沥青动态剪切流变仪核心通过测量复数剪切模量G和相位角δ,评估沥青抗车辙、抗疲劳开裂的路用性能,是沥青行业的核心检测设备。
沥青动态剪切流变仪采用平行板剪切模式,将沥青试样夹持在上下两块圆形平行板之间,下固定板保持静止,上板由驱动系统带动做小幅正弦往复振荡运动,对沥青试样施加周期性剪切作用,模拟行车荷载反复作用在路面沥青胶结料上的受力状态。试验常用两种夹具规格:25 mm 平板用于高温测试,8 mm 平板用于中温条件测试,根据试验温度调整试样间隙。
设备分为应变控制和应力控制两种加载模式:
应变控制模式:给定固定正弦应变,采集试样产生的剪切应力响应;
应力控制模式:施加正弦变化的剪切应力,采集试样产生的剪切应变响应。
沥青属于黏弹性材料,应力和应变之间存在相位差。仪器通过传感器采集扭矩、角位移信号,计算得到两个核心流变参数:复数剪切模量 G与相位角 δ。
复数剪切模量\(G^\)表征沥青抵抗剪切变形的总刚度,可分解为储能模量\(G'\)(弹性部分,可恢复变形)与损耗模量\(G''\)(黏性部分,不可恢复流动变形);相位角 δ 代表应力滞后于应变的角度:理想弹性材料相位角为 0°,理想黏性流体相位角为 90°,沥青相位角介于 0°~90° 之间,相位角越大,材料黏性占比越高,越容易发生流动变形。
设备主要特点
1. 贴近工程实际,评价指标力学意义明确
区别于针入度、软化点等经验指标,DSR 直接模拟车辆动荷载反复剪切作用,参数直接关联路面病害(车辙、疲劳开裂),实现从 “经验指标评价” 向 “力学性能评价” 转变,评价结果可靠性更高。
2. 温控精度高,宽温域、宽频率测试能力
配套帕尔贴精准控温系统,温度升降速度快、温度均匀稳定,可覆盖中高温区间,满足不同气候分区沥青 PG 等级测试;加载频率范围宽,能够模拟不同车速对应的荷载作用频率,构建时温等效主曲线。
3. 加载模式丰富,适用性强
兼具应变控制、应力控制振荡剪切、蠕变恢复、稳态剪切等多种试验模式,一套设备即可完成常规 PG 分级、MSCR、疲劳扫描等主流沥青流变试验,适配基质沥青、各类改性沥青、回收沥青等多种样品。
4. 自动化程度高,标准化程度好
配套专业流变软件,内置国内外标准试验程序,自动完成温度控制、加载、数据采集、指标计算与曲线输出;夹具拆装便捷,支持平行板快速校准,试验重复性好,便于试验室标准化检测。
5. 测试样品用量少
沥青试样仅需要少量样品,制样简单,适合试验室内小样研发、老化试验等样品量有限的场景。
6. 局限性
DSR 主要评价沥青胶结料中高温流变性能,低温开裂性能仍需要结合弯曲梁流变仪 BBR 开展补充测试;同时测试对制样平整度、间隙校准、温度稳定要求较高,操作不规范容易带来试验误差。