熱機(jī)械法測定瀝青熱變形的研究.pdf

1、本文利用熱機(jī)械分析儀(TMA)測定中間相瀝青 AR、P1和各向同性瀝青 P2單層顆粒隨溫度升高的變形過程，并結(jié)合顯微放大鏡觀察瀝青顆粒的熱形態(tài)結(jié)構(gòu)變化；在此基礎(chǔ)上系統(tǒng)研究試樣顆粒粒度、升溫速率、壓桿壓力等測試條件對熱機(jī)械法測定瀝青變形過程和特征溫度值的影響。此外，還研究了熱機(jī)械分析儀測試高分子材料聚丙烯、聯(lián)苯以及金屬材料鎂、銦熔點(diǎn)的適用性。研究結(jié)果表明：
　　單層瀝青 AR顆粒的熱機(jī)械曲線中，TMA曲線存在兩個(gè)下降部分，DTMA曲

2、線出現(xiàn)兩個(gè)對應(yīng)峰，分別對應(yīng)瀝青的軟化和流動(dòng)變形過程。特征溫度下顆粒的顯微放大照片顯示，首先大顆粒瀝青發(fā)生變形，頂部變得扁平，隨著溫度不斷升高，顆粒逐漸變軟，顆粒間縫隙逐漸減小，接觸面積逐漸增大，直至顆粒間隙消失瀝青成為餅狀，此變形過程對應(yīng)于DTMA第一個(gè)峰，隨后溫度繼續(xù)升高瀝青開始流動(dòng)。將變形速率最大的溫度 T2、T5分別作為瀝青軟化和流動(dòng)變形過程的特征溫度。
　　熱機(jī)械法測試其它中間相瀝青 P1和各向同性瀝青 P2，所得熱機(jī)械曲

3、線與中間相瀝青 AR曲線形狀相似，變化趨勢相同，只是曲線變化時(shí)的溫度不同。三種瀝青的重復(fù)性試驗(yàn)結(jié)果顯示，軟化過程的半峰寬中點(diǎn)溫度 Tm與T2值接近，且標(biāo)準(zhǔn)差更小，穩(wěn)定性更好，更適合表征瀝青的軟化變形過程。
　　三種瀝青的特征溫度值 Tm和T5與各自梅特勒軟化點(diǎn) Ts進(jìn)行對比，得出：Tm=88.0％±0.9% Ts(開爾文溫度)，T5=99.1%±0.3% Ts(開爾文溫度)。瀝青的梅特勒軟化點(diǎn)實(shí)為其流動(dòng)點(diǎn)，與熱機(jī)械法測定瀝青的變形

4、過程相吻合。
　　研究了瀝青顆粒粒度、升溫速率、壓桿壓力等試驗(yàn)條件對熱機(jī)械法測定結(jié)果的影響。瀝青的軟化和流動(dòng)溫度隨著顆粒粒度的增大而升高，且只有在合適的粒度范圍內(nèi)（40-80目）才能同時(shí)測得瀝青的軟化和流動(dòng)變形過程。軟化和流動(dòng)溫度隨著升溫速率的增大和壓力的減小而升高，且升溫速率對流動(dòng)溫度的影響較大，使其呈線性增長。試樣量增加，DTMA峰形變得高尖，且特征溫度值均隨試樣量的增大而升高，改變試樣量大小對流動(dòng)溫度的測定影響較大。