沥青材料的感温性

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2013/11/15,#,沥青,材料的感温性,交通工程学院,张再侠,沥青材料的感温性,第一节 概述,第二节 沥青感温性指标,第三节 改善道路沥青感温性的措施,沥青材料的感温性,第一节 概述,感温性指标：表征沥青随温度而发生性质变化幅度的指标。,沥青材料的感温性,弹性行为,低温开裂,粘弹性行为,永久变形,抗疲劳性能,粘性行为,沥青材料的感温性,沥青在不同温度下的这些性质可以用图,2-1-2,描述。,在低温（低于玻璃化温度,T,g,）状态下是玻璃状的弹性态（弹性模量），高温时为流动态（粘度），在大部分道路的使用期是类似于橡胶的粘弹性态（劲度模量）。,沥青材料的感温性,由于沥青材料的粘弹性，它的任何性质都是温度和时间的函数，图,2-1-3,表示沥青在,60,下流淌,1h,，相当于,25,下流淌了,10h,。,沥青材料的感温性,从图中可以看出，变化相同的温度，,A,沥青的针入度或粘度的变化小于,B,沥青，而,B,沥青的变化小于,C,沥青，,这种受温度影响沥青性质变化的程度就叫做沥青的温度敏感性，简称感温性。,最,常用的描述沥青感温性的指标是针入度指数,PI,值,沥青材料的感温性,第二节 沥青感温性指标,国际上用以表示沥青感温性能的指标有许许多多表达式，现在普遍采用的有,针入度指数,PI,、,针入度粘度指数,PVN,及,粘温指数,VTS,等。表,2-1-1,表示这些指标所反映的温度范围。,沥青材料的感温性,1.,沥青试验数据图（,BTDC,）,1969,年，壳牌石油公司研究所,W,Heukelom,提出了一种沥青试验数据图（,Bitumen Test Data Chart,），简称,BTDC,，用以表征石油沥青常规试验性质的相互关系。这些性质包括针入度、软化点、粘度、脆点、滴点等。,BTDC,曲线的最大特点是能反映沥青全温度域的性质指标的变化情况，曲线的斜率表示沥青性能受温度影响变化的幅度，所以是表示沥青感温性的最好办法。,沥青材料的感温性,利用,BTDC,，可以区分三种类型的沥青：,（,1,）,S,级沥青,（,2,）,B,级沥青,（,3,）,W,级沥青,沥青材料的感温性,2.,针入度指数,PI,早在,1936,年,Pfeiffer,和,J Phand VanDoormaal,就通过大量的沥青试验，得出了沥青针入度（对数）温度直线关系：,Pfeiffer,和,J Phand,VanDoormaal,定义了针入度指数的概念，并以通常使用的一种墨西哥,200,号道路沥青的温度敏感性为标准，假定其针入度指数,PI,为,0,，由此制定的针入度指数,PI,为：,由此概念出发，便得到了一系列计算针入度指数,PI,的方法。,lg,P,=,AT,+,K,沥青材料的感温性,（,1,）由,25,针入度及软化点计算,PI,此式仅适用于蜡含量很少的,S,级沥青，对我国大量使用的多蜡沥青，在软化点温度下，针入度不一定是,800,，因而是不适用的。,沥青材料的感温性,（,2,）,由,25,针入度,及,脆点,计算,PI,沥青材料的感温性,（,3,）由不同温度的针入度计算,PI,通常采用,15,、,25,、,30,（或,5,）的针入度,沥青材料的感温性,（,4,）由,0.2Pas,等粘温度及软化点计算,PI,此式对于蜡质沥青不适用，因为,T,R&B,有假象，应予修正。方法是将针入度区直线延长与,T,800,线相交，该温度,T,N,即修正软化点。,沥青材料的感温性,（,5,）切夫隆公司的针入度指数诺谟图,沥青材料的感温性,(6),其他针入度温度感应性的表示方法,沥青材料的感温性,3.,沥青的针入度粘度指数,PVN,Mcleod,提出了用,25,针入度与,135,粘度决定针入度指数的方法，并把此法求得的针入度指数称为针入度粘度指数，简称,PVN,。,Mcleod,还提出了利用,PVN,反算出基准软化点，再由,Van der Poel,诺谟图计算沥青劲度的方法。,沥青材料的感温性,4.,粘温指数,VTS,沥青粘度随温度而变化的程度直接反映了沥青的感温性，因此沥青的粘温关系是流变学的基本内容之一。各国学者对此进行的研究甚多，大致有以下几种表达形式：,（,1,）,Audrade,的纯理论公式,此式也可以用对数形式表示,（,2,）,Lee,的试验式,（,3,）,Sohweyer,的试验式,沥青材料的感温性,（,4,）,Cornelissen,的试验式,（,5,）,Walther,与,Saal,的试验式,沥青材料的感温性,5.,沥青等级指数,C.I,沥青等级指数,C.I,实际上是一种沥青类型指数，与壳牌石油公司提出的,BTDC,图的意义相同。它是利用沥青在较高温度下，即粘度区的性质与沥青软化点的关系建立的。,C.I,的计算方法如下：,令,沥青材料的感温性,6.,温度敏感性指标的选择,既然沥青的感温性指标的表达方式多种多样，就必然存在一个选择及各种指标的适用性的问题。尤其是对,PI,及,PVN,两个指标哪个更能反映沥青的感温性，不同的研究者有不同的看法。,沥青材料的感温性,沥青材料的感温性,沥青材料的感温性,7.,针入度测定值对针入度指数,PI,的影响,由试验可知，针入度试验的精度对,PI,值有较大的影响，尽管相关系数大于,0.995,，但由于试验温度不同，计算的,PI,值也不同。,沥青材料的感温性,8.,不同地区,PI,要求的建议值,沥青材料的感温性,第三节 改善道路沥青感温性的措施,既然道路沥青的感温性对沥青的路用性能至关重要，而且把道路沥青的针入度指数作为沥青标准中的最核心的指标看待，那么改善沥青感温性就显得非常重要。,目前，通常改善道路沥青的感温性的措施都集中在两个途径上：,在沥青的生产部门，认真选择原油，炼制温度敏感性低的沥青，使其具有更好的路用性能；,在沥青应用部门，通过采用各种类型的改性措施改善沥青（或沥青混合料）的感温性。,沥青材料的感温性,沥青材料的感温性,沥青材料的感温性,谢谢！,