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瀝青低溫性能試驗(yàn)儀是一種用于測(cè)試瀝青膠結(jié)料或混合料低溫開(kāi)裂性能的新型試驗(yàn)設(shè)備。最主要的用途是依據(jù)AASHTO T387瀝青膠結(jié)料開(kāi)裂試驗(yàn)方法（Asphalt Binder Cracking Device, 簡(jiǎn)稱“ABCD”）來(lái)測(cè)試瀝青膠結(jié)料的溫度-應(yīng)變曲線，從而直接獲得低溫開(kāi)裂溫度。

當(dāng)開(kāi)裂發(fā)生時(shí)，瀝青對(duì)殷鋼的壓力突然變小，產(chǎn)生應(yīng)變躍遷，因此我們?cè)跍囟?應(yīng)變上可以準(zhǔn)確的判斷瀝青的開(kāi)裂溫度。因此，與Superpave PG分級(jí)中的BBR低溫彎曲梁流變?cè)囼?yàn)和DT直接拉伸試驗(yàn)相比，ABCD試驗(yàn)方法可以更加直接的得到瀝青的開(kāi)裂溫度，而無(wú)需任何假設(shè)和計(jì)算。

有效性驗(yàn)證

為了驗(yàn)證ABCD試驗(yàn)方法的有效性，在該試驗(yàn)方法開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，共有全美23個(gè)實(shí)驗(yàn)室參與了試驗(yàn)效果的評(píng)估和驗(yàn)證工作，其中11個(gè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了與BBR試驗(yàn)結(jié)果的比對(duì)試驗(yàn)，并與美國(guó)賓夕法尼亞州的Elk Country試驗(yàn)路，加拿大安大略省的Lamont和Highway 17兩個(gè)試驗(yàn)路的實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行了比較。

在23個(gè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行比對(duì)試驗(yàn)時(shí)，將瀝青按照模量的高低分成高（H），中（M），低（L）三個(gè)級(jí)別，總的來(lái)看測(cè)試結(jié)果的一致性較好。模量越低的瀝青在修整樣品，運(yùn)輸和操作過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果具有更大的變異性，而模量越高的瀝青受此影響越小，測(cè)試結(jié)果更加穩(wěn)定。

3條試驗(yàn)路的現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證結(jié)果顯示：ABCD的測(cè)試結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際觀測(cè)結(jié)果具有更好的相關(guān)性，在大部分情況下的相關(guān)性要高于BBR和DT試驗(yàn)的結(jié)果。

表1：試驗(yàn)路開(kāi)裂指數(shù)和瀝青臨界開(kāi)裂溫度之間的相關(guān)系數(shù)（R2）

SBS改性瀝青的低溫性能評(píng)價(jià)

    在比較ABCD和BBR試驗(yàn)對(duì)于SBS改性瀝青低溫性能評(píng)價(jià)的結(jié)果中發(fā)現(xiàn)：ABCD的試驗(yàn)結(jié)果顯示隨著SBS含量的提高，瀝青的低溫開(kāi)裂溫度是降低的，也就是說(shuō)低溫性能得到了提升；而B(niǎo)BR試驗(yàn)的結(jié)果通常得到的是相反的結(jié)論，試驗(yàn)結(jié)果與理論相悖。所以ABCD試驗(yàn)方法相比于BBR試驗(yàn)，更適于評(píng)價(jià)SBS改性瀝青的低溫性能（測(cè)定低溫開(kāi)裂溫度和低溫破壞強(qiáng)度）。

瀝青混合料低溫性能試驗(yàn)

瀝青低溫性能試驗(yàn)儀還可以使用兩種方法來(lái)測(cè)試瀝青混合料的低溫性能，這兩種方法分別稱為“Asphalt Concrete Cracking Device, ACCD試驗(yàn)”和“Ohio Coefficient of Thermal Expansion/Contraction Device, OCD試驗(yàn)”。

ACCD試驗(yàn)

ACCD試驗(yàn)最早是作為簡(jiǎn)化版的TSRST試驗(yàn)（約束試件溫度應(yīng)力試驗(yàn)）而開(kāi)發(fā)的。ACCD試件可以使用旋轉(zhuǎn)壓實(shí)儀成型后，經(jīng)過(guò)鉆芯和切割后得到。殷鋼環(huán)插入試件中心，在降溫過(guò)程中，殷鋼環(huán)限制了瀝青混合料的收縮變現(xiàn)，瀝青混合料對(duì)殷鋼環(huán)上的應(yīng)變片也產(chǎn)生壓力作用，應(yīng)變片和溫度傳感器記錄試件的溫度-應(yīng)變曲線，并計(jì)算瀝青混合料的低溫開(kāi)裂溫度。

與ABCD試驗(yàn)相比，ACCD的溫度-應(yīng)變曲線沒(méi)有應(yīng)變的躍遷，因此瀝青混合料的開(kāi)裂溫度定義為曲線斜率降低到最大斜率的80%時(shí)認(rèn)為是開(kāi)裂溫度。

OCD試驗(yàn)

    OCD試驗(yàn)是由俄亥俄大學(xué)開(kāi)發(fā)的一種試驗(yàn)方法。這種試驗(yàn)方法比ACCD試驗(yàn)更加簡(jiǎn)單，旋轉(zhuǎn)壓實(shí)儀成型的直徑150mm試件只需切割成高度35-60mm的試件即可直接用于試驗(yàn)。

與ABCD試驗(yàn)和ACCD試驗(yàn)相比，OCD試驗(yàn)可以得到瀝青混合料在低溫收縮變形過(guò)程中的熱膨脹系數(shù)模型，進(jìn)而計(jì)算熱膨脹系數(shù)，玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度，液態(tài)和玻璃態(tài)漸進(jìn)線的斜率等參數(shù)。

儀器規(guī)格

溫控箱

瀝青低溫性能試驗(yàn)儀的溫控箱具有較寬的控溫范圍，可達(dá)-60℃到+200℃，不僅可以用于試驗(yàn)，甚至可以用于瀝青材料試件的養(yǎng)生。溫控箱基于微處理器控制，可以編程控制恒定降溫速率，且最高降溫速率可達(dá)40℃/h。溫控箱內(nèi)部具有較大的內(nèi)部空間（寬400mm×深280mm×高300mm），可以同時(shí)容納至少4組ABCD試件或4組ACCD試件進(jìn)行試驗(yàn)。

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

儀器配備的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以一次連接4個(gè)溫度傳感器和4個(gè)應(yīng)變片用于記錄4個(gè)試件的溫度-應(yīng)變曲線。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括了與傳感器連接的數(shù)據(jù)線。

    OCD試驗(yàn)的LVDT位移傳感器不包含在標(biāo)準(zhǔn)配置中，需要額外付費(fèi)購(gòu)買。

試件準(zhǔn)備工具包

瀝青低溫性能試驗(yàn)儀的標(biāo)準(zhǔn)配置中包括了4套ABCD試驗(yàn)的試模（底板，硅膠試模和內(nèi)置應(yīng)變片和溫度傳感器的殷鋼環(huán)）

ACCD試驗(yàn)的殷鋼環(huán)和OCD試驗(yàn)的框架不包含在標(biāo)準(zhǔn)配置中，需要額外付費(fèi)購(gòu)買。

ABCD的試件準(zhǔn)備工具包中還包括了廠家特殊開(kāi)發(fā)的瀝青灌樣工具，可以對(duì)瀝青樣品進(jìn)行加熱，加熱范圍高達(dá)220℃，并在溫度恒定的條件下將瀝青樣品均勻的灌入試模中。通過(guò)專用工具的輔助，不同操作人員進(jìn)行試件準(zhǔn)備時(shí)可以達(dá)到更好的一致性，同一個(gè)操作人員在準(zhǔn)備多個(gè)試件時(shí)的一致性也得以提高，從而提高試驗(yàn)結(jié)果的質(zhì)量。

數(shù)據(jù)采集軟件

專用的數(shù)據(jù)采集軟件可以安裝在Windows系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)中使用，在測(cè)試過(guò)程中可以設(shè)置采集條件，實(shí)時(shí)顯示溫度和應(yīng)變的數(shù)據(jù)并生成溫度-應(yīng)變曲線。測(cè)試結(jié)果可以導(dǎo)出到Excel等第三方軟件中進(jìn)行后處理。