[發明專利]SBS改性瀝青時溫等效關系的確定方法

在審

• 申請號: 202011121139.3
• 申請日: 2020-10-19
• 公開（公告）號: CN112326724A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 張恒龍;陳子豪;史才軍;朱崇政;張帥;段海輝
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20;G01N3/24
• 代理公司: 長沙星耀專利事務所(普通合伙) 43205
• 代理人: 寧星耀;趙靜華

一種SBS改性瀝青時溫等效關系的確定方法，包括以下步驟：(1)利用動態剪切流變儀對SBS改性瀝青進行溫度掃描試驗，根據不同角頻率下的溫度掃描結果繪制相位角?溫度曲線族；(2)依據相位角?溫度曲線族中平臺區呈現的形狀，選取平臺區位置上的固定點所對應的時溫條件；(3)從選取的時溫條件中任意挑選一組，將挑選組的溫度作為參考溫度，計算出其他各組溫度相對于挑選組參考溫度的移位因子；(4)將計算出的移位因子以對數的形式代入WLF方程，反算出WLF方程的參數，進而利用求解的WLF方程計算出任意溫度相對于挑選組參考溫度的移位因子。本發明可以簡便、可靠地確定SBS改性瀝青時溫等效關系。

技術領域

本發明涉及SBS改性瀝青應用領域，具體涉及一種基于相位角-溫度曲線平臺區位置的SBS改性瀝青時溫等效關系的確定方法。

背景技術

瀝青是一種典型的粘彈性材料，其粘彈性力學(流變)行為對于溫度和加載時間具有明確的依賴性，而且溫度效應與時間效應具有等效性，可以用數量關系進行相互換算。但是，試驗裝置技術條件的限定使得測試維度，包括時間范圍和溫度范圍，具有局限性。在實際工程結構中，瀝青所遭遇的時間和溫度條件要比試驗裝置所允許的范圍廣泛得多。當前，利用時間溫度等效轉換，可以將一定時間范圍、溫度范圍的試驗測定結果拓延到更加廣泛的時間溫度空間中去。一方面可以更為全面地表征瀝青材料的流變學性能；另一方面將大大減少瀝青材料研究的試驗工作量和對試驗裝置的技術要求。

目前，對于瀝青時溫等效數量關系的確定主要是通過水平移位將不同溫度下的流變參數(復數模量或相位角)-角頻率曲線疊加到參考溫度下的流變參數-角頻率曲線上，從而最終形成一條連續光滑的主曲線。其他溫度相對于參考溫度的水平移位因子可利用最小二乘法，使流變性能參數測試值與其計算值的誤差最小而計算求得。該方法雖然能可靠地確定瀝青的時溫等效數量關系，但求解過程較為復雜。因此，開發一種方便易行的瀝青時溫等效關系確定方法十分必要。

SBS全稱是苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，是一種熱塑性彈性體。 SBS在瀝青相中通過聚苯乙烯鏈段的物理交聯和聚丁二烯鏈段的溶脹可形成空間三維網狀結構。到目前為止，已有大量研究表明在動態剪切流變試驗中，SBS所形成的網狀結構與瀝青相的相互作用，能使得SBS改性瀝青在其相位角-溫度或相位角-頻率曲線中出現平臺區，且平臺區只在特定的時溫范圍內出現。據此可以推斷，SBS改性瀝青相位角平臺區的出現與瀝青相來源、SBS改性劑種類、SBS含量和時溫條件相關。基于瀝青時溫等效原理，對于同一種SBS改性瀝青，即瀝青來源、SBS改性劑種類和含量相同，如果在不同的時溫條件下出現了相同的平臺區，則可以判定這些時溫條件是等效的。由于SBS改性瀝青流變性能表征時經常需要利用時溫等效關系，因此，利用SBS改性瀝青流變行為特點，開發一種針對SBS改性瀝青的方便易行的時溫等效關系確定方法十分必要。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種針對SBS改性瀝青的方便易行的時溫等效關系確定方法，從而簡化SBS改性瀝青時溫等效關系的求解過程。

本發明解決其技術問題采用的技術方案是，一種SBS改性瀝青時溫等效關系的確定方法，包括以下步驟：

(1)利用動態剪切流變儀對SBS改性瀝青進行溫度掃描試驗，然后根據不同角頻率下的溫度掃描結果繪制相位角-溫度曲線族；

(2)依據SBS改性瀝青相位角-溫度曲線族中平臺區呈現的形狀，選取平臺區位置上的固定點所對應的角頻率和溫度形成的時溫條件；

(3)從選取的時溫條件中任意挑選一組，將挑選組的溫度作為參考溫度，計算出其他各組溫度相對于挑選組參考溫度的移位因子；

(4)將計算出的移位因子以對數的形式代入Williams-Landel-Ferry(WLF) 方程，反算出WLF方程的參數，進而利用求解的WLF方程計算出任意溫度相對于挑選組參考溫度的移位因子。