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瀝青低溫性能試驗儀是一種用于測試瀝青膠結(jié)料或混合料低溫開裂性能的新型試驗設(shè)備。最主要的用途是依據(jù)AASHTO T387瀝青膠結(jié)料開裂試驗方法（Asphalt Binder Cracking Device, 簡稱“ABCD”）來測試瀝青膠結(jié)料的溫度-應變曲線，從而直接獲得低溫開裂溫度。

當開裂發(fā)生時，瀝青對殷鋼的壓力突然變小，產(chǎn)生應變躍遷，因此我們在溫度-應變上可以準確的判斷瀝青的開裂溫度。因此，與Superpave PG分級中的BBR低溫彎曲梁流變試驗和DT直接拉伸試驗相比，ABCD試驗方法可以更加直接的得到瀝青的開裂溫度，而無需任何假設(shè)和計算。

有效性驗證

為了驗證ABCD試驗方法的有效性，在該試驗方法開發(fā)的過程中，共有全美23個實驗室參與了試驗效果的評估和驗證工作，其中11個實驗室進行了與BBR試驗結(jié)果的比對試驗，并與美國賓夕法尼亞州的Elk Country試驗路，加拿大安大略省的Lamont和Highway 17兩個試驗路的實測結(jié)果進行了比較。

在23個實驗室進行比對試驗時，將瀝青按照模量的高低分成高（H），中（M），低（L）三個級別，總的來看測試結(jié)果的一致性較好。模量越低的瀝青在修整樣品，運輸和操作過程中會導致測試結(jié)果具有更大的變異性，而模量越高的瀝青受此影響越小，測試結(jié)果更加穩(wěn)定。

3條試驗路的現(xiàn)場驗證結(jié)果顯示：ABCD的測試結(jié)果與現(xiàn)場實際觀測結(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試驗的結(jié)果。

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

SBS改性瀝青的低溫性能評價

    在比較ABCD和BBR試驗對于SBS改性瀝青低溫性能評價的結(jié)果中發(fā)現(xiàn)：ABCD的試驗結(jié)果顯示隨著SBS含量的提高，瀝青的低溫開裂溫度是降低的，也就是說低溫性能得到了提升；而BBR試驗的結(jié)果通常得到的是相反的結(jié)論，試驗結(jié)果與理論相悖。所以ABCD試驗方法相比于BBR試驗，更適于評價SBS改性瀝青的低溫性能（測定低溫開裂溫度和低溫破壞強度）。

瀝青混合料低溫性能試驗

瀝青低溫性能試驗儀還可以使用兩種方法來測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”和“Ohio Coefficient of Thermal Expansion/Contraction Device, OCD試驗”。

ACCD試驗

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

與ABCD試驗相比，ACCD的溫度-應變曲線沒有應變的躍遷，因此瀝青混合料的開裂溫度定義為曲線斜率降低到最大斜率的80%時認為是開裂溫度。

OCD試驗

    OCD試驗是由俄亥俄大學開發(fā)的一種試驗方法。這種試驗方法比ACCD試驗更加簡單，旋轉(zhuǎn)壓實儀成型的直徑150mm試件只需切割成高度35-60mm的試件即可直接用于試驗。

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

儀器規(guī)格

溫控箱

瀝青低溫性能試驗儀的溫控箱具有較寬的控溫范圍，可達-60℃到+200℃，不僅可以用于試驗，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），可以同時容納至少4組ABCD試件或4組ACCD試件進行試驗。

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個溫度傳感器和4個應變片用于記錄4個試件的溫度-應變曲線。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試驗的LVDT位移傳感器不包含在標準配置中，需要額外付費購買。

試件準備工具包

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

ACCD試驗的殷鋼環(huán)和OCD試驗的框架不包含在標準配置中，需要額外付費購買。

ABCD的試件準備工具包中還包括了廠家特殊開發(fā)的瀝青灌樣工具，可以對瀝青樣品進行加熱，加熱范圍高達220℃，并在溫度恒定的條件下將瀝青樣品均勻的灌入試模中。通過專用工具的輔助，不同操作人員進行試件準備時可以達到更好的一致性，同一個操作人員在準備多個試件時的一致性也得以提高，從而提高試驗結(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)的計算機中使用，在測試過程中可以設(shè)置采集條件，實時顯示溫度和應變的數(shù)據(jù)并生成溫度-應變曲線。測試結(jié)果可以導出到Excel等第三方軟件中進行后處理。