T0625—2011瀝青旋轉(zhuǎn)黏度試驗（布洛克菲爾德黏度計法)

1目的與適用范圍

1.1本方法適用于采用布洛克菲爾德黏度計（Brookfield，簡稱布氏黏度計）旋轉(zhuǎn)法測定道路瀝青在45℃以上溫度范圍內(nèi)的表觀黏度，以帕斯卡秒(Pa·s)計。

1.2本方法測定的不同溫度的黏度曲線，用于確定各種瀝青混合料的拌和溫度和壓實(shí)溫度。

2儀具與材料技術(shù)要求

2 儀具與材料技術(shù)要求

2.1試驗主機(jī)：

TD625-1型布氏旋轉(zhuǎn)粘度計/布洛克菲爾德黏度計（數(shù)顯）一臺

TD625-2型布氏旋轉(zhuǎn)粘度計/布洛克菲爾德黏度計（數(shù)顯控溫)一臺

可直接顯示黏度、扭矩、剪切應(yīng)力、剪變率、轉(zhuǎn)速和試驗溫度等項目的功能，如圖T0625-1所示。它主要由下列部分組成：

 本機(jī)包含適用于不同黏度范圍的標(biāo)準(zhǔn)高溫黏度測量系統(tǒng)，如LV、RV、HA或HB型系列等,其量程滿足被測改性瀝青黏度的要求。

2.2主機(jī)附件

TD625-0號轉(zhuǎn)子一個；

TD625-1號轉(zhuǎn)子一個；

TD625-2號轉(zhuǎn)子一個；

TD625-3號轉(zhuǎn)子一個。不同型號的轉(zhuǎn)子，根據(jù)瀝青黏度選用。

自動溫度控溫系統(tǒng)，包括恒溫室、恒溫控制器、盛樣筒（為試管形狀）、溫度傳感器等。

 數(shù)據(jù)采集和顯示系統(tǒng)、繪圖記錄設(shè)備等。

2.3其他設(shè)備

2.3.1 TD101系列烘箱:有自動溫度控制器，控溫的準(zhǔn)確度為±1℃一臺。

2.3.2標(biāo)準(zhǔn)溫度計：分度值0.1℃一個。

2.3.4秒表一個。

3試驗步驟

3.1按本規(guī)程T0602的方法準(zhǔn)備瀝青試樣，分裝在盛樣容器中，在烘箱中加熱至軟化點(diǎn)以上100℃左右保溫30?60min備用，對改性瀝青尤應(yīng)注意去除氣泡。

3.2儀器在安裝時必須調(diào)至水平，使用前應(yīng)檢查儀器的水準(zhǔn)器氣泡是否對中。開啟黏度計溫度控制器電源，設(shè)定溫度控制系統(tǒng)至要求的試驗溫度。此系統(tǒng)的控溫準(zhǔn)確度應(yīng)在使用前嚴(yán)格標(biāo)定。

3.3根據(jù)估計的瀝青黏度，按儀器說明書規(guī)定的不同型號的轉(zhuǎn)子所適用的速率和黏度范圍，選擇適宜的轉(zhuǎn)子。

3.4取出瀝青盛樣容器，適當(dāng)攪拌，按轉(zhuǎn)子型號所要求的體積向黏度計的盛樣筒中添加瀝青試樣，根據(jù)試樣的密度換算成質(zhì)量。加入瀝青試樣后的液面應(yīng)符合不同型號轉(zhuǎn)子的規(guī)定要求，試樣體積應(yīng)與系統(tǒng)標(biāo)定時的標(biāo)準(zhǔn)體積一致。

3.5將轉(zhuǎn)子與盛樣筒一起置于已控溫至試驗溫度的烘箱中保溫，維持15h。當(dāng)試驗溫度較低時，可將盛樣筒試樣適當(dāng)放冷至稍低于試驗溫度后再放入烘箱中保溫。

3.6取出轉(zhuǎn)子和盛樣筒安裝在黏度計上，降低黏度計，使轉(zhuǎn)子插進(jìn)盛樣筒的瀝青液面中，至規(guī)定的高度。

3.7使瀝青試樣在恒溫容器中保溫，達(dá)到試驗所需的平衡溫度（不少于15min)。

3.8按儀器說明書的要求選擇轉(zhuǎn)子速率，例如在135℃測定時，對RV、HA、HB型黏度計可采用20r/min，對LV型黏度計可采用12r/min，在60℃測定可選用0.5r/min等。開動布洛克菲爾德黏度計，觀察讀數(shù)，扭矩讀數(shù)應(yīng)在10%～98%范圍內(nèi)。在整個測量黏度過程中，不得改變設(shè)定的轉(zhuǎn)速。儀器在測定前是否需要?dú)w零，可按操作說明書規(guī)定進(jìn)行。

3.9觀測黏度變化，當(dāng)小數(shù)點(diǎn)后面2位讀數(shù)穩(wěn)定后，在每個試驗溫度下，每隔60s讀數(shù)一次，連續(xù)讀數(shù)3次，以3次讀數(shù)的平均值作為測定值。

3.10對每個要求的試驗溫度，重復(fù)以上過程進(jìn)行試驗。試驗溫度宜從低到高進(jìn)行，盛樣筒和轉(zhuǎn)子的恒溫時間應(yīng)不小于1.5h。

3.11如果在試驗溫度下的扭矩讀數(shù)不在10%?98%的范圍內(nèi)，必須更換轉(zhuǎn)子或降低轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速后重新試驗。

3.12利用布洛克菲爾德黏度計測定不同溫度的表觀黏度，繪制黏溫曲線。一般可采用135℃和175℃的表觀黏度，根據(jù)需要也可以采用其他溫度。

4報告

4.1同一種試樣至少平行試驗兩次，兩次測定結(jié)果符合重復(fù)性試驗允許誤差要求時，以平均值作為測定值。

4.2將在不同溫度條件下測定的黏度，繪于圖T0625-2所示的黏溫曲線中，確定瀝青混合料的施工溫度。當(dāng)使用石油瀝青時，宜以黏度為0.17Pa·s±0.02Pa·s時的溫度作為拌和溫度范圍；以0.28Pa?s±0.03Pa?s時的溫度作為壓實(shí)成型溫度范圍。

4.3報告試驗溫度、轉(zhuǎn)子的型號和轉(zhuǎn)速。

4.4繪制黏溫曲線，給出推薦的拌和及壓實(shí)施工溫度范圍。

5允許誤差

重復(fù)性試驗的允許誤差為平均值的3.5%，再現(xiàn)性試驗的允許誤差為平均值的14.5%。

條文說明

測定瀝青從較低溫度到較高溫度范圍內(nèi)的黏度.通常需要不同類型的黏度計，本規(guī)程也已分別作了規(guī)定。例如，為60℃黏度分級用動力黏度，世界上基本上都統(tǒng)一采用真空減壓毛細(xì)管黏度計測定(本規(guī)程T0620)。近年來由于改性瀝青的黏度增大，需要采用較粗的黏度管測定。自從美國SHRP戰(zhàn)略公路研究計劃推出采用布洛克菲爾德（Brookfield)黏度計方法（ASTM D 4402)測定黏度后，各國道路界對此十分重視。SHRP瀝青結(jié)合料性能規(guī)范中提出了對改性瀝青135℃黏度不得超過3Pa·s的技術(shù)要求，以控制改性瀝青的施工性能。我國《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40—2004)也已將此指標(biāo)納入了改性瀝青的技術(shù)要求。為此，本規(guī)程參照美國ASTM D4402和AASHTO T316標(biāo)準(zhǔn)制定了本方法。

根據(jù)不同溫度下的黏度繪制黏溫曲線以確定瀝青混合料的拌和溫度和壓實(shí)溫度時，原試驗規(guī)程T0702規(guī)定可采用T0625、T0619和T0623等三種方法。隨著布氏旋轉(zhuǎn)黏度測定方法應(yīng)用越來越多，方法簡便，而且ASTM D6925和AASHTO T312均統(tǒng)一采用布氏旋轉(zhuǎn)黏度方法作為標(biāo)準(zhǔn)方法來確定瀝青混合料的拌和溫度和壓實(shí)溫度，因此本次修訂根據(jù)我國實(shí)踐，也將確定瀝青混合料的拌和溫度和壓實(shí)溫度的方法統(tǒng)一為布氏旋轉(zhuǎn)黏度測定方法。

原方法規(guī)定確定黏溫曲線的溫度為60℃、135℃和175℃，本次修訂參考ASTM和AASHTO方法，并結(jié)合我國實(shí)踐，規(guī)定可采用135℃和175℃,也可根據(jù)需要選擇其他溫度。

本方法適用于測定牛頓流體或非牛頓流體之剪應(yīng)力與剪變率之比，即表觀黏度。剪應(yīng)力與剪變率之比值為常數(shù)的屬于牛頓流體，比值不是常數(shù)的流體則是非牛頓流體。許多流體都表現(xiàn)出牛頓流體和非牛頓流體兩種特性，這取決于剪變率的大小。黏度是流體抗流動的量度，黏度的國際單位制單位是帕斯卡秒（Pa·s)，1Pa·s相當(dāng)于10泊，1厘泊（cP)是1毫帕斯卡秒（mPa·s)，常用做黏度單位，1Pa·s=1000mPa·s。

本方法可用于測量瀝青在使用溫度時的表觀黏度。在本方法的試驗條件或溫度范圍內(nèi)，某些瀝青可表現(xiàn)出非牛頓特性。因為非牛頓性流體的表觀黏度值不是唯一的材料性質(zhì)，而是反映流體和測量系統(tǒng)的特性。應(yīng)該注意，本方法是在某一個規(guī)定的測定條件下測量獲得的黏度值，并不能預(yù)測不同條件下的使用性能。對各種非牛頓體瀝青之間表觀黏度值之間的比較，應(yīng)采用同類型黏度計在相同的剪應(yīng)力和剪切歷程條件下獲得的測定值進(jìn)行。

本方法（圖T0625-2由黏溫曲線確定施工溫度的方法）是基于未經(jīng)改性的普通道路石油瀝青的數(shù)據(jù)得出的。當(dāng)用于改性瀝青時，由此確定的拌和溫度和壓實(shí)溫度可能偏高，所以此法是否適合于改性瀝青國內(nèi)外都有不同看法,但是目前還沒有合適的方法。因此，各單位在應(yīng)用該方法確定改性瀝青混合料的拌和溫度和壓實(shí)溫度時，還應(yīng)該結(jié)合工程中的實(shí)踐經(jīng)驗,確定合理的拌和溫度和壓實(shí)溫度。

由于目前市場上銷售的布洛克菲爾德黏度計都具有直接顯示黏度、扭矩、剪切速率、剪切應(yīng)力、轉(zhuǎn)速和試驗溫度的功能，無須進(jìn)行計算，所以取消了原規(guī)程的4.2條。操作者在使用布洛克菲爾德黏度計前應(yīng)該仔細(xì)閱讀并理解廠家所提供的儀器操作說明書。詳細(xì)的操作步驟可按儀器說明書進(jìn)行。

本方法判斷試驗結(jié)果允許誤差可接受性的置信度為95%。