zhì)變化幅度的指標(biāo)。彈性行為彈性行為低溫開(kāi)裂低溫開(kāi)裂粘彈性行為粘彈性行為永久變形永久變形抗疲勞性能抗疲勞性能粘性行為粘性行為 瀝青在不同溫度下的這些瀝青在不同溫度下的這些性質(zhì)可以用圖性質(zhì)可以用圖2-1-22-1-2描述。描述。 在低溫（低于玻璃化溫度在低溫（低于玻璃化溫度T Tg g）狀態(tài)下是玻璃狀的彈性）狀態(tài)下是玻璃狀的彈性態(tài)（彈性模量），高溫時(shí)為態(tài)（彈性模量），高溫時(shí)為流動(dòng)態(tài)（粘度），在大部分流動(dòng)態(tài)（粘度），在大部分道路的使用期是類似于橡膠道路的使用期是類似于橡膠的粘彈性態(tài)（勁度模量）。的粘彈性態(tài)（

2、勁度模量）。 由于瀝青材料的粘彈性，由于瀝青材料的粘彈性，它的任何性質(zhì)都是溫度和時(shí)它的任何性質(zhì)都是溫度和時(shí)間的函數(shù)，圖間的函數(shù)，圖2-1-32-1-3表示瀝表示瀝青在青在6060下流淌下流淌1h1h，相當(dāng)于，相當(dāng)于2525 下流淌了下流淌了10h10h。從圖中可以看出，變化相同的溫度，從圖中可以看出，變化相同的溫度，A A瀝青的針入度或粘度的瀝青的針入度或粘度的變化小于變化小于B B瀝青，而瀝青，而B(niǎo) B瀝青的變化小于瀝青的變化小于C C瀝青，瀝青，這種受溫度影響這種受溫度影響瀝青性質(zhì)變化的程度就叫做瀝青的溫度敏感性，簡(jiǎn)稱感溫性。瀝青性質(zhì)變化的程度就叫做瀝青的溫度敏感性，簡(jiǎn)稱感溫性。最最常用的

3、描述瀝青感溫性的指標(biāo)是針入度指數(shù)常用的描述瀝青感溫性的指標(biāo)是針入度指數(shù)PIPI值值 國(guó)際上用以表示瀝青感溫性能的指標(biāo)有許許多多表達(dá)式，國(guó)際上用以表示瀝青感溫性能的指標(biāo)有許許多多表達(dá)式，現(xiàn)在普遍采用的有現(xiàn)在普遍采用的有針入度指數(shù)針入度指數(shù)PIPI、針入度粘度指數(shù)針入度粘度指數(shù)PVNPVN及及粘粘溫指數(shù)溫指數(shù)VTSVTS等。表等。表2-1-12-1-1表示這些指標(biāo)所反映的溫度范圍。表示這些指標(biāo)所反映的溫度范圍。 1969 1969年，殼牌石油公司研究所年，殼牌石油公司研究所 W WHeukelomHeukelom 提出了一提出了一種瀝青試驗(yàn)數(shù)據(jù)圖（種瀝青試驗(yàn)數(shù)據(jù)圖（Bitumen Test Dat

4、a ChartBitumen Test Data Chart），簡(jiǎn)稱），簡(jiǎn)稱BTDCBTDC，用以表征石油瀝青常規(guī)試驗(yàn)性質(zhì)的相互關(guān)系。這些，用以表征石油瀝青常規(guī)試驗(yàn)性質(zhì)的相互關(guān)系。這些性質(zhì)包括針入度、軟化點(diǎn)、粘度、脆點(diǎn)、滴點(diǎn)等。性質(zhì)包括針入度、軟化點(diǎn)、粘度、脆點(diǎn)、滴點(diǎn)等。 BTDC BTDC曲線的最大特點(diǎn)是能反映瀝青全溫度域的性質(zhì)指標(biāo)曲線的最大特點(diǎn)是能反映瀝青全溫度域的性質(zhì)指標(biāo)的變化情況，曲線的斜率表示瀝青性能受溫度影響變化的的變化情況，曲線的斜率表示瀝青性能受溫度影響變化的幅度，所以是表示瀝青感溫性的最好辦法。幅度，所以是表示瀝青感溫性的最好辦法。利用利用BTDCBTDC，可以區(qū)分三種類型的

5、瀝青：，可以區(qū)分三種類型的瀝青：（1 1）S S級(jí)瀝青級(jí)瀝青（2 2）B B級(jí)瀝青級(jí)瀝青（3 3）W W級(jí)瀝青級(jí)瀝青 早在早在19361936年年,Pfeiffer,Pfeiffer和和J J PhandPhand VanDoormaalVanDoormaal 就通過(guò)大量的瀝青就通過(guò)大量的瀝青試驗(yàn)，得出了瀝青針入度（對(duì)數(shù)）溫度直線關(guān)系：試驗(yàn)，得出了瀝青針入度（對(duì)數(shù)）溫度直線關(guān)系：PfeifferPfeiffer和和J J PhandPhand VanDoormaalVanDoormaal定義了針入度指數(shù)的概念，并以通常定義了針入度指數(shù)的概念，并以通常使用的一種墨西哥使用的一種墨西哥200200

6、號(hào)道路瀝青的溫度敏感性為標(biāo)準(zhǔn)，假定其針入度號(hào)道路瀝青的溫度敏感性為標(biāo)準(zhǔn)，假定其針入度指數(shù)指數(shù)PIPI為為0 0，由此制定的針入度指數(shù)，由此制定的針入度指數(shù)PIPI為：為：由此概念出發(fā)，便得到了一系列計(jì)算針入度指數(shù)由此概念出發(fā)，便得到了一系列計(jì)算針入度指數(shù)PIPI的方法。的方法。lgP=AT+K此式僅適用于蠟含量很少的此式僅適用于蠟含量很少的S S級(jí)瀝青，對(duì)我國(guó)大量使用的多級(jí)瀝青，對(duì)我國(guó)大量使用的多蠟瀝青，在軟化點(diǎn)溫度下，針入度不一定是蠟瀝青，在軟化點(diǎn)溫度下，針入度不一定是800800，因而是不，因而是不適用的。適用的。通常采用通常采用15、2525、3030（或（或55）的針入度）的針入度此式

7、對(duì)于蠟質(zhì)瀝青不適用，因?yàn)榇耸綄?duì)于蠟質(zhì)瀝青不適用，因?yàn)門 TR&BR&B 有假象，應(yīng)予修正。有假象，應(yīng)予修正。方法是將針入度區(qū)直線延長(zhǎng)與方法是將針入度區(qū)直線延長(zhǎng)與T T800800 線相交，該溫度線相交，該溫度T TN N 即修即修正軟化點(diǎn)。正軟化點(diǎn)。McleodMcleod 提出了用提出了用2525針入度與針入度與135135粘度決定針入度指數(shù)的方法，并粘度決定針入度指數(shù)的方法，并把此法求得的針入度指數(shù)稱為針入度粘度指數(shù)，簡(jiǎn)稱把此法求得的針入度指數(shù)稱為針入度粘度指數(shù)，簡(jiǎn)稱 PVNPVN。McleodMcleod還提出了利用還提出了利用 PVN PVN 反算出基準(zhǔn)軟化點(diǎn)，再由反算出基準(zhǔn)軟化點(diǎn)，再

8、由 Van der Van der PoelPoel 諾諾謨圖計(jì)算瀝青勁度的方法。謨圖計(jì)算瀝青勁度的方法。 瀝青粘度隨溫度而變化的程度直接反映了瀝青的感溫性，瀝青粘度隨溫度而變化的程度直接反映了瀝青的感溫性，因此瀝青的粘溫關(guān)系是流變學(xué)的基本內(nèi)容之一。各國(guó)學(xué)者因此瀝青的粘溫關(guān)系是流變學(xué)的基本內(nèi)容之一。各國(guó)學(xué)者對(duì)此進(jìn)行的研究甚多，大致有以下幾種表達(dá)形式：對(duì)此進(jìn)行的研究甚多，大致有以下幾種表達(dá)形式：（1 1）AudradeAudrade 的純理論公式的純理論公式 此式也可以用對(duì)數(shù)形式表示此式也可以用對(duì)數(shù)形式表示（2 2）Lee Lee 的試驗(yàn)式的試驗(yàn)式（3 3）SohweyerSohweyer 的試

9、驗(yàn)式的試驗(yàn)式 （4 4）CornelissenCornelissen 的試驗(yàn)式的試驗(yàn)式（5 5）Walther Walther 與與 SaalSaal 的試驗(yàn)式的試驗(yàn)式 瀝青等級(jí)指數(shù)瀝青等級(jí)指數(shù)C.IC.I實(shí)際上是一種瀝青類型指數(shù)，與殼牌石油實(shí)際上是一種瀝青類型指數(shù)，與殼牌石油公司提出的公司提出的BTDCBTDC圖的意義相同。它是利用瀝青在較高溫度圖的意義相同。它是利用瀝青在較高溫度下，即粘度區(qū)的性質(zhì)與瀝青軟化點(diǎn)的關(guān)系建立的。下，即粘度區(qū)的性質(zhì)與瀝青軟化點(diǎn)的關(guān)系建立的。C.IC.I的計(jì)算方法如下：的計(jì)算方法如下：令令 既然瀝青的感溫性指標(biāo)的表達(dá)方式多種多樣，就必然存在一個(gè)選擇及各種既然瀝青的感

10、溫性指標(biāo)的表達(dá)方式多種多樣，就必然存在一個(gè)選擇及各種指標(biāo)的適用性的問(wèn)題。尤其是對(duì)指標(biāo)的適用性的問(wèn)題。尤其是對(duì)PIPI及及PVNPVN兩個(gè)指標(biāo)哪個(gè)更能反映瀝青的感溫性，兩個(gè)指標(biāo)哪個(gè)更能反映瀝青的感溫性，不同的研究者有不同的看法。不同的研究者有不同的看法。 由試驗(yàn)可知，針入度試驗(yàn)的精度對(duì)由試驗(yàn)可知，針入度試驗(yàn)的精度對(duì)PIPI值有較大的影響，盡管值有較大的影響，盡管相關(guān)系數(shù)大于相關(guān)系數(shù)大于0.9950.995，但由于試驗(yàn)溫度不同，計(jì)算的，但由于試驗(yàn)溫度不同，計(jì)算的PIPI值也不同。值也不同。既然道路瀝青的感溫性對(duì)瀝青的路用性能至關(guān)重要，而且既然道路瀝青的感溫性對(duì)瀝青的路用性能至關(guān)重要，而且把道路瀝青的針入度指數(shù)作為瀝青標(biāo)準(zhǔn)中的最核心的指標(biāo)把道路瀝青的針入度指數(shù)作為瀝青標(biāo)準(zhǔn)中的最核心的指標(biāo)看待，那么改善瀝青感溫性就顯得非常重要。看待，那么改善瀝青感溫性就顯得非常重要。目前，通常改善道路瀝青的感溫性的措施都集中在兩個(gè)途目前，通常改善道路瀝青的感溫性的措施都集中在兩