下载文档原格式
沥青路面以其优越的路用性能得到全世界范围内的推广应用．但是近年来，高等级沥青路面在使用早期就出现诸如网裂、剥落和松散等病害并逐步扩展，严重影响行车质量和效益．沥青路面的早期破坏除了设计、施工等方面的原因外，还与沥青的老化密切相关．沥青路面在使用过程中，表层沥青老化后产生脆性，劲度大大增加，破坏应变变小，在冬天容易产生温缩裂缝，导致路面开裂．沥青老化后导致沥青路面的抗疲劳性能下降，路面产生疲劳裂缝．因此研究沥青的抗老化性能，对提高沥青路面使用质量有重的现实意义1.基本理论动态剪切流变仪（Dynamic Shear Rheometer，简称DSR，如图1所示）通过给沥青试样施加一个正弦变化的交变应力，产生一个正弦交变应变力，而这两个应力是有相位差的。
由试验数据得出复数剪切模量*G，相位角δ。
*G即最大剪应力与最大剪应变的比值，是总阻力的表征，它包括实数轴分量'G及虚数轴分量''G，其中：'G称为动力弹性模量，即弹性部分，反映沥青变形过程中储存的能量；''G称为损失弹性模量，即粘性部分，相当于动粘度η产生的损失弹性模量，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。
相位角δ是由于材料粘性成分的影响，对材料输入正弦应力与产生的正弦应变响应不同步，滞后一定相位角产生的，是沥青结合料的弹性与粘性的成分比例指标。
图1动态剪切试验基本原理Fig.1 Principle of operation of DSR粘温指数VTS指的是能够表征粘度η与温度t的关系的一个参数。
其中粘度η可以通过DSR试验数据中的*G、δ及加载频率ω通过式（1）求得：4.86281()sin G ηωδ*= （1） 其中：*G —复数剪切模量；ω—加载频率；δ—相位角。
换算得到粘度后，有四种方法构建粘度-温度坐标系来求得VTS 。
纵坐标都取lgη的对数坐标，横坐标分别为摄氏温度坐标、摄氏温度的对数坐标、兰金式温度的对数坐标、开式温度的对数坐标。
沥青路面以其优越的路用性能得到全世界范围内的推广应用．但是近年来，高等级沥青路面在使用早期就出现诸如网裂、剥落和松散等病害并逐步扩展，严重影响行车质量和效益．沥青路面的早期破坏除了设计、施工等方面的原因外，还与沥青的老化密切相关．沥青路面在使用过程中，表层沥青老化后产生脆性，劲度大大增加，破坏应变变小，在冬天容易产生温缩裂缝，导致路面开裂．沥青老化后导致沥青路面的抗疲劳性能下降，路面产生疲劳裂缝．因此研究沥青的抗老化性能，对提高沥青路面使用质量有重的现实意义1.基本理论动态剪切流变仪（Dynamic Shear Rheometer，简称DSR，如图1所示）通过给沥青试样施加一个正弦变化的交变应力，产生一个正弦交变应变力，而这两个应力是有相位差的。
由试验数据得出复数剪切模量*G，相位角δ。
*G即最大剪应力与最大剪应变的比值，是总阻力的表征，它包括实数轴分量'G及虚数轴分量''G，其中：'G称为动力弹性模量，即弹性部分，反映沥青变形过程中储存的能量；''G称为损失弹性模量，即粘性部分，相当于动粘度η产生的损失弹性模量，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。
相位角δ是由于材料粘性成分的影响，对材料输入正弦应力与产生的正弦应变响应不同步，滞后一定相位角产生的，是沥青结合料的弹性与粘性的成分比例指标。
图1动态剪切试验基本原理Fig.1 Principle of operation of DSR粘温指数VTS指的是能够表征粘度η与温度t的关系的一个参数。
其中粘度η可以通过DSR试验数据中的*G、δ及加载频率ω通过式（1）求得：4.86281()sin G ηωδ*= （1） 其中：*G —复数剪切模量；ω—加载频率；δ—相位角。
换算得到粘度后，有四种方法构建粘度-温度坐标系来求得VTS 。
纵坐标都取lgη的对数坐标，横坐标分别为摄氏温度坐标、摄氏温度的对数坐标、兰金式温度的对数坐标、开式温度的对数坐标。
简述流变仪在高分子物理试验中的应用流变仪是如何工作的将流变仪应用于高分子物理试验教学，可以使同学加深对高分子物理理论课中聚合物粘弹性与流变性能的理解。
简要介绍了旋转流变仪的基本原理和紧要检测功能，并通过一些实例阐述了旋转流变仪在高分子物理试验教学中的实在应用。
该试验的设置可以使同学通过试验巩固高分子物理学问，分析流变试验中体现的实在的高分子物理问题，更好地理解与把握高分子科学的基本理论。
高分子物理是高分子材料相关专业的本科必修专业基础课，紧要讨论聚合物的结构—性能—分子运动之间的关系。
通过开设高分子物理试验，一方面可以使同学加添感性认得，加深对课堂理论学问的理解，另一方面可以使同学把握聚合物结构和性能测定的基本方法，培育同学的试验技能。
聚合物流变性能测试是察看高分子材料内部结构的窗口，不仅可以认得聚合物的结构与性能的关系，还能简便地进行高分子材料的质量检测和质量掌控，从而对其加工成型过程供应理论引导。
旋转流变仪是讨论高分子材料流变性能紧要的流变学测试系统，它不仅可以测量聚合物流体的粘度，还能在较宽的频率、温度范围内讨论聚合物的动态粘弹性，从而揭示聚合物体系内在的结构—性能—分子运动之间的关系。
流变仪即用于测定聚合物熔体、聚合物溶液、悬浮液、乳液、涂料、油墨和食品等流变性质的仪器。
哈克流变仪的工作原理1.哈克流变仪是通过计算机测定各种压力作用时，各种规格的毛细管在不同的升温速率下，不同温度时的挤出速度。
2.可以仿佛实际加工的情况下连续精准牢靠地对材料的流变性能进行测定。
3.是在稳定或者变速的情况下测量扭矩，用夹具因子将物理量转化成流变学的参数。
4.有振荡液滴、振荡剪切等几种原理，用于测量小振幅下的动态力学性能。
哈克流变仪的基本结构可分为三部分：① 微机掌控系统：用于试验参数的设置及试验结果的显示；② 机电驱动系统：用于掌控试验温度转子速度、压力，并可记录温度、压力和转矩随时间的变化；③ 可更换的试验部件：一般依据需要配备密闭式混合器或螺杆挤出器。
流变仪一、简介英文：rheogoniometer；rheometer用于测定聚合物熔体，聚合物溶液, 悬浮液，乳液、涂料、油墨和食品等流变性质的仪器。
二、分类1.旋转流变仪A：控制应力型: 使用最多，如德国哈克(Haake) RS系列、美国TA的AR系列、英国Malven、奥地利Anton-Paar的MCR系列，都是这一类型的流变仪。
前三家的产品马达采用托杯马达，托杯马达属于异步交流马达，惯量小，特别适合于低粘度的样品测试；Anton-Paar的流变仪采用永磁体直流马达，惯量稍大，但从原理上响应速度快，也是目前应力型流变仪的一种发展方向。
这一类型的流变仪，采用马达带动夹具给样品施加应力，同时用光学解码器测量产生的应变或转速。
控制应力的流变仪由于有较大的操作空间，可以连接更多的功能附件。
B：控制应变型：目前只有美国TA的ARES属于单纯的控制应变型流变仪，这种流变仪直流马达安装在底部，通过夹具给样品施加应变，样品上部通过夹具连接倒扭矩传感器上，测量产生的应力；这种流变仪只能做单纯的控制应变实验，原因是扭矩传感器在测量扭矩时产生形变，需要一个再平衡的时间，因此反应时间就比较慢，这样就无法通过回馈循环来控制应力。
控制应变的流变仪由于硬件复杂，目前只有几种功能附件可供选择。
2.毛细管流变仪毛细管流变仪主要用于高聚物材料熔体流变性能的测试；工作原理是，物料在电加热的料桶里被加热熔融，料桶的下部安装有一定规格的毛细管口模（有不同直径0.25～2mm 和不同长度的0.25～40mm），温度稳定后，料桶上部的料杆在驱动马达的带动下以一定的速度或以一定规律变化的速度把物料从毛细管口模种挤出来。
在挤出的过程中，可以测量出毛细管口模入口出的压力，在结合已知的速度参数、口模和料桶参数、以及流变学模型，从而计算出在不同剪切速率下熔体的剪切粘度。
3.转矩流变仪实际上是在实验型挤出机的基础上，配合毛细管、密炼室、单双螺杆、吹膜等不同模块，模拟高聚物材料在加工过程中的一些参数，这种设备相当于聚合物加工的小型实验设备，与材料的实际加工过程更为接近，主要用于与实际生产接近的研究领域。
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。
沥青材料的自愈合：文献综述摘要：本文主要就沥青材料自愈合的国内外研究现状、自愈合的机理与模型、自愈合的评价等几个方面进行综述。
关键词：沥青自愈合自愈合模型自愈合评价引言自愈合材料的概念最早是由White提出的，它也被称为自修复和自发愈合等。
自愈合材料是一种自身具有部分修复使用期间产生损伤的能力的材料。
通常材料性能会随时间推移而降低是由于在微小尺寸上出现的损害往往会成长，最终将导致材料损坏。
沥青材料在使用过程中因长时间受到外力、化学物质、热和光等的作用，容易形成裂纹，从而影响其使用寿命。
若能利用沥青材料的自我感知能力，对材料中的微裂纹产生响应，进而引发自我修复，以恢复其力学性能，则可其延长使用寿命。
1.国内外研究现状目前就沥青材料的自愈合已经达成这样一个共识：损伤的愈合对于沥青路面的使用性能来说有实质性的影响。
就此提出了沥青自愈合研究的三个重要内容：一是了解沥青自愈合现象的相关机理；二是基于这些机理找出合适模型来表征愈合能力；三是找出与模型匹配使用的测试方法。
近年来进行沥青和沥青混合料自愈合实验室研究的研究者不少，主要有Little，Kim，ea印enter和Shen，Kim和Roque，Pronk和Maillard等人。
目前，沥青和沥青混合料具有一定的自愈合能力已被研究者普遍接受。
第一个文献记载的提供沥青混凝土具有愈合能力的实验证据出自Deacon泛手。
文章说明了当荷载间歇期增长时，沥青混凝土的疲劳寿命会随之延长。
其它研究者通过采用直接拉伸疲劳模式进行类似的测试，证明了这个基本的观测结果。
另一些研究者试图通过相对简单的表征方法来证实影响愈合潜力的材料特征。
例如，Little在传统的弯曲梁实验的加载间歇期中，引入了一个长达24小时的愈合时间，最终发现沥青的疲劳寿命提高了一倍多，而这取决于所用的沥青类型。
Carpenier和Shen利用疲劳时的耗散能速率（RDEC）和所谓的平稳值（PV）来量化评价间歇期对疲劳寿命的影响。
