一种改进的乳化沥青动态流变性能测试方法与流程

本发明涉及一种改进的乳化沥青动态流变性能测试方法，属于乳化沥青动态流变性测试领域。

背景技术：

动态流变特性是乳化沥青的重要性能之一，可以反映乳化沥青在动态荷载作用下的力学性能。乳化沥青常规的动态流变试验是指利用动态剪切流变仪，对乳化沥青施加正弦变化的剪切荷载并测试其动态模量、相位角等黏弹参数，分析储存模量、损耗模量、相位角等黏弹参数在频域与时域内的变化规律。乳化沥青作为乳液，其内部微观结构变异性较大，而内部结构的变化会显著影响其黏弹参数的变化，导致动态流变测试试验数据变异性很大。因而，设计一种改进的乳化沥青动态流变性能测试方法，能够在乳化沥青流变特性测试前对其进行预处理，使乳化沥青试样内部保持相同的结构状态。此方法消减了乳化沥青动态流变测试中的变异性，提高了试验的准确度，改进了乳化沥青动态流变性能的测试，对乳化沥青流变参数的测试和流变性能的研究具有十分重要的意义。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，进而提供一种改进的乳化沥青动态流变性能测试方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种改进的乳化沥青动态流变性能测试方法，所述改进的乳化沥青动态流变性能测试方法具体步骤为：

步骤一：保持试验环境温度不变，利用动态剪切流变仪对乳化沥青进行应力扫描试验，测试乳化沥青动态模量随剪切应力的变化曲线，确定乳化沥青的线性黏弹范围，选取线性黏弹应力；

步骤二：利用动态剪切流变仪对乳化沥青进行剪切，测试乳化沥青的黏度随剪切速率的变化曲线，在黏度曲线选取剪切速率，保证该剪切速率下，乳化沥青不飞溅、不破乳；

步骤三：采用步骤二中确定的剪切速率，利用动态剪切流变仪对乳化沥青进行剪切，测试乳化沥青黏度随时间的变化曲线，在黏度曲线的第二牛顿平台处选取时间作为试验方法中的剪切时间；

步骤四：采用步骤二和三中的剪切速率和剪切时间，在动态剪切流变仪上对乳化沥青试样进行剪切，剪切过后静置恢复一段时间，采用步骤一中的线性黏弹应力，测试乳化沥青动态模量在时域内的变化曲线，重复该步骤，得到多条相同剪切速率、剪切时间和静置恢复时间条件下的乳化沥青动态模量在时域内的变化曲线；

步骤五：将步骤四中测得的动态模量变化曲线按照进行整理，分析相同恢复时间下平行试验的变异性，在保证平均变异系数＜5％的前提下，选取试验方法中的恢复时间。

本发明一种改进的乳化沥青动态流变性能测试方法，本发明中对乳化沥青进行预处理试验条件的探究具有十分重要的意义，即能够测得乳化沥青在静态荷载作用下黏度随剪切速率以及时间的变化规律，进而得到乳化沥青预处理的试验条件，有助于消减乳化沥青动态流变试验中的变异性；本发明能够较为精确的测量动态荷载作用下乳化沥青黏弹参数的变化过程，对于乳化沥青动态流变参数的测试和流变性的研究具有十分重要的意义。

附图说明

图1为本发明一种改进的乳化沥青动态流变性能测试方法中乳化沥青动态流变测试流程图。

图2为本发明一种改进的乳化沥青动态流变性能测试方法中乳化沥青动态模量与剪切应力的变化关系图。

图3为本发明一种改进的乳化沥青动态流变性能测试方法中乳化沥青黏度与剪切速率的变化关系图。

图4为本发明一种改进的乳化沥青动态流变性能测试方法中乳化沥青黏度与剪切时间的变化关系图。

图5为本发明一种改进的乳化沥青动态流变性能测试方法中恢复时间40s下的乳化沥青模量图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述实施例。

实施例一：如图1-5所示，本实施例所涉及的一种改进的乳化沥青动态流变性能测试方法，具体步骤为：

步骤一：保持试验环境温度不变，利用动态剪切流变仪对乳化沥青进行应力扫描试验，测试乳化沥青动态模量随剪切应力的变化曲线，确定乳化沥青的线性黏弹范围，选取线性黏弹应力；

步骤二：利用动态剪切流变仪对乳化沥青进行剪切，测试乳化沥青的黏度随剪切速率的变化曲线，在黏度曲线选取剪切速率，保证该剪切速率下，乳化沥青不飞溅、不破乳；

步骤三：采用步骤二中确定的剪切速率，利用动态剪切流变仪对乳化沥青进行剪切，测试乳化沥青黏度随时间的变化曲线，在黏度曲线的第二牛顿平台处选取时间作为试验方法中的剪切时间；

步骤四：采用步骤二和三中的剪切速率和剪切时间，在动态剪切流变仪上对乳化沥青试样进行剪切，剪切过后静置恢复一段时间，采用步骤一中的线性黏弹应力，测试乳化沥青动态模量在时域内的变化曲线，重复该步骤，得到多条相同剪切速率、剪切时间和静置恢复时间条件下的乳化沥青动态模量在时域内的变化曲线；

步骤五：将步骤四中测得的动态模量变化曲线进行整理，分析相同恢复时间下平行试验的变异性，在保证平均变异系数＜5％的前提下，选取试验方法中的恢复时间。

实施例二：如图1-5所示，本实施例所涉及的一种改进的乳化沥青动态流变性能测试方法，具体操作过程为：

步骤一：在20℃的试验条件下(试验温度范围较大)，采用动态剪切流变仪(dhr-2)对某固含量为40％的乳化沥青样品进行应力扫描，得到模量随剪切应力的变化曲线(如图2所示)，根据shrp研究计划，将动态模量降至其初始模量值的90％的曲线段定义为线性流变区，得到乳化沥青的线性流变区临界应力为0.03pa；

步骤二：控制剪切速率先从0s^-1递增到10000s^-1，利用动态剪切流变仪对乳化沥青进行剪切，测试其黏度与剪切速率的曲线图(如图3所示)，观察当剪切速率＞2500s^-1，乳化沥青飞溅并开始破乳，因此，剪切速率应在2500s^-1以内选取，选取剪切速率为1000s^-1；

步骤三：保持剪切速率1000s^-1不变，利用动态剪切流变仪对乳化沥青进行剪切，测试其黏度与时间的曲线图(如图4所示)，在黏度曲线第二牛顿平台处选取时间作为试验方法中的剪切时间，确定剪切时间为35s；

步骤四：保持剪切速率1000s^-1不变，利用动态剪切流变仪对乳化沥青试样进行35s的剪切，剪切过后静置一段时间(设定20s、30s、40s、60s、80s、100s六个不同的静置时间)，紧接着利用时间扫描进行动态流变测试，得到乳化沥青动态模量在时域内的变化曲线(每个静置时间下，进行5组平行动态流变测试)；

步骤五：将步骤四中测得的动态模量变化曲线按照静置恢复时间的不同进行分组整理，分析每个恢复时间下平行试验的变异性，发现当恢复时间为40s时(如图5所示，g表示动态模量)，五次平行试验的试验结果的平均变异系数达到＜5％的标准，变异性不显著。所以，最后确定试验方法中的恢复时间为40s(平均变异系数是通过软件spss21.0根据乳化沥青动态模量均值与标准差的商得出的，平均变异系数值＜5％表示变异不显著)。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本发明整体构思下的不同实现方式，而且本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。