一種SBS改性瀝青黏度測試新方法
——旋轉平板黏度法

羅浩原， 歐陽鋮霏 ， 徐加秋 ， 鄭鵬飛 ， 陽恩慧

(1.西南交通大學 土木工程學院，四川 成都 610031； 2.西南交通大學 道路工程四川省重點實驗室， 四川 成都 610031)

大量試驗研究表明，參照JTG E20—2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》中的“T0625—2011瀝青旋轉黏度試驗”和AASHTO T312—15《Preparing and determining the density of asphalt mixture specimens by means of the superpave gyratory compactor》中的布氏旋轉黏度(Brookfield viscosity，BV)測試方法來確定瀝青混合料的施工溫度(本文中均指拌和溫度與壓實溫度)并不適用于SBS、SBR等改性瀝青，按其得到的拌和溫度與壓實溫度均較JTG F40—2004《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》給出的建議值偏高，容易引起瀝青老化和能耗浪費問題[1-3].Mturi等[4]指出，原因在于SBS改性瀝青中的長鏈交聯(lián)結構會使其在150℃以下表現(xiàn)出非常明顯的剪切變稀特性(非牛頓流體典型特征之一，其黏度會隨著測試剪切速率的升高而降低).因此，在SBS類改性瀝青的黏溫特性測試中，控制剪切速率至關重要.但是在使用BV方法進行不同溫度點的黏度測試時，需要頻繁更換轉子和轉速的搭配以滿足傳感器量程和精度的需要，而這會同時改變測試的剪切速率，從而顯著影響了測試結果[5].除此之外，采用布氏旋轉黏度計來測試較低溫度(低于90℃)下的SBS改性瀝青黏度時，會產生很明顯的爬桿效應(非牛頓流體中黏彈性流體可能具有的特征)[6]，即瀝青會由于轉子的旋轉而不斷攀高，粘附在轉子的連接桿上，導致測試無法正常進行.美國國家合作公路研究計劃的459號研究報告(NCHRP Report 459)提出了采用慢速剪切黏度(LSV)和零剪切黏度(ZSV)來確定改性瀝青施工溫度的建議[7].但瀝青混合料在拌和和碾壓時面臨的并不是慢速剪切過程，因此LSV和ZSV與實際施工狀態(tài)不符[5]，也并未在中國的工程領域取得應用.而對于添加溫拌劑后SBS改性瀝青的黏溫特性變化檢測，由于BV方法中剪切速率的不可控制性導致試驗結果具有較大的隨意性[1,3,5]，因此在中國一般的工程建設中，一般依據(jù)經(jīng)驗直接降低20～30℃作為添加溫拌劑后SBS改性瀝青的施工溫度，然后通過檢驗相應混合料的體積參數(shù)來進一步優(yōu)化溫拌劑的摻量[8]，但這將會帶來巨大的試驗工作量并且很難精確描述溫拌劑的降黏性能.

針對現(xiàn)有黏度測試方法很難適用于SBS改性瀝青，也很難做到高效準確地對溫拌劑降黏性能做出評價的問題，本研究提出了一種全新的基于動態(tài)剪切流變儀(DSR)并采用固定剪切速率的瀝青旋轉平板表觀黏度(rotational plate viscosity，RPV)測試方法，并對比了該方法與傳統(tǒng)BV方法在70#基質瀝青、SBS改性瀝青和溫拌SBS改性瀝青黏度測試中的結果；詳細闡述了RPV方法的原理、特點和操作方法.希望能為SBS改性瀝青的施工溫度確定和溫拌劑對SBS改性瀝青降黏效果的評價提供一種行之有效的解決方案.

1 SBS改性瀝青的黏溫特性

瀝青是一種典型的黏彈性材料，在高溫和長期荷載下，表現(xiàn)為明顯的黏流特性，但在低溫和短期荷載下，則表現(xiàn)出更多的彈性性能.在瀝青混合料生產和施工過程中，瀝青的加熱溫度一般都高于其軟化點，體現(xiàn)出黏性流動的特征[9].對于普通基質瀝青而言，在高于其自身軟化點30℃(不同標號的瀝青略有不同)以上時可以視作牛頓流體，這時瀝青的黏度值僅受溫度影響，這意味著在相同溫度下，無論測試剪切速率的大小，普通基質瀝青的黏度測試值基本保持恒定.

SBS改性瀝青與基質瀝青不同，從其軟化點至180℃的整個溫度范圍內，都會表現(xiàn)出很強的非牛頓流體特性，其黏度值將受到溫度和測試剪切速率的共同影響.這也意味著在同一個溫度點，使用不同測試剪切速率將得到不同的黏度值.另外，非牛頓流體還可以分為很多種類，例如假塑性、塑性和膨脹性等等.SBS改性瀝青屬于假塑性流體，即在相同溫度下，被測流體的黏度隨著測試剪切速率的增加而減小(通常稱為剪切變稀特性).因此，通過BV方法測試得到的SBS改性瀝青黏度又被稱為表觀黏度(當剪切速率為0s-1時，才為該流體的絕對黏度，但不能直接通過測試得到；在本文中，所有測試的黏度均為表觀黏度，簡稱黏度)，這并不是瀝青的真實黏度，而是在某一剪切速率下表現(xiàn)出的黏度.

如前所述，使用BV方法確定SBS改性瀝青的黏溫曲線時，很難實現(xiàn)在較大的溫度范圍內都使用同一剪切速率，導致了采用BV方法預測的施工溫度偏高.因此，解決SBS改性瀝青黏度測試問題的關鍵是能夠實現(xiàn)在測試溫度區(qū)間內對剪切速率進行控制.

2 固定剪切速率的旋轉平板黏度測試方法

本研究團隊開發(fā)的RPV方法受益于DSR允許采用應變控制模式，扭矩傳感器精度很高，可以保證在足夠寬的溫度范圍內都采用同一剪切速率對瀝青進行測試.

測試儀器為TA公司生產的DHR-3型動態(tài)剪切流變儀和與其配套的25mm不銹鋼圓形平板夾具.該儀器的扭矩傳感器可實現(xiàn)在0.5～ 5.0mN·m 范圍內進行精度為0.05mN·m的動態(tài)扭矩測量，并且可以直接以剪切速率作為加載的控制量.

瀝青試樣采用硅膠平板模具成型，高度H= 1mm，直徑D=25mm.試樣安裝方式與瀝青高溫PG分級測試中的要求相同：設置上下平行板的初始溫度為60℃，放置試樣于下平行板上，降低上平行板的高度夾住瀝青試樣，并調節(jié)上平行板至1.050mm的修剪間隙后，使用熱刮刀修剪擠壓出平行板邊緣的瀝青；完成修剪后，調節(jié)上平行板至 1mm 的測試間隙，試樣安裝完成.

通過DSR的控制軟件進行操作程序的編制，以實現(xiàn)基本的RPV測試.加載方式為：在指定溫度條件下，上下平行板夾緊待測瀝青試樣；下平行板固定不動，上平行板以固定角速度ωp(即剪切速率恒定)作勻速轉動，待狀態(tài)穩(wěn)定后，采集上平行板受到的扭矩值，即可根據(jù)公式(見式(4))計算當前溫度和剪切速率下的瀝青表觀黏度；進一步可通過編程進行溫度上升或剪切速率變化過程中的瀝青表觀黏度動態(tài)測試.

(1)

由于試樣受到的是扭轉荷載，在試樣沿高度方向的每一個圓截面微元上，其扭轉剪應力τ可由材料力學的公式表達，見式(2)：

(2)

式中：Ip為圓形試樣頂面的極慣性矩；T是瀝青試樣在指定剪切速率下對上平行板的抗力扭矩.

(3)

將式(3)變形，并分別沿半徑和高度方向進行二次積分，即可得到平板旋轉黏度η的計算式：

(4)

式(4)是RPV方法測量瀝青黏度的核心公式.對于直徑為25mm、高度為1mm的圓柱狀試樣來說，H和Ip均為固定值，只需編制DSR的控制程序，使夾緊試樣的上平行板以ωp作勻速轉動，而下平行板保持不動，記錄測試時上平行板受到的抗力扭矩T和溫度，就可以通過式(4)計算瀝青的表觀黏度.

圖1 旋轉平板黏度測試理論模型Fig.1 Principle of rotational plate viscosity test

在使用不同的DSR進行RPV測試時，應根據(jù)其傳感器量程的適用范圍進行適用溫度判斷，避免因儀器損傷和瀝青外流而導致的測試錯誤.以本研究采用的DHR-3型流變儀和選用的SBS改性瀝青為例，由于表面張力的作用，當被測瀝青黏度高于0.1Pa·s(對應的SBS改性瀝青溫度約為 200℃)時，測試可以正常進行；當被測瀝青黏度低于 0.1Pa·s 后，容易出現(xiàn)瀝青流出平板的現(xiàn)象，從而影響了測試的準確性；另一方面，傳感器的最大扭矩量程限制規(guī)定了被測瀝青黏度應低于250Pa·s(對應的SBS改性瀝青溫度約為60℃).因此，SBS改性瀝青的測試溫度宜控制在60～200℃.在試樣安裝和測試過程中應注意溫度應低于瀝青的軟化點；若開展變溫測試，也應從低溫進行至高溫.

3 試驗與結果

3.1 試驗設計與試驗參數(shù)

試驗分為3個階段.

階段Ⅰ：利用RPV方法和BV方法分別測試70#基質瀝青和SBS改性瀝青在10℃升溫梯度條件下的黏溫曲線，利用雙樣本異方差下的t檢驗，分析RPV方法與傳統(tǒng)BV方法的異同，闡述RPV方法的瀝青適用性.

階段 Ⅱ：對比RPV方法與BV方法分別確定的SBS改性瀝青、添加3種溫拌劑后的溫拌SBS改性瀝青拌和溫度范圍((0.17±0.02) Pa·s對應的等黏溫度)和壓實溫度范圍((0.28±0.03) Pa·s對應的等黏溫度).

階段Ⅲ：利用階段Ⅱ中得出的各瀝青拌和溫度與壓實溫度范圍指導對應的瀝青混合料(選用其他條件均相同的SMA-13)生產，并制作馬歇爾混合料試件進行空隙率測試，驗證RPV方法確定的溫度是否滿足施工質量需求.

根據(jù)Li等[11]的研究，在SMA混合料設計中，若采用固定剪切速率25s-1得到的黏溫曲線來設計瀝青材料施工溫度時，所得結果與相應混合料的最優(yōu)壓實度、最小空隙率的相關程度最大.在本研究中，RPV黏度測試與BV黏度測試得到的施工溫度最后都需要通過SMA-13馬歇爾混合料試件的空隙率進行驗證，因此，本研究中RPV測試始終采用固定剪切速率25s-1；而對于BV測試，由于測試的溫度變化范圍較大，需要不斷考慮設備的量程和準確性，轉子和轉速都在不斷變化，致使剪切速率無法控制，但其整體趨勢是隨著溫度升高而變大的.

在SBS改性瀝青中添加的溫拌劑選用現(xiàn)階段科研與工程中最具代表性的3種產品：A(有機降黏型)、B(發(fā)泡潤滑型)、C(表面活性劑型)[12].由于3種溫拌劑的使用說明書上都指明不需要特殊添加裝置，因此在制備溫拌SBS改性瀝青時，將瀝青加熱至軟化點以上30℃的流動狀態(tài)，直接投入溫拌劑，攪拌均勻即可.3種溫拌劑的具體參數(shù)信息如下：

溫拌劑A：Sasobit?產品，白色固體顆粒狀聚烯烴類(微晶蠟)有機潤滑類瀝青溫拌劑；廠商建議摻量(質量分數(shù)，本文涉及的摻量、油石比等除特別指明外均為質量分數(shù))2.0%～5.0%，測試使用摻量3.0%.

溫拌劑B：External?溫拌劑ET-3100專利產品，為暗綠色油狀表面發(fā)泡型劑類瀝青溫拌劑，pH值9.1，密度0.97g/cm3；廠商建議摻量1.0%～1.5%，測試使用摻量1.2%.

溫拌劑C：Evother?公司的M1專利產品，為橙黃色表面活性劑類瀝青添加劑，pH值9.7，密度0.912g/cm3；廠商建議摻量0.6%～1.0%，測試使用摻量0.8%.

測試選用的瀝青主要技術指標如表1所示，其中的70#、SBS、SBS+3.0%A等分別為各瀝青代號.

表1 各種瀝青的主要技術指標Table 1 Basic performance index of asphalts

3.2 RPV方法的瀝青適用性

利用RPV方法和BV方法進行10℃升溫梯度下瀝青(普通70#基質瀝青和未加溫拌劑的SBS改性瀝青)的黏度-溫度曲線測試；同時在每個溫度測試點上都進行10次平行試驗，計算各黏度的變異系數(shù)CV.所得到的黏溫曲線和每個溫度測試點上黏度的變異系數(shù)如圖2～5所示.

圖2 RPV方法和BV方法得到的70#基質瀝青黏溫曲線對比Fig.2 Viscosity-temperature curves of 70# asphaltobtained by RPV method and BV method

圖3 RPV方法和BV方法得到的70#基質瀝青黏度數(shù)據(jù)變異系數(shù)對比Fig.3 CV of viscosity of 70# asphalt obtained by RPVmethod and BV method

圖4 RPV方法和BV方法得到的SBS改性瀝青黏溫曲線對比Fig.4 Viscosity-temperature curves of SBS modifiedasphalt obtained by RPV method and BV method

圖5 RPV方法和BV方法得到的SBS改性瀝青黏度數(shù)據(jù)變異系數(shù)對比Fig.5 CV of viscosity of SBS modified asphalt obtainedby RPV method and BV method

針對2種方法在各個溫度點上形成的數(shù)據(jù)組，通過雙樣本異方差的t假設檢驗[13]，從統(tǒng)計角度分析2種測試方法對于同一對象的黏度測試結果是否具有顯著差異.選取顯著性水平α=0.05(在該閾值條件下，當2種方法所得數(shù)據(jù)組間的計算p值大于等于0.05時，表明測試方法對結果沒有造成差異的可能性大于等于95%，統(tǒng)計學上表述為沒有顯著差異).2種方法所得數(shù)據(jù)組間的p值分布見圖2、4.

由圖2可見，對于70#基質瀝青而言，當溫度超過102℃后，2種方法對于測試結果不存在顯著差異(p≥0.05).這是由于隨著溫度升高，基質瀝青的非牛頓流體特性會漸漸變弱，表現(xiàn)出牛頓流體特性，黏度對剪切速率不敏感，測試方法對于測試結果的影響不顯著.此外，在所有的溫度測試點上，RPV方法得到的10個平行試驗數(shù)據(jù)的變異系數(shù)都小于BV方法，如圖3所示，說明RPV方法的測試數(shù)據(jù)離散度更小.因此，對于70#基質瀝青的黏度測試來說，使用RPV方法替代BV方法是可行的，且誤差更小.

由圖4可見，SBS改性瀝青的非牛頓流體剪切稀化特性在小于140℃時表現(xiàn)得異常強烈.為了滿足測試的量程和精度，采用BV方法測試時必須在溫度變化過程中多次改變轉子和轉速.以本研究選用的SBS改性瀝青為例：90～140℃時，采用BV方法測試時先后改變了3次轉子和轉速搭配，剪切速率從1.4s-1變化到5.6、9.3s-1，但均小于采用RPV方法測試時的25s-1；因此，在140℃以下，采用BV方法得到的黏度值要高于采用RPV方法得到的黏度值，其黏溫曲線的位置也更高，且溫度越低曲率越大，2種測試方法所得結果表現(xiàn)出顯著差異(p<0.05)；超過140℃后，雖然BV方法又改變過2次轉子和轉速搭配(對應剪切速率為18.6s-1和46.5s-1)，但是其黏度測試值與RPV方法測試結果的差異已經(jīng)不大(p≥0.05).

除此之外，在圖4中，采用BV方法測試得到的SBS改性瀝青黏溫關系在半對數(shù)坐標系下是1條明顯曲線，并不能由2個或3個數(shù)據(jù)點確定的直線所替代.因此，如果參照JTG E20—2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》中的“T0625—2011瀝青旋轉黏度試驗”方法，采用BV方法測試得到2至3個溫度點的黏度，而后在半對數(shù)坐標系下擬合黏溫曲線的話，將面臨黏度數(shù)據(jù)信息缺失而導致黏溫曲線形狀失真的風險，據(jù)此黏溫曲線來判斷SBS改性瀝青的施工溫度是不合理的.而RPV方法能控制黏度測試的剪切速率始終保持在固定值，并通過多溫度點的測試數(shù)據(jù)描繪出信息量更完整的瀝青黏溫曲線用于施工溫度預測，去除了剪切速率這一變量帶來的影響，并且將平行試驗數(shù)據(jù)的離散程度控制在一個合理的范圍內.

3.3 RPV方法和BV方法所給出的溫拌瀝青施工溫度對比

由于受到剪切速率的影響，采用BV方法來捕捉溫拌劑對SBS改性瀝青施工溫度的改善效果時，得到的施工溫度會顯著偏大.以SBS和SBS+0.8%C這2種改性瀝青為例，首先采用布氏黏度計測試2個溫度點(135、175℃)上的瀝青黏度，然后在半對數(shù)坐標系上得到2點擬合黏溫曲線(即JTG E20—2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》中的“T0625—2011瀝青旋轉黏度試驗”方法)，如 圖6 中的2條虛線所示.這2條虛線在135℃時距離較遠，但隨著溫度升高，距離越來越近，最后幾乎相交.通過BV方法測試的黏溫曲線來計算對應的等黏溫度(參照JTG E20—2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》中“T0625—2011瀝青旋轉黏度試驗”的規(guī)定，黏度為(0.17±0.02)Pa·s時對應的溫度范圍為拌和溫度，黏度為(0.28±0.03)Pa·s時對應的溫度范圍為壓實溫度)，則SBS改性瀝青的拌和溫度中值為192.3℃，壓實溫度中值為 183.4℃； SBS+ 0.8%C改性瀝青的拌和溫度中值為191.2℃，僅比前者下降1.1℃，壓實溫度中值為181.2℃，僅比前者下降2.2℃.

若采用RPV方法，得到的是多溫度點黏度直接連接而成的黏溫曲線(圖6中2條實線所示).可以看到：這2條黏溫曲線都不是直線；RPV方法確定的黏溫曲線位置均低于BV方法給出的結果；在超過175℃后，2條黏溫曲線的斜率絕對值減小，線條斜率放緩，雖然2條曲線不斷靠近，但是始終保持著可以觀察到的距離.通過等黏溫度的計算，SBS+0.8%C改性瀝青的拌和溫度中值由SBS改性瀝青的191.3℃降至185.4℃，下降5.9℃；壓實溫度中值由SBS改性瀝青的179.9℃降至172.3℃，下降7.6℃.與BV方法的測試結果對比，采用RPV方法觀察到了較為顯著的施工溫度變化.

圖6 由RPV方法和BV方法預測的SBS改性瀝青添加溫拌劑C前后的施工溫度變化Fig.6 Construction temperature change before and afteradding warming agent C to SBS modified asphalt predicted by RPV method and BV method

分析2種方法出現(xiàn)差異的原因是由于BV方法的剪切速率在整個升溫過程中始終處于變化狀態(tài).在135℃附近，瀝青黏稠，此時瀝青黏度對于測試采用的剪切速率極為敏感，而BV方法采用的剪切速率一般為2.5s-1或5.0s-1，遠小于RPV方法采用的25s-1，導致測試得到的黏度值偏高.在175℃附近，BV方法采用的剪切速率為9.3～18.6s-1，其測試結果與RPV方法接近但還是略大.因此，BV方法下采用2點黏度擬合得到的直線型黏溫曲線整體斜率大于固定剪切速率下RPV方法得到的黏溫曲線.在175℃以上的黏度測試中，BV方法的剪切速率變化很劇烈(從18.6s-1變化至46.5s-1)，因此，其曲線仍然保持很高的黏度下降斜率，且明顯大于RPV方法得到的曲線斜率.

綜合上述各個溫度段的黏度信息，對于同一種SBS改性瀝青，在相同的半對數(shù)坐標系中，RPV方法測試得到的黏溫曲線整體斜率低于BV方法采用2點數(shù)據(jù)擬合的黏溫曲線；在175℃之上，隨溫度上升，RPV方法所得到的瀝青黏度測試值有下降放緩的趨勢，但BV方法得到的瀝青黏度測試值仍與溫度呈線性關系.因此，在計算等黏溫度時，與BV方法相比，RPV方法所確定的施工溫度總是較??；對于溫拌劑的降溫效果評價，RPV方法給出的結果也更顯著.這也解釋了大量文獻中指出的若采用JTG E20—2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》中“T0625—2011瀝青旋轉黏度試驗”的方法所得到的SBS改性瀝青施工溫度范圍要比JTG F40—2004《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》給出的建議范圍偏高的原因.

通過2種測試方法分別得到各溫拌瀝青試樣的拌和溫度與壓實溫度中值，并計算其施工溫度降低幅度，如表2所示.對于拌和溫度的下降幅度進行判斷時，BV方法預測的施工溫度變化幅度均要比RPV方法預測的小50%以上(SBS+3.0%A小54.4%、SBS+1.2%B小67.3%、SBS+0.8%C小71.0%)；對于壓實溫度的下降幅度進行判斷時，BV方法的判斷結果均要比RPV方法的判斷結果小至少60%(SBS+3.0%A小67.6%、SBS+1.2%B小71.4%、SBS+0.8%C小81.1%).

表2 采用2種方法檢測到的各瀝青施工溫度變化對比Table 2 Comparison of construction temperature changes of various asphalts detected by RPV method and BV method

3.4 2種方法計算的施工溫度對于瀝青混合料空隙率的影響

為驗證RPV方法給出的施工溫度是否會影響瀝青混合料的質量，采用表1中的4種瀝青(SBS、SBS+3.0%A、SBS+1.2%B、SBS+0.8%C)，按照相同的SMA-13級配曲線和油石比(5.8%)配置瀝青混合料.在制作時，每種瀝青分別參照RPV方法和BV方法下得到的施工溫度制作2組馬歇爾混合料試件，平行試件5個.對于所有瀝青，控制瀝青的加熱溫度為表2中的拌和溫度，集料的加熱溫度均高出瀝青加熱溫度10℃，并保證制作馬歇爾混合料試件時的初始擊實溫度為表2中的壓實溫度±3℃范圍，其他條件相同；之后采用真空法測試計算各試件的空隙率.

除了根據(jù)RPV方法和BV方法確定的施工溫度制作試件之外，增加1組對照組.在該對照組中，沒有添加溫拌劑的SBS改性瀝青加熱溫度參照JTG F40—2004《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》建議的施工溫度，取175℃，馬歇爾混合料試件的初始擊實溫度取為 160℃；添加3種溫拌劑后，依據(jù)工程使用經(jīng)驗和廠家建議，采用的施工溫度都在原始SBS改性瀝青施工溫度的基礎上直接降低15℃，即瀝青加熱溫度為160℃，壓實溫度為145℃，以模擬施工現(xiàn)場僅依據(jù)規(guī)范和工程經(jīng)驗進行施工的情況.表3為各混合料試件的空隙率及其測試標準差(SD).

表3 各混合料試件的空隙率對比Table 3 Comparison of porosity of each asphalt mixture

由表3可見，在RPV方法提供的施工溫度指導下，各瀝青混合料試件的空隙率雖然都略高于BV方法的空隙率，但仍滿足使用SBS改性瀝青生產的SMA-13混合料3%～4%的空隙率控制要求.因此，RPV方法沒有對混合料的體積指標造成顯著影響，數(shù)據(jù)的離散程度也沒有顯著變化.雖然RPV方法和BV方法給出的施工溫度均能滿足混合料的施工質量要求，但是BV方法給出的溫度范圍明顯偏高(見表2)，不能充分發(fā)揮溫拌劑的降溫降黏效果，溫拌劑節(jié)能減排、減少老化的功效也未能充分發(fā)揮.

在模擬沒有進行任何黏度測試的情況下就直接采用JTG F40—2004中的建議溫度和經(jīng)驗溫度的對照組中，添加溫拌劑B和溫拌劑C的2種SMA混合料空隙率已經(jīng)超出該規(guī)范要求.可見對于添加了溫拌劑的改性瀝青，直接降低15～30℃施工溫度進行混合料拌和具有很大的工程風險.

3.5 2種方法的測試效能對比

如前所述，BV方法在測試中要及時更換轉速和轉子搭配以保證測試的量程與精度；每次更換轉子后，還需要更換新的瀝青試樣以保證轉子在試管中的正確姿態(tài)；單次測試消耗的瀝青量約為9～ 11g；因此，采用BV方法測試時的恒溫時間較長，約為40min，轉子開始旋轉后達到讀數(shù)時亦需要耗時約20min；確定黏溫曲線(2個溫度點)耗時超過 2h.目前，中國大量道路工程材料實驗室內配備的均為NDJ-1型布氏旋轉黏度計，該儀器的有效黏度測試范圍約0.02～200Pa·s[14].因此，對于SBS改性瀝青的黏度測試而言，若考慮其在90℃以下會出現(xiàn)爬桿效應[6]的話，則BV方法的實際有效測試溫度范圍為90～220℃.

此外，BV方法由于不能控制變溫測試過程中的剪切速率，導致其判斷出的SBS改性瀝青混合料拌和溫度與壓實溫度均偏高，容易造成瀝青老化和能耗浪費.用這種方法來衡量溫拌劑對于SBS改性瀝青黏度的改變作用，會弱化溫拌劑的降溫降黏效果，使溫拌劑不能充分發(fā)揮降低施工溫度、節(jié)能減排、減小瀝青老化程度的優(yōu)勢.

采用RPV方法進行黏度測試需要瀝青約 2.5g，單溫度點恒溫耗時15min，測試時間約 1min；測試10℃溫度梯度下的黏溫曲線(8個溫度點，見圖6)耗時約2.2h.采用該方法可以更為全面地反映瀝青的黏溫特性信息.對于SBS改性瀝青，RPV方法的有效測試溫度范圍為60～200℃.

4 結論

(1)本研究提出的平板旋轉黏度(RPV)測試方法采用固定剪切速率，解決了采用布氏旋轉黏度(BV)測試方法進行SBS改性瀝青黏溫曲線的測試過程中不能使用同一剪切速率而導致的預測施工溫度(拌和溫度和壓實溫度)偏高的問題.

(2)分別使用RPV方法和BV方法來確定3種溫拌劑+SBS改性瀝青的拌和溫度與壓實溫度，并利用其指導其他條件相同的馬歇爾混合料試件制作.雖然所有試件的空隙率均滿足規(guī)范要求，但通過BV方法確定的各試件施工溫度降低幅度均比通過RPV方法確定的小50%以上，這意味著通過BV方法確定的試件施工溫度低估了溫拌劑的降黏能力，不能真正發(fā)揮出溫拌劑節(jié)能減排的優(yōu)勢，也容易造成瀝青老化.

(3)使用RPV方法和BV方法分別測試70#基質瀝青在10℃升溫梯度下的黏溫曲線，利用雙樣本異方差的t檢驗方法對測試結果進行統(tǒng)計分析(顯著性水平α=0.05)后發(fā)現(xiàn)，當溫度大于102℃時，RPV方法與BV方法給出的黏溫曲線沒有顯著差異(p≥0.05)，且RPV方法的測試數(shù)據(jù)離散性更小.證明針對70#基質瀝青，RPV方法完全可以作為一種更高效準確的測試方法替代BV方法.

(4)相較BV方法，RPV方法依托DSR設備進行瀝青測試，所需瀝青量小，恒溫與測試時間短，克服了繁瑣的轉子和轉速更換問題.RPV方法可以作為一種更高效準確的黏度測試方法用于瀝青(尤其是SBS改性瀝青)的施工溫度確定；但是針對不同的測試瀝青，測試剪切速率的選擇尚需進一步的研究.