沥青低温性能试验仪 - 欧美大地仪器设备中国有限公司

沥青低温性能试验仪是一种用于测试沥青胶结料或混合料低温开裂性能的新型试验设备。最主要的用途是依据AASHTO T387沥青胶结料开裂试验方法（Asphalt Binder Cracking Device, 简称“ABCD”）来测试沥青胶结料的温度-应变曲线，从而直接获得低温开裂温度。

ABCD试验是将沥青样品贯入硅胶与殷钢组合成的环形试模内，在殷钢环的内侧粘贴有应变片和温度传感器，应变片粘贴的位置处具有贯穿沥青样品的硅胶凸起。填充沥青样品的试模放入温控箱中开始试验，试验的起始温度为20℃，在0~20℃范围内，以40℃/h的恒定速度匀速降温；在-60℃~0℃的范围内以20℃/h的恒定速度匀速降温。在降温过程中，沥青样品因为低温收缩产生的变形比殷钢大100倍以上，因此产生对殷钢环的压力作用，我们通过应变片来测试应变随温度的变化。随着温度的持续降低，沥青样品在硅胶膜凸起处形成的环形区域产生应力集中现象，首先发生开裂。

注：

沥青的热收缩系数约为：200×10-6/℃

殷钢的热收缩系数约为：1.2×10-6/℃

当开裂发生时，沥青对殷钢的压力突然变小，产生应变跃迁，因此我们在温度-应变上可以准确的判断沥青的开裂温度。因此，与Superpave PG分级中的BBR低温弯曲梁流变试验和DT直接拉伸试验相比，ABCD试验方法可以更加直接的得到沥青的开裂温度，而无需任何假设和计算。

有效性验证

为了验证ABCD试验方法的有效性，在该试验方法开发的过程中，共有全美23个实验室参与了试验效果的评估和验证工作，其中11个实验室进行了与BBR试验结果的比对试验，并与美国宾夕法尼亚州的Elk Country试验路，加拿大安大略省的Lamont和Highway 17两个试验路的实测结果进行了比较。

在23个实验室进行比对试验时，将沥青按照模量的高低分成高（H），中（M），低（L）三个级别，总的来看测试结果的一致性较好。模量越低的沥青在修整样品，运输和操作过程中会导致测试结果具有更大的变异性，而模量越高的沥青受此影响越小，测试结果更加稳定。

3条试验路的现场验证结果显示：ABCD的测试结果与现场实际观测结果具有更好的相关性，在大部分情况下的相关性要高于BBR和DT试验的结果。

表1：试验路开裂指数和沥青临界开裂温度之间的相关系数（R2）

试验路	ABCD	BBR	BBR+DT
Elk Country, PA	0.94	0.21	0.95
Lamont, Ontario	0.92	0.79	0.76
Highway 17, Ontario	0.80	0.92	0.56

SBS改性沥青的低温性能评价

在比较ABCD和BBR试验对于SBS改性沥青低温性能评价的结果中发现：ABCD的试验结果显示随着SBS含量的提高，沥青的低温开裂温度是降低的，也就是说低温性能得到了提升；而BBR试验的结果通常得到的是相反的结论，试验结果与理论相悖。所以ABCD试验方法相比于BBR试验，更适于评价SBS改性沥青的低温性能（测定低温开裂温度和低温破坏强度）。

沥青混合料低温性能试验

沥青低温性能试验仪还可以使用两种方法来测试沥青混合料的低温性能，这两种方法分别称为“Asphalt Concrete Cracking Device, ACCD试验”和“Ohio Coefficient of Thermal Expansion/Contraction Device, OCD试验”。

ACCD试验

ACCD试验最早是作为简化版的TSRST试验（约束试件温度应力试验）而开发的。ACCD试件可以使用旋转压实仪成型后，经过钻芯和切割后得到。殷钢环插入试件中心，在降温过程中，殷钢环限制了沥青混合料的收缩变现，沥青混合料对殷钢环上的应变片也产生压力作用，应变片和温度传感器记录试件的温度-应变曲线，并计算沥青混合料的低温开裂温度。

与ABCD试验相比，ACCD的温度-应变曲线没有应变的跃迁，因此沥青混合料的开裂温度定义为曲线斜率降低到最大斜率的80%时认为是开裂温度。

OCD试验

OCD试验是由俄亥俄大学开发的一种试验方法。这种试验方法比ACCD试验更加简单，旋转压实仪成型的直径150mm试件只需切割成高度35-60mm的试件即可直接用于试验。

与ABCD试验和ACCD试验相比，OCD试验可以得到沥青混合料在低温收缩变形过程中的热膨胀系数模型，进而计算热膨胀系数，玻璃态转化温度，液态和玻璃态渐进线的斜率等参数。

仪器规格

温控箱

沥青低温性能试验仪的温控箱具有较宽的控温范围，可达-60℃到+200℃，不仅可以用于试验，甚至可以用于沥青材料试件的养生。温控箱基于微处理器控制，可以编程控制恒定降温速率，且最高降温速率可达40℃/h。温控箱内部具有较大的内部空间（宽400mm×深280mm×高300mm），可以同时容纳至少4组ABCD试件或4组ACCD试件进行试验。

数据采集系统

仪器配备的数据采集系统可以一次连接4个温度传感器和4个应变片用于记录4个试件的温度-应变曲线。数据采集系统包括了与传感器连接的数据线。

OCD试验的LVDT位移传感器不包含在标准配置中，需要额外付费购买。

试件准备工具包

沥青低温性能试验仪的标准配置中包括了4套ABCD试验的试模（底板，硅胶试模和内置应变片和温度传感器的殷钢环）

ACCD试验的殷钢环和OCD试验的框架不包含在标准配置中，需要额外付费购买。

ABCD的试件准备工具包中还包括了厂家特殊开发的沥青灌样工具，可以对沥青样品进行加热，加热范围高达220℃，并在温度恒定的条件下将沥青样品均匀的灌入试模中。通过专用工具的辅助，不同操作人员进行试件准备时可以达到更好的一致性，同一个操作人员在准备多个试件时的一致性也得以提高，从而提高试验结果的质量。

数据采集软件

专用的数据采集软件可以安装在Windows系统的计算机中使用，在测试过程中可以设置采集条件，实时显示温度和应变的数据并生成温度-应变曲线。测试结果可以导出到Excel等第三方软件中进行后处理。