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沥青动态剪切试验dsr流变学原理
沥青动态剪切试验（DSR）是一种用于评估沥青材料流变学性质的常用实验方法。
DSR实验方法基于沥青材料在剪切变形时的响应,通过施加正弦波形的动态应力以及测量材料的应变响应来分析沥青材料的变形行为。
DSR实验的流变学原理包括两个主要参数：频率和应变幅值。
频率是指施加剪切应力的频率,通常以弧长速度（rad/s）或角频率（rad/s）表示。
应变幅值则为施加剪切应力的最大值。
在DSR实验中,实验者测量沥青材料对施加的正弦波形应力的响应,并计算出复合剪切模量G*和损耗角δ。
G*代表沥青材料的弹性和粘性特性的平均值,而δ代表沥青材料的粘性特性。
DSR实验可以用于评估沥青材料的流变学特性,如动态剪切模量、黏度和延展性等。
通过分析沥青材料的流变学特性,可以优化沥青制品的性能设计,并预测其在使用中的性能。
动态剪切流变试验（DSR）动态剪切流变仪是一种评价高分子材料流变特性的通用仪器。
动态剪切流变仪用于测量沥青结合料的线粘弹性模量，在正弦(摆动的)加载模式下，可以得到不同温度、不同应力等级、不同试验频率下的测量结果，即温度扫描，应变扫描和频率扫描。
不同的测试模式只是固定的参数和改变的参数不同而已。
动态剪切流变仪的工作原理是：将试样夹在来回振荡的旋转轴和固定板之间，振荡板(常叫做“旋转轴”)从A点开始转动到B点，再从B点返回经A点到C 点，然后再从C点回到A 点，形成一个循环周期。
当力(剪应力f)通过旋转轴加到沥青上时，DSR就会测量沥青对此施加的力的反应(或剪应变)。
如果沥青是一个完全的弹性材料，其反应就与瞬时施加的力相一致，两者间的时间滞后就为零。
若是完全的粘性材料，荷载和反应之间的时间滞后就会很大。
在大多数沥青路面承受交通的工作温度下，沥青处于粘弹性的工作范围。
在DSR试验中施加的应力和产生的应变之间的关系，量化了这两种状况，提供了计算沥青胶结料的两个重要参数，复数剪切模量（G∗）和相位角（δ）。
复数剪切模量是材料重复剪切变形时总阻力的度量，它包括两部分：弹性(可恢复)部分和粘性(不可恢复)部分。
相位角是可恢复和不可恢复变形数量的相对指标。
G∗/sinδ为抗车辙因子，用来表示沥青材料抗永久变形能力，在最高路面设计温度下，其值越大表示沥青的流动变形越小，越有利于抵抗车辙的产生。
G′=G∗×cosδ为贮存剪切模量，反映沥青变形过程中能量的贮藏与释放，也称为弹性模量；。
G′=G∗×sinδ为损失剪切模量，反映沥青在变形过程中由于内部摩擦产生的以热的形式散失的能量，其值越大，表示重复荷载作用下的能量损失速度越快，也称为粘性模量。
很多研究表明，沥青混合料的疲劳损失、疲劳寿命与循环加载过程中的能量损失具有正比关系，因此较小的G∗/sinδ代表较好的抵抗疲劳能力。
在进行动态剪切流变实验之前应当采用应变扫描确定沥青材料的线粘弹性区域，以确保温度扫描实验和频率扫描实验在这个范围里进行。
沥青动态剪切流变性安全操作及保养规程1. 引言沥青动态剪切流变性是指沥青在外界力作用下的流变性质，是沥青性能评价中重要的参数之一。
本文档旨在介绍沥青动态剪切流变性的基本概念，以及安全操作和保养规程，以确保工作环境的安全，提高工作效率。
2. 沥青动态剪切流变性概述沥青是一种黑色或棕色油质物质，主要用于道路建设。
沥青在施工过程中经常需要进行剪切流变性测试，以评估其流变性能。
2.1 动态剪切流变性测试原理动态剪切流变性测试是通过施加正弦剪切应力和测量应力-应变响应来评估沥青的流变性质。
一般常用的测试方法有扭转试验、动态剪切粘度试验等。
2.2 测试结果分析方法根据测试结果可得到沥青的混合流变模量、相位角等参数，这些参数可以用于评估沥青的流变性能，判断其适用性和质量。
3. 安全操作规程3.1 实验室准备•实验室应具备良好的通风系统和消防设备，确保实验环境安全。
•检查实验设备和试验仪器是否正常工作。
•检查实验用沥青样品的质量和数量。
3.2 试验前操作•佩戴个人防护装备，包括实验服、手套、安全眼镜和防护口罩。
•打开实验设备，预热设备至所需温度。
•校准测试仪器，确保准确度和可靠性。
3.3 试验操作•根据试验要求制备沥青样品。
•将样品放入试验设备中。
•设置试验参数，如温度、频率、剪切应力等。
•开始试验，记录测试数据。
•根据需要进行多组试验，以获得准确的结果。
3.4 试验后操作•关闭试验设备，清理试验现场。
•处理废弃物和污染物，确保环境卫生和安全。
4. 保养规程4.1 定期维护设备•按照设备说明书进行定期维护，保证设备正常工作。
•定期检查设备的电气连接、润滑系统和冷却系统。
4.2 清洁设备•每次试验结束后，清洁试验设备，清除残留的沥青和污垢。
•使用合适的清洁剂，避免对设备造成损害。
4.3 定期校准仪器•定期校准测试仪器，确保准确度和可靠性。
•根据仪器的使用说明书，进行校准操作。
4.4 设备存储•对不经常使用的设备，进行适当的存储，避免损坏和污染。
附录C（规范性附录）应用动态剪切流变仪(DSR)测试沥青多重应力蠕变恢复试验(MSCR)的标准方法C.1 一般规定C.1.1 本方法为在特定温度条件下的动态剪切流变试验，确定沥青试样中可恢复和不可恢复的蠕变柔量。
本实验的样品为旋转薄膜烘箱试验（RTFOT，T0610）后的残留物。
C.1.2 通过可恢复百分率确定基质沥青或聚合物改性沥青的弹性恢复和应力依赖性。
C.1.3 本方法所测数据，需采用国际标准单位。
C.2试验仪器和设备C.2.1 本方法所需设备可按现行标准《公路工程沥青与沥青混合料试验规程》（JTG E20）中T0628方法要求配置。
C.3试验步骤C.3.1 试样条件—试样按照T0610进行旋转薄膜烘箱老化。
C.3.2 试样制备—按T0628要求制备试样，采用Φ25mm板制备多应力蠕变恢复试验试样，并根据要求控制试验温度。
本方法同样适用于根据表13确定RTFOT残余物DSR性能的试样。
当用DSR试样时，试验开始前应有1min的应力松弛时间，当用新试样时，可不要求应力松弛。
C.3.3 试验要求—试样在给定的试验温度下，分别使用两个恒定应力（0.1kPa和3.2kPa）进行蠕变和恢复试验，应力加载持续1s后零应力恢复9s。
试验共经历30个蠕变和恢复循环，其中，0.1kPa应力水平下进行20个循环，随后3.2kPa应力水平下进行10个循环，总共30个循环。
0.1kPa应力水平下的前10个循环用以进行试样条件处理。
在蠕变和恢复循环间无松弛时间和应力改变。
完成两阶段蠕变和恢复试验的总时间为300s。
至少每0.1s记录1次蠕变循环试验中的应力和应变，至少每0.45s1次记录恢复阶段的数据。
在每个蠕变和恢复循环周期中，在第1s时记录应变峰值，第10s时记录恢复应变。
如果DSR没有在指定时间准确记录峰值应变和恢复应变，则先利用先前的数据，使用外推法确定第1s和10s的应变值。
蠕变期的时间偏差不应超过0.1s，恢复期的时间偏差不应超过0.5s。
文章编号:0451-0712(2003)08-0139-04 中图分类号:U414.75 文献标识码:B动态剪切流变仪在评价SBS改性沥青中存在的一个问题原健安1,刘地成2,纪 东2(1.长安大学 西安市 710064; 2.深圳路安特新材料研发中心) 摘 要:针对动态剪切流变仪(DSR)在SBS改性沥青等级评价中对试样RT FO T前后往往相差一个等级的现象进行讨论,指出导致这一现象的主要原因是提高了改性沥青的抗老化性能,使G*/sin W增加量较小,且改性剂剂量越高这一现象表现的越明显。
文中也对DSR评价改性沥青的适用性进行了讨论。
关键词:改性沥青;动态剪切流变仪;性能评价 美国战略公路研究计划(SHRP)中提出了沥青结合料分级和评价的新方法,经过大量实体工程证明了该方法的实用性及可靠性。
我国也有20多个单位先后引进了全套设备,大多数已投入研究、试验、应用,并在评价结合料性能方面发挥着积极作用。
但在使用中特别是评价SBS改性沥青方面其标准是否合理值得商榷。
笔者在本文中就这一问题进行了讨论。
1 结合料指标对基质沥青的适用性SHRP结合料规范规定:结合料RTFOT前耐高温性能的等级需满足G*/sin W≥1.0kPa的规定,RT FO T后需满足G*/sin W≥2.2kPa的规定。
如果G*/sin W值小于规定值时则不满足该等级抗高温的性能要求,需降级使用。
G*/sin W称为抗车辙因子,其值越大,则结合料高温抗车辙能力越好,PG 分级中的级别越高。
表1列出了一系列基质沥青的表1 基质沥青RT FO T前后的G*/sin W值沥青A B C D E F G H I J K L M原样G*/sin W 64℃ 1.218 1.752 1.261 1.454 1.593 1.230.66030.50130.54190.76480.96440.97990.5561 58℃ 1.3845 1.0196 1.1169 1.5819 2.1101 2.0847 1.1411RT FO T G*/sin W 64℃ 2.347 3.566 2.432 4.164 3.196 1.896 1.6377 1.5633 1.7419 3.47 1.6863 1.9182 2.0473 58℃ 3.6116 3.3244 3.7428 1.6661 3.7801 4.263 5.419G*/sin W RT FO T前后的测试数据。
基于动态剪切流变仪的沥青实验教学项目探讨作者：孙艳娜，孙大权来源：《教育教学论坛》 2018年第2期摘要：现行《道路工程材料》中沥青教学实验为常规的针入度实验、软化点实验和延度实验，这三类实验是经验性指标实验，并不能准确有效地表征沥青的使用性能。
本文欲采用高端设备动态剪切流变仪DSR，开发一些反映沥青性能的教学实验项目。
通过对DSR设备加载模式的介绍，以及加载模式下需要确定的实验参数，结合沥青实际受力情况和设备允许情况，开发了沥青疲劳性能实验。
关键词：实验教学；沥青实验；动态剪切流变仪；实验项目中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1674-9324（2018）02-0268-02作为交通工程专业道路方向的一门重要的专业基础课程，《道路工程材料》是一门实验性较强的基础课，学生除了掌握课堂上老师传授的理论知识，更需要实际动手操作和演练。
为适应卓越工程师培养计划的实施，卓越人才培养目标的实现，不仅理论教学和实验教学的组织形式和教学方式需要改革和调整，与之相关的课程体系和教学内容也要进行更新。
自从同济大学开设《道路工程材料》这门课程以来，配套教材已经更新到第5版，而相应的实验教学内容一直未变。
具体而言，对于《道路工程材料》中沥青实验部分，一直是常规的针入度实验、软化点实验和延度实验。
而这三类实验是经验性指标实验，并不能准确有效地表征沥青的使用性能。
在上个世纪，大多数国家采用针入度分析体系来评价沥青的性能。
自1987年开始的美国公路战略研究计划SHRP（Strategic Highway Research Program）投入上亿元的资产，历时8年时间，在沥青和路面性能两个领域取得了丰硕的成果，针对沥青领域而言，提出了基于性能的PG（Performance Grade）分级，测试仪器为动态剪切流变仪DSR（Dynamic Shear Rhemoter）。
我校是国内第一家购买该设备的单位，并利用此设备进行了大量的科研工作。
DSR,MSCR,沥青黏度（1）动态剪切流变试验（DSR）动态剪切流变仪是⼀种评价⾼分⼦材料流变特性的通⽤仪器。
动态剪切流变仪⽤于测量沥青结合料的线粘弹性模量，在正弦(摆动的)加载模式下，可以得到不同温度、不同应⼒等级、不同试验频率下的测量结果，即温度扫描，应变扫描和频率扫描。
不同的测试模式只是固定的参数和改变的参数不同⽽已。
动态剪切流变仪的⼯作原理是：将试样夹在来回振荡的旋转轴和固定板之间，振荡板(常叫做“旋转轴”)从A点开始转动到B点，再从B点返回经A点到C 点，然后再从C点回到A 点，形成⼀个循环周期。
当⼒(剪应⼒f)通过旋转轴加到沥青上时，DSR就会测量沥青对此施加的⼒的反应(或剪应变)。
如果沥青是⼀个完全的弹性材料，其反应就与瞬时施加的⼒相⼀致，两者间的时间滞后就为零。
若是完全的粘性材料，荷载和反应之间的时间滞后就会很⼤。
在⼤多数沥青路⾯承受交通的⼯作温度下，沥青处于粘弹性的⼯作范围。
在DSR试验中施加的应⼒和产⽣的应变之间的关系，量化了这两种状况，提供了计算沥青胶结料的两个重要参数，复数剪切模量（）和相位⾓（δ）。
复数剪切模量是材料重复剪切变形时总阻⼒的度量，它包括两部分：弹性(可恢复)部分和粘性(不可恢复)部分。
相位⾓是可恢复和不可恢复变形数量的相对指标。
/sinδ为抗车辙因⼦，⽤来表⽰沥青材料抗永久变形能⼒，在最⾼路⾯设计温度下，其值越⼤表⽰沥青的流动变形越⼩，越有利于抵抗车辙的产⽣。
=×cosδ为贮存剪切模量，反映沥青变形过程中能量的贮藏与释放，也称为弹性模量；。
=×sinδ为损失剪切模量，反映沥青在变形过程中由于内部摩擦产⽣的以热的形式散失的能量，其值越⼤，表⽰重复荷载作⽤下的能量损失速度越快，也称为粘性模量。
很多研究表明，沥青混合料的疲劳损失、疲劳寿命与循环加载过程中的能量损失具有正⽐关系，因此较⼩的/sinδ代表较好的抵抗疲劳能⼒。
在进⾏动态剪切流变实验之前应当采⽤应变扫描确定沥青材料的线粘弹性区域，以确保温度扫描实验和频率扫描实验在这个范围⾥进⾏。
一、实验目的通过高温拌合机把废料改性剂和沥青混合，得出样品，利用DSR检测得出新沥青混合料的高温性能二、实验仪器粉碎机、剪刀、动态剪切流变仪、手套、硅橡胶模（直径25mm，厚度10mm）、拌合机、搅拌棒、分析天平、烧杯（若干）三、实验材料快递塑料袋、包装泡沫（珠光膜、气泡膜）、胶带、基质沥青70#、改性沥青四、实验步骤1）首先将本规程T0602沥青预热，待其有流动性后，取200g基质沥青到烧杯里，然后放进拌合机，待拌合机温度达到180℃，将先前已经处理好的废料碎片倒入，倒入量分别为沥青的0%、2%、4%、5%，充分搅拌10min后，将一定量的沥青样品倒入硅橡胶模进行浇注2）将选择的试验板固定于试验机上，在试验温度下，建立试验板零间隙水平。
向上移动顶板，使板间隙为2.00mm±0.05mm3）取出硅橡胶模变硬的沥青取出到试验板，使得沥青基本覆盖整个板（除了周边留有2mm宽外）。
4）加热试件修整器，修整周边多余的沥青。
试件修正后，调整间隙到试验间隙，将试件温度升到试验温度±0.1 ℃。
5）当对沥青进行确认试验时，从沥青性能分级要求（PG）中选择合适的试验温度。
将温度控制器设定到所需要的试验温度±0.1 ℃，对试件恒温至少45min（1h），然后在应力或应变控制方式下开始DSR试验。
6）当温度达到平衡时，设备将自动以10rad/s的频率和选择的应力（应变）目标值进行试验，第一次10个循环，不记录数据；第二次10个循环，记录数据，用于计算复合剪切模量和相位角。
记录和计算均由数据采集系统完成1）试验板直径，准确至0.1mm；试验间隙，准确至1μm。
2）试验温度，准确至0.1℃。
3）试验频率，准确至0.1rad/s。
4）应力或应变大小，准确至0.01%5）复合剪切模量G*，单位KPa，取3位有效数字6）相位角δ，准确至0.1°7）重复性试验两个结果的差值（用平均值的百分数表示）应不超过表T0628-4的重复性允许误差：再现性试验两个结果的差值（用平均值的百分数表示）应不超过表T0628-4的重复性允许误差。
基于动态剪切流变仪试验的温拌沥青老化性能研究黄美燕(湖南城建职业技术学院湖南湘潭411101)摘要：为了研究温拌沥青短期老化和长期老化后性能的变化，该文选用Sasobit和3G两种温拌沥青，加入到70#基质沥青和SBS改性沥青，制备相应的温拌沥青，采用动态剪切流变仪DSR，测试不同温拌剂种类及不同掺量的温拌沥青，测试其复数剪切模量G*和相位角δ。
结果表明：Sasobit和3G温拌剂的加入都使沥青短期老化程度降低，Sasobit温拌剂的幅度比3G温拌剂大，且降低幅度随着温度的增大而增大，而3G温拌剂在不同温度下其降低幅度相差无几；长期老化后，Sasobit温拌剂能够使沥青的G*/sinδ值变大，提高沥青的高温性能，3G温拌沥青的高温性能基本不变。
关键词：Sasobit温拌沥青复数剪切模量老化性能中图分类号：U414文献标识码：A文章编号：1672-3791(2022)01(a)-0099-05On the Aging Performance of Warm Mix Asphalt Based onDynamic Shear Rheometer TestHUANG Meiyan(Hunan Urban Construction College,Xiangtan,Hunan Province,411101China)Abstract:The objective of this paper is to study the short-term aging and long-term aging of warm mix asphalt performance changes.In this paper,Sasobit and3Gwarm mix asphalt were used to prepare warm mix asphalt by adding70#base asphalt and SBS modified asphalt,and DSR dynamic shear rheometer was used to test different kinds of warm mix asphalt and different content of warm mix asphalt,the Complex Shear Modulus G*and Phase Angleδwere measured.The results show that the short-term aging degree of asphalt decreases with the addition of Sasobit and3G,and the range of Sasobit is larger than that of3G,after long-term aging,Sasobit can increase the G */Sinδvalue of asphalt and improve the high-temperature performance of asphalt,and the high-temperature per‐formance of3G warm-mix asphalt is basically unchanged.Key Words:Sasobit;Warm mix asphalt;Complex shear modulus;Aging performance截至2020年，我国高速公路里程达16.10万km，其中近90%的路面采用铺筑[1]。
