[發明專利]一種假塑性流體瀝青黏度預估方法

在審

• 申請號: 201910228266.4
• 申請日: 2019-03-25
• 公開（公告）號: CN109916772A
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 栗培龍;蔣修明;丁湛;楊梁棟;裴儀;岳向京;張靜
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G01N11/00
• 分類號: G01N11/00;G01N1/38
• 代理公司: 西安睿通知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 61218
• 代理人: 惠文軒

本發明公開了一種假塑性流體瀝青黏度預估方法，該方法運用了流變學相關理論和時溫等效原理，將不同測試條件下的黏度進行了歸一化處理，建立了依賴于參考溫度的黏度預估方法，用以預估不同測試條件下瀝青的黏度，能夠通過有限測試條件下瀝青的黏度實現更為廣闊測試條件下瀝青黏度的預估與分析，為改性瀝青流變特性的表征提供參考，該預估方法可靠性高，黏度預估值和實測值的均方根誤差為0.0973，具有較好的預測效果。

技術領域

本發明涉及改性瀝青領域，具體涉及一種假塑性流體瀝青黏度預估方法。

背景技術

瀝青路面以其施工期短、表面無接縫、行車舒適、養護維修簡單等優點被廣泛應用于高等級路面和城市道路，但是其高溫變形病害一直是困擾道路工作者的問題。瀝青混合料作為一種特殊的黏彈性材料，其高溫抗變形性能與瀝青的流變特性密切相關，深入研究瀝青的流變特性有助于提高瀝青路面的服務質量。在道路工程材料研究領域，表觀黏度(Brookfield黏度)是表征瀝青流變特性的重要指標之一。然而，瀝青是一種具有溫度依賴性的特殊流體材料，在一定的溫度范圍內瀝青(尤其是改性瀝青)通常具有非牛頓特性，黏度的測試結果與測試溫度和剪切速率有關，這也導致不同種類的瀝青只有相同測試條件下的結果才具有可比性。

目前，關于瀝青的表觀黏度通常是在特定的條件下進行測試并對比分析的，要獲取瀝青在不同測試條件下的黏度需要逐一進行測試，帶來了大量重復工作。諸多學者開展了瀝青的黏溫關系、流體特征等方面的研究，為瀝青的黏度預估提供了理論基礎。通過有限的測試結果推測更廣闊的測試條件下瀝青的黏度，實現瀝青黏度的預估是極具現實意義的。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種假塑性流體瀝青黏度預估方法，通過有限測試條件下的改性瀝青的黏度試驗數據獲悉更廣闊測試條件范圍內的黏度，實現不同測試條件下瀝青黏度的預估，且該預估方法可靠性高，黏度預估值和實測值的均方根誤差為0.0973，具有較好的預測效果。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現。

一種假塑性流體瀝青黏度預估方法，包括以下步驟：

步驟1，制樣：制備多種改性瀝青待測試樣，備用；

步驟2，測定黏度：測定每種所述改性瀝青待測試樣在不同溫度、不同剪切速率條件下的黏度；

步驟3，分析流體類型：對所得黏度數據進行分析，確定改性瀝青待測試樣的流體類型是否為假塑性流體；

若改性瀝青待測試樣的流體類型為假塑性流體，則所述改性瀝青待測試樣的黏度與剪切速率的關系符合冪律方程τ＝k·(γ′)ⁿ，其中，τ為剪切應力，k為稠度系數，γ′為剪切速率，n為流動指數，且n在0～1之間；

步驟4，繪制流動曲線：對所述冪律方程取對數可得lgτ＝n·lgγ′+lg k，以lgγ′為橫坐標，lgτ為縱坐標繪圖，得回歸曲線；

步驟5，建立流動主曲線：將所述回歸曲線沿lgγ′軸向左平移，實現流動曲線的疊加，得流動主曲線方程其中，n′、λ、lgk′為擬合參數，T為待平移流動曲線的溫度，T_S為參考溫度；接著求解n′、λ、lgk′；

步驟6，黏度預估方程求解：將求解得到的n′、λ、lgk′參數代入流動主曲線方程中，即得黏度預估方程；將溫度和剪切速率帶入黏度預估方程即可求得lgτ，再由即可求得測試條件下的預估黏度η。

優選的，步驟2中，采用Brookfield黏度計按照JTG E20-2011中T0625-2011的試驗方法測定改性瀝青待測試樣的黏度。

優選的，步驟2中，溫度選取5個不同溫度值，剪切速率選取8個不同的剪切速率。