2024年3月28日发(作者：宓新蕾)
T313-04用弯曲梁流变仪测量沥青胶结料的弯曲蠕变劲度的标
准试验方法
1适用范围
1.1本试验方法用弯曲梁流变仪测量沥青胶结料的挠曲蠕变劲度或柔量。本方法适用于挠
曲劲度范围为20MPa～1G（蠕变柔量值的范围为50nPa
–1
～1nPa
–1
）的材料，被测材料
是未老化的沥青或T240(RTFOT)和/或R28(PAV)得到的老化沥青。试验设备的操作温度范
围为（-36～22）℃。
1.2当根据本试验方法进行试验时，若试验样品的挠曲大于4mm或小于0.08mm时试验结
果无效。
1.3
本标准可能包含危险材料、操作和设备。本标准并不能强调关于使用时的所有安全问题。
在使用本标准之前，使用者有责任采用合适的安全和健康实践，并确定其使用的规则限制。
2参考文件
2.1AASHTO标准
M320沥青胶结料性能分级
R28
T40
用压力老化容器加速沥青胶结料老化
沥青材料取样
T240加热和空气对沥青旋转薄膜的影响（旋转薄膜烘箱试验）
2.2ASTM标准
C802进行试验室间试验项目以确定建筑材料试验方法精密度的方法
E77温度计的检查和校验
E220用比对技术标定热电偶的方法
2.3DIN标准
43760铂电阻温度计
3名词术语
3.1定义
3.1.1沥青胶结料(asphaltbinder)——以石油渣油生产的沥青为基础，添加或未添加
非颗粒有机改性剂的胶结材料。
3.1.2物理硬化(physicalhardening)——沥青胶结料物理硬化是由当沥青在低温贮藏
条件下时，发生的随时间增加的劲度，由这个增加的劲度而导致的物理硬化可随温度L高而
发生可逆。
3.2本标准的特殊术语的定义
3.2.1弯曲蠕变(flexuralcreep)——在一个沥青胶结料棱柱形简支梁上，在梁中点作用
一恒定荷载，测量梁中点随加载时间而发生的变形。
3.2.2测量的挠曲蠕变劲度(measuredflexuralcreepstiffness),S
m
(t)——测量的
最大弯曲应力除以测量的最大弯曲应变所得到的比率。
3.2.3估计的挠曲蠕变劲度(estimatedflexuralcreepstiffness),S(t)——由在
8.0s,15.0s,30.0s,60.0s,120.0s和240.0s处测量的劲度的对数与时间的对数之间的
多项式得出的蠕变劲度。
3.2.4挠曲蠕变柔量(flexuralcreepcompliance),D(t)——用最大弯曲应变除以最
大弯曲应力得到的比率。挠曲蠕变柔量D(t)是挠曲蠕变劲度S(t)的倒数。D(t)通常用于黏
弹性研究，而S(t)过去曾经在沥青技术中使用。
3.2.5m值(m-value)——劲度的对数与时间对数曲线的斜率的绝对值。
3.2.6接触荷载(contactload)——在试验中试件和荷载轴之间要维持正确接触所需的
荷载；（35±10）mN
3.2.7就位荷载(seattingload)——要求1s时间使梁就位的荷载；（980±50）mN
3.2.8试验荷载(testload)——在测试材料劲度中所要求240s内的荷载；（980±50）mN
3.2.9试验调零时间(testingzerotime),秒——信号从零荷载调节阀（接触荷载）到试
验荷载调节阀（试验荷载）传送到电磁阀的时间。
4方法概要
4.1弯曲梁流变仪是用来测定简支梁沥青胶结料试件，受固定荷载中点的挠曲变形。设备
仅在荷载模式下操作，变形恢复不予测量。
4.2试件放在控温液体浴中施加240s的恒定荷载。用计算机数据采集系统监控试验荷载
（980±50）mN、试件中点的变形及对应时间。
4.3通过试件的尺寸、跨度和应用荷载时间为8.0s,15.0s,30.0s,60.0s,120.0s和
240.0s的荷载计算得到试件中点的最大应力。试件的最大弯曲应变用相同的试件尺寸和荷
载时间的形变计算得到。上述规定荷载时间下的劲度由最大弯曲应力除以最大弯曲应变得
到。
4.4报告0.0s和0.5s时的荷载和变形，以验证试验时全部试验荷载（980±5）mN在第一
个0.5s时间内作用的情况。它不用于计算劲度和m值，也不代表材料性质。不适当的压力
调节阀的操作、不适当的空气轴承压力、空气轴承失效（黏住）和其他因素可能影响荷载上
L时间（作用到全部荷载的时间）。通过报告0.0s和0.5s的信号，试验结果的用户可判断
加载的情况。
注1——黏结可以通过在荷载轴在浮动位置时加3g或稍少的荷载观察加荷载时荷载轴
是否移动来判断。
5意义和应用
5.1试验温度与应用沥青胶结料的地理区域内道路经受的温度有关。
5.2用试验中得到的弯曲蠕变劲度和弯曲蠕变柔量来描述沥青胶结料在试验温度下在线性
黏弹性区的低温、应力-应变-时间的响应。
5.3沥青路面的低温收缩开裂性能与沥青混合料中所含沥青的蠕变劲度以及沥青混合料中
沥青胶结料的蠕变劲度的对数与时间对数曲线的斜率有关。
5.4蠕变劲度和劲度对数与时间对数曲线的斜率作为AASHTOM320沥青胶结料性能规范指
标。
6设备
6.1弯曲梁流变仪——弯曲梁流变仪由下列几部分组成：（1）允许浸入恒温水浴的试件支
架的荷载框包括试件梁、支座和底座；（2）将试件维持在试验温度下以及能提供浮力以抵消
试件的重力的控温液体浴；（3）由计算机控制的数据采集系统；（4）试件膜具；（5）检验和
标定系统的附件。
6.1.1荷载框——包括一套样品支架，向试件的中点施加荷载的钝头轴，安装在加荷轴上
的荷载传感器，对作用到试件荷载调零的装置，对试件作用恒荷载的装置，装在加荷轴上的
变形测量传感器。设备示意图图1。
图1弯曲梁流变仪示意图
6.1.1.1加荷载系统——可向试件施加（35±10）mN的接触荷载和将试验荷载（980±50）
mN维持在±10mN精度范围以内，具有荷载系统的能力。
6.1.1.2加荷系统要求——试验荷载的上L时间不应小于0.5s。上L时间是指接触荷载从
（35±10）mN增加到（980±50）mN所需时间。在上L时间阶段，系统将荷载控制在（980
±50）mN。在0.5～5s期间，试验荷载的精度应该在平均试验荷载的±50mN范围以内，而
之后的精度应在平均试验荷载的±10mN范围以内。
6.1.1.3试样支座——试验支承在顶部半径为（3.0±0.30）mm，支承条上部与水平方向斜
角45℃（图1）。支承条由不锈钢（或其他耐腐蚀金属）制成，支承条间距间隔为（102.0
±1.0）mm。支承条支承面积的宽度应为（9.5±0.2）5mm。这是要求由制模方法产生的试件
的边缘不影响试验中跨中变形的测量。支承应包括2～4mm直径垂直定位栓放于从支承中心
距每个试件支承（6.75±0.25）mm处。此定位栓应放在支承背后以保证试件定在支承中心。
详见图1。
6.1.1.4加载轴——钝头加载轴与荷球形接触点半径（6.25±0.30）mm，连接荷重传感器
和变形测量传感器，能施加接触荷载（35±10）mN和使用不同的空气压力或其他如电动液
压进行调节，保持试验荷载（980±50）mN精度在±5mN之内。在上L时间，系统应控制试
验荷载应在第一个5s后稳定在±10mN内。
6.1.1.5荷载传感器——荷载传感器的最小能力不应少于2000mN，最小分辨力为2.5mN，
它的安装位置与荷载轴在一条线上并且在控温浴的液面以上，用来测量接触荷载和试验荷
载。
6.1.1.6线性位移传感器（LVDT）——适合用来测量试件的形变的线性位移传感器或其他
合适的器件安装在加载轴向上，它至少能测量6mm试件梁的变形，并且具有不大于2.5μm
的线性分辨力。
6.1.2控温液体浴——能够在－36～22℃范围将液体浴内的各点温度维持在试验温度的±
0.1℃范围内。将试件放入控温浴中时可能会引起液体浴温度从目标温度波动±0.2℃。因此
保温条件下液体浴温度波动±0.2℃是允许的。
6.1.2.1控温浴搅拌器——控温浴搅拌器的目的是维持所需温度的均衡，搅拌产生的液体流
不应干扰试验进程，搅拌时振动产生的机械噪声不低于6.1.3和6.1.3.1中规定的灵敏度。
6.1.2.2循环浴（可选择的）——循环浴装置与试验架分离，循环浴泵送液体至试验用的
液体浴。如果用循环浴的话，循环系统产生的振动与试验用的液体浴应该隔离，以保证机械
噪声小于6.1.3和6.1.3.1规定的灵敏度。
6.1.3数据采集系统——数据采集系统将荷载分辨到最小2.5mN，试件的形变分辨到最小
2.5μm，液体浴温度分辨到最小0.1℃。当信号发送给电磁阀将零荷载调节阀（接触荷载）
转换到试验荷载调节阀（试验荷载）时信号数据采集系统将及时感受该点。这个时间将作为
试验荷载和形变信号的零荷载时间，这个时间作为零时间的参考。数据采集系统将提供随后
在8.0s,15.0s,30.0s,60.0s,120.0s和240.0s的荷载和形变测量的记录。
6.1.3.1信号过滤——消除电子噪声要求荷载和形变数据的数字或模拟信号滤波，否则没
有足够精度的数据来满足二阶多项式，从而将影响了m值的可靠度能力。用低通模拟或数字
滤波器对荷载和形变信号进行过滤，以从荷载和形变信号中除去频率超过4Hz的部分。信号
平均值应少于或等于±0.2s的报告时间段。
6.2温度测量设备——标定过的温度传感器应在（-36～22）℃范围内测量准确到0.1℃，
温度传感器安装在距试件试件支座中心50mm以内。
注2——用正确标定的铂阻温度计（PRT）或热敏电阻可完成所需温度的测量。铂电阻温
度计（PRT）或热敏电阻的校验可按11.5的内容进行。为了达到这个目的，建议使用符合DIN
标准43760（A类）的铂电阻温度计。
6.3试件模具——合适的试件模具尺寸应满足：(127±2)mm长；(12.70±0.05)mm宽；
(6.35±0.05)mm高的脱模后试件尺寸要求，用铝制长平条加工而成如图2。
6.3.1试模两端的垫块（金属模中用的小垫块）的高度用千分尺进行厚度测量，彼此厚度
差不多于0.05mm。
注3——很小的试件厚度误差可能对模量的计算产生大的影响，因为模量的计算是厚度
的函数，差异可增加到三次方。
6.4标定和校验步骤——标定和校验BBR要按照下列步骤进行：
6.4.1验证测量和标定荷载传感器所需的不锈钢（厚）梁－用于测量系统的验证和标定荷
载传感器的不锈钢梁长（127±5）mm、宽（12.7±0.25）mm、厚（6.4±0.1）mm。
6.4.2用于整个系统检查的不锈钢（薄）梁——不锈钢梁的长（127±5）mm、宽（12.7±0.1）
mm、厚1.0～1.6mm是BBR生产商报告弹性模量时必须报告的三个重要数据。BBR的生产商
将测量和报告梁的高度准确到0.01mm，宽度准确到0.05mm。梁的尺寸在整个试验系统检查
的阶段用来计算梁的模量。10.1.2。
6.5标准砝码——用标准砝码进行下列步骤的检查和标定：
6.5.1校验荷载传感器的标定——总质量为（100±0.2）g的一个或多个砝码和两个质量
为（2.0±0.2）g的砝码用于校验荷载传感器的标定。
6.5.2荷载传感器的标定——两个或更多个砝码，其中每个质量已知并精确到0.2g的砝码
用于进行荷载量程范围内的标定。
6.5.3日常整体系统检查——两个或更多个砝码，其中每个质量已知并准确到0.2g的砝码
用于按生产商步骤的整体系统检查。
6.5.4砝码的精确度——至少每三年对6.5的砝码进行一次准确度的检查。
6.6标定的温度计——具有合适范围分度为0.1℃的玻璃液体温度计用于检查温度传感
器。这些温度计为部分浸入式并且具有冰点，至少每年按照E77标准方法进行标定。63C-3FC
温度计适合于此目的。
6.7步进厚度计量块——用于校验和标定位移传感器图3。
图2铝模的尺寸和规格
图3用于标定位移传感器的典型厚度计量块
7
7.1
材料
塑料薄膜条——0.08～0.15mm厚的透明塑料薄膜条用于做三条铝模的内表面的衬里。
热沥青胶结料不能使塑料薄膜条变形。用于激光打印机的透明塑料薄膜适用。
7.2石油基润滑脂——使用石油基润滑脂的目的是将塑料薄膜条黏贴到三条铝模的内表面
上（警告：不可以用硅酮产品）。
7.3丙三醇——滑石粉混合物－用作铝模的端模的隔离剂。可以用20%的优级丙三醇和80%
的优级滑石或瓷黏土。
7.4液体浴——液体浴不能被试验用的沥青吸附，也不会让试验用的沥青改变液体浴性质。
在试验温度下测量的液体浴的密度不能超过1.05g/cm
3
。在试验温度下液体浴应该是光学上
透明的。合适的液体浴包括乙醇、甲醇和乙二醇-甲醇的混合液（例如：60%的乙二醇，15%
的甲醇和25%的水）。不能使用硅酮或含有硅酮的混合物液体。
8危害
8.1当处理热沥青胶结料和制备试件时仔细阅读标准试验室安全操作规程。
8.2乙醇溶液容易着火而且有毒性。将控温浴放在通风并且远离火源的位置。避免吸入乙醇
蒸气或液体浴接触皮肤。
8.3在试验方法中规定的低温度下液体浴与皮肤接触会导致冻伤。
9设备的准备
9.1如需要，将支架、荷载头、液体浴中的任何颗粒和污垢擦拭干净。
注4——由于在试验温度下沥青胶结料的脆性，可能会将小的沥青胶结料的碎片带入到
液体浴中。如果这些碎片出现在支架或荷载头上就会影响形变测量。小的碎片由于它的尺寸
很小在荷载的作用下将会变形，将表观形变量增加到试件上。将液体浴过滤有助于保持液体
浴的清洁度。
9.2选择试验温度并将液体浴的温度调节到所选温度。在进行试验前将温度平衡到试验温度
的±0.1℃。
9.3按照生产商操作手册的说明打开软件和数据收集系统。
10标准化
10.1根据10.1.1～10.1.3校验位移传感器、荷载传感器和温度传感器。应该按照本章的描
述的校验步骤和校验周期进行。附加的校验步骤可按照生产商的推荐进行。作为生产商的选
项，校验和标定可以结合进行。
10.1.1
位移转换器的校验
——在每天进行试验之前，用与图3相似大小尺寸已知的步进厚
度计量块检验位移转换器的标定。荷载框安装在试验温度下的液体浴中，在测试温度下的液
体浴的荷载支架上，从支座上移开所有的梁，按照生产商提供的说明将计量块放在荷载轴下
面的参考平台上。向荷载轴施加一个（100±0.2）g的砝码，用位移传感器测出每步的上L
值。用已知计量块的大小与数据采集系统显示的测量值进行比较。如果计量块的尺寸与数据
采集系统测得的数据之差超过±5μm，就需要进行标定。进行标定并按10.1.1校验。如果
标定后不能满足10.1.1的要求，停止设备的使用并咨询生产商。
10.1.2
空气轴承自由运行的检验
——在每天进行试验前，检查空气轴承的自由运行和确认
无摩擦。10.1.2.1和10.1.2.2用来检查轴承是否有摩擦。如果不能满足10.1.2.1和
10.1.2.2的要求，说明在空气轴承中存在摩擦。清洁轴承，按照生产商的说明调整位移传
感器的位置。如果这样不能消除摩擦，停止BBR的使用并咨询生产商。
注5——摩擦可能是位移传感器器的芯线就位摩擦、荷载轴上积累了沥青、在空气源中
有油或其他颗粒，或由其他原因引起的。
10.1.2.1将薄钢梁（6.8.2）放在样品支架上，用零荷载调节阀向梁施加（35±10）mN的
荷载。观察数据采集系统显示的LVDT的数据。轻轻的抬住轴向上约5mm来读出LVDT的读数。
当放下梁时，它将立即向下漂移与梁接触。
10.1.2.2将梁从支座上移走。用零荷载调节阀调节荷载轴，使它在约中间点位置自由漂动，
轻轻将一个硬币或约2g质量（例如铜制美国一分钱）的其他物体加到荷载架上。轴在硬币
的重量下轻轻向下落。
10.1.3
荷载传感器的校验
——用如下内容校验荷载传感器的标定。
10.1.3.1
接触荷载
——在每一天进行试验前，在接触荷载范围内校验荷载传感器的标定。
将6.35mm厚的不锈钢标准验证厚梁(6.4.2)放在支座上。用零荷载调节阀向梁施加一个（20
±5）mN的荷载。向荷载平台上增加（2.0±0.2）g的砝码。数据采集系统中显示的荷载的
增加为（20±5）mN。向荷载平台增加另一个（2.0±0.2）g的砝码，数据收集系统显示的
荷载增加量为（20±5）mN。如果显示的荷载增加量不是（20±5）mN，则需要重新进行标
定。进行标定工作。如果标定后不能满足10.1.3.1的要求，停止设备的使用并咨询生产商。
10.1.3.2
试验荷载
——在每一天进行试验前，在试验荷载的范围内校验荷载传感器的标定。
将6.35mm厚的不锈钢标准验证厚梁（7.8.1）放在支座上。用零荷载调节阀（接触荷载）
向梁施加（20±10）mN的荷载。向荷载平台施加100g的质量。由数据采集系统显示的荷载
增加值应为（981±5）mN，如果不是，则标定荷载传感器。如果标定后仍不能满足11.3.2
的要求，停止设备的使用并咨询生产商。
10.1.4
每天进行的整个系统的检查
——每天在进行试验前，将荷载框安装在液体浴中，对
整个系统的操作进行全面检查。按照6.4.2中描述的内容将已知模量的1.0～1.6mm厚的不
锈钢薄梁放在样品支座上。根据生产商提供的说明，将梁放在支座上，向梁施加50g或（100
±0.2）g的初始质量（491或（981±5）mN）以保证梁已放好并与支架充分接触。遵循生产
商说明向梁施加另一个100～（300.0±0.2）g的附加荷载。由生产商提供的软件用荷载变
化、与其相联系的形变的变化计算梁的模量来决定三个重要数字。软件计算的模量应在由生
产商提供的模量的10%以内，否则整个BBR设备的运行被认为是不可靠的，可向设备生产商
咨询。
10.1.5
温度传感器的检查
——每天在进行任何试验前，以及不管什么时候改变温度，用6.6
描述的已标定好的温度计对温度探测器进行标定的检查。将荷载框放在液体浴中，将温度计
放在液体浴中并靠近温度传感器，用温度计显示的温度与数据采集系统显示的温度进行比
较，如果数据采集系统显示的温度与温度计显示的温度的差超出±0.1℃内，需要进行标定。
10.1.6
荷载轴对中校准的检查
——应该用生产商提供的对中校准设备对荷载轴与样品支座
中的对中进行检查：切一块长度为25mm的白纸条，白纸条稍稍比验证梁的宽度窄一些。用
胶带将白纸黏到验证梁的中心上。从液体浴中移出框架，将验证梁放在支座上，将一小片复
写纸放在白纸上。向空气轴承施加空气压力，将轴向下推使复写纸在白纸上留下一个墨印。
移开梁，用游标卡尺测量从墨印的中心到梁的每个边缘的距离。两个测量值之差应小于或等
于1.0mm。如果不能满足这个要求，与设备生产商联系。
11试模和试件的准备
11.1为制备试模，在三条长铝试模的内表面涂一层石油基润滑脂，仅足够将塑料片黏到金
属上。将塑料片放在试模表面用手指挤压将塑料片靠摩擦压住。按照图2方式安装试模，用
O形橡胶圈将模件捆在一起。检查试模，将塑料片压在试模上并用力挤出气泡。如果仍存在
气泡，拆开安装试模，再用油脂在表面涂层。在两个端模的内表面涂一层丙三醇和滑石粉的
混合物以防止沥青胶结料黏到端模上。安装结束后，将试模放在室温下直到浇注沥青。
注6——试件的厚度是由端模来控制。端模的厚度应该按照6.3要求定期检查。劲度是
厚度的三次方比例。
11.2如果试验原料是未老化的沥青胶结料，根据T40取样。
11.3在加热样品直到样品充分流动且容易浇注。若在设定温度为165℃的烘箱中加热时沥
青胶结料不易浇注，可将烘箱温度设定到180℃进行加热直到容易流动并易于浇注。
注7——推荐的样品最低浇注温度的黏度相当于在室温时SAE10W30机油（容易浇注但
不过分流动）的黏度。应避免将为老化沥青胶结料加热到135℃以上，但是一些改性沥青或
老化沥青胶结料可能需要加热到超过135℃以上。PAV老化残留物防在TFOT盘加热最多至
163℃。在所有情况下，加热时间应最少化。这些注意事项有助于避免氧化硬化和挥发损失
以进一步硬化样品。在加热过程中应该加盖和偶尔搅拌以保证样品的均匀性。
11.4浇注试件——将沥青胶结料从模具的一端向另一端浇注，使沥青胶结料略微溢出试模。
浇注时，将样品容器距试模顶端20～100mm，连续单向浇注一次完成。允许试模浇注后在室
温下冷却45～60min，用热刀或加热的铲刀将冷却后高出试模顶端的暴露面进行修整。
11.5试验前将试件连同模一起在室温下贮存。试件浇注完后应在4h内完成试验。
注8——沥青胶结料在室温下贮存甚至短时间就会发生劲度的时间-依赖性的增加。分子
的联结导致劲度的增加，可参考文献中位阻硬化。
11.6在刚刚脱模前，将装有试件的铝模在（-5±7）℃冷冻室或水浴中冷却5～10min，仅
足够让试件变硬，以便试件容易脱模而且不变形(注9)。一些较软等级的沥青可能要求更低
的温度。不要在试验液体浴中冷却装有试件的试模，因为这样可能引起液体浴温度的波动超
过±0.2℃。
注9——过度冷却可能引起沥青胶结料非期望的硬化，从而增加试验数据的变异性。
11.7当装有试件的试模足够硬又不使试件变形时，立即拆模。
注10——在脱模过程中，小心拿好试件不要使试件变形。在分析过程中假定试件完全
接触支座。扭曲的试件将会使测得的劲度值小于实际值。
12试验步骤
12.1在AASHTOM320的表1中选择合适的试验温度进行M320规范符合性试验，脱模后，立
即将试件放入试验液体浴中，在试验温度下条件试件（60±5）min。
注11——当沥青胶结料在低温时就会快速变硬。这个效应称为物理硬化。当沥青胶结
料被加热到室温或稍高于室温的温度时，这个效应是可逆的。由于物理硬化，如果要得到可
重复的试验结果，必须仔细控制试件条件的时间。
12.2条件后，将试件放在支座上并开始试验。在试验期间液体浴应保持在试验温度的±0.1
℃，否则取消试验。
12.3输入试件编号信息、试验荷载、试验温度、试件在试验温度时放入水浴中时间和计算
机控制试验系统的有关信息。
12.4向试件手动施加一个（35±10）mN的接触荷载，以保证试件和荷载头之间的接触不
超过10s。
注12——需要用接触荷载保证荷载轴和支座及试件的接触。在要求的荷载范围没有建
立连续接触会导致错误的结果。施加接触荷载时要轻微增加到（35±10）mN。施加到接触荷
载时梁上的荷载不应超过45mN，施加和调整接触荷载的时间不应超过10s。
12.5开启自动试验系统，程序如下：
12.5.1施加（980±50）mN的就位荷载，时间为（1±0.1）s。
注13－操作者可以清晰看到按照12.5.1和12.5.2中描述的就位荷载通过电脑控制自动的
施加和移走。在初始加荷时间内数据不会被记录。
12.5.2将荷载减少到（35±10）mN的接触荷载，让试件恢复（20±0.1）s。
12.5.3向试件施加一个（980±50）mN的试验荷载，在第一个5s内保持试验荷载的精度在
±50mN以内，剩余时间荷载的精度保持在±10mN以内。
注14——用荷载传感器测得的试件上的实际荷载用于计算试件中的应力。（980±50）mN
是就位荷载，试验荷载包括了（35±10）mN的接触荷载。
12.5.4移走试验荷载和结束试验。
12.5.5在完成初始的就位荷载和试验结束时，操作者监控电脑屏幕以验证试件上的荷载回
到35±10mN。
12.6从支座上移走试件，进行下一个试验。
13计算和数据解释
见附录
14报告
14.1报告如图4所叙述单个试验的信息包括：
试验信息
项目：试验
操作者：jsy
目标温度
实际温度
23.0℃
14.8℃
基准梁试验2.199e+008
日期:09/17/93
试件：塑料梁b浸入时间0.0s荷载常数
变形常数
日期：
0.24
0.0024
09/17/93
时间：11:47:03梁宽12.70mm
日期：09/18/93梁厚：
文件名：
6.35mm
试验结果
t
时间
(s)
8
15
30
60
120
240
回归系数：
a-5,100b-0.1784c-0.001020
P-打印
图4
14.1.1
14.1.2
14.1.3
14.1.4
14.1.5
14.1.6
14.1.7
14.1.8
14.1.9
14.1.10
14.1.11
14.1.12
R
2
-0.999996
ESC-继续
典型试验报告
P
力
（N）
0.9859
0.9894
0.9913
0.9910
0.9908
0.9906
D
变形
（mm）
0.9126
1.022
1.158
1.308
1.475
1.664
测量的
劲度
(kPa)
87030.0
77990.0
68696.0
61110.0
54150.0
48010.0
估计的
劲度
(kPa)
87060.0
77930.0
68990.0
61110.0
54150.0
48000.0
差值
m值
(%)
0.03532
-0.08120
0.04809
0.004487
-0.001551
-0.005077
0.176
0.175
0.175
0.174
0.174
0.174
-Cannon弯曲梁流变仪
在240s试验期间以1s间隔测量到的最高和最低温度，精确到0.1℃。
试验荷载作用的日期和时间。
试验数据文件名。
操作者姓名。
试样编号。
试验梁放入液体浴的时间。
试验开始时间。
试验期间软件的任何提示。
相关系数，劲度对数和时间对数的R
2
值，精确到0.000001。
附言（最多256字符）。
报告常数A、B和C表示为三位有效数字。
测量的和估计的劲度差，用下式计算：
（估计的－测量的）×100%/测量的。
14.2报告0.0和0.5s时的荷载和变形。
14.3报告如图4所示的数据时间间隔为8.0s、15.0s、30.0s、60.0s、120.0s和240.0s
时的数据，包括：
加载时间，精确到0.1s。
荷载，精确到1.0mN。
梁的变形，精确到1µm。
测量的劲度模量，MPa，三位有效数字。
估计的劲度模量，MPa，三位有效数字。
测量和估计的劲度模量差，%。
估计的m值，精确到0.001。
回归系数，最小二乘法满足R
2
值。
14.3.1
14.3.2
14.3.3
14.3.4
14.3.5
14.3.6
14.3.7
14.3.8
15
15.1
精密度和偏差
精密度——按本方法表1的标准判断所得到的蠕变劲度和斜率结果的可接受性。表
1第2列的变异系数和第1列的试验条件是相符的。
注15——表1的精密度估计是根据4对AASHTO基准材料试验室（AMRL）样品从113个
试验室剔除了37个试验室的结果分析获得的。这项分析包括4种等级沥青胶结料：PG64-28，
PG52-34，PG76-22和PG64-22。
15.1.1单一操作者精密度（重复性）——同一操作者用同一台设备在同一个试验室得到的
两个结果，如果两个结果的差（用平均值的百分数表示）不超过表1第2列中给出的单一操
作者的精密度值，则两个结果是可靠的。
15.1.2多个试验室精密度（再现性）——由两个不同试验室对同一样品进行试验得到的两
个结果，如果两个结果的差（用平均值的百分数表示）不超过表1第3列中对多个试验室给
出的精密度值，则这两个结果是可靠的。
15.2偏差——因为没有可接受的参考值，没有规定这个试验方法的容许差。
表1
条件
单一操作者精密度
蠕变劲度（MPa）
斜率
多个试验室精密度
蠕变劲度（MPa）
斜率
9.5
4.6
26.9
13.0
3.2
1.4
9.1
4.0
估计的精密度
变异系数(1S%)
a
两个试验结果的可接受范围
(D2S)
a
注：
a
代表了C670规范中1S%和D2S%的限制。
16关键词
弯曲蠕变劲度弯曲蠕变柔量弯曲梁流变仪
附录（强制性信息）
A1.1典型的试验结果如图4所示，去掉在计算机显示的曲线上试验加载最初8s中的测量
数据。因为动态加载效应和限定的上L时间使得试验荷载作用后立即得到的蠕变数据是不正
确的。所以只使用8s到达240s加载时间来计算S（t）和m值。
A1.2弹性梁的变形——应用基本弯曲梁理论，对于恒截面的弹性棱柱形梁三点加载的中跨
变形的计算可用下式：
δ＝PL
3
/48EI
式中：
δ——跨中点处梁的形变，mm；
P——应用的荷载，N；
L——跨度，mm；
E——弹性模量，MPa；
I——惯性矩，mm
4
；和
I＝bh
3
/12
式中：
I——试验梁截面惯性矩；
b——梁的宽度，mm；
h——梁的高度，mm；
注16——试件的跨度和高度的比为16﹕1，所以梁的剪切变形可以忽略。
A1.3
式：
弹性挠曲模量－根据弹性理论，对于恒截面的弹性棱柱形梁的挠曲模量计算可用下
（2）
（1）
E＝PL
3
/4h
3
δ
式中：
E——与时间有关的挠曲蠕变劲度，MPa；
P——恒荷载，N；
L——跨度，mm；
b——梁的宽度，mm；
h——梁的高度，mm；
（3）
δ——梁的形变，mm。
A1.4最大弯曲应力－梁的跨中顶部和底部产生的最大弯曲应力，计算如下：
σ＝3PL/2bh
2
式中：
σ——梁的最大弯曲应力，MPa；
P——恒荷载，N；
L——跨度，mm；
b——梁的宽度，mm；
h——梁的高度，mm。
A1.5最大弯曲应变－梁的跨中顶部和底部产生的最大弯曲应变，计算如下：
ε＝6δh/L
2
mm/mm
式中：
ε——梁的最大弯曲应变，mm/mm；
δ——梁的形变，mm；
h——梁的高度，mm；
L——跨度，mm。
A1.6线黏弹性劲度模量－－根据弹性-黏弹性相关原理，可以假定如果一个线黏弹性梁在t
=0时受到一个荷载作用，然后保持恒定，那么应力分布与一个线黏弹性梁在相同荷载作用
下是相同的。进而与时间有关的应变和变形可用1/D（t）代替E，由于1/D（t）等同于S(t),
重新整理弹性得出的结果用下列关系式表示劲度：
S(t)＝PL
3
/4bh
3
δ(t)
式中：
S(t)——与时间有关的挠曲蠕变劲度，MPa；
P——恒荷载，N；
L——跨度，mm；
b——梁的宽度，mm；
h——梁的高度，mm；
δ(t)——梁在时间t时的形变，mm；
S(t)和δ(t)分别表示劲度和形变，都是时间的函数。
A1.7数据解释
A1.7.1画出试验梁劲度对数和加载时间对数的蠕变加载曲线。典型的试验数据表达如图4
(6)
(5)
（4）
所示。在8s和240s内的数据如图5所示，可以用一个二阶多项式表示：
logS′
‘
(t)=A+B（logt）+（logt）
2
和劲度对数和时间对数曲线的斜率，m值等于：（绝对值）
(7)
m
(
t
)=
d
[log
S
'
(
t
)]/
d
[log
t
]=
B
+2
C
[log
t
]
式中：
（8）
S
'
(
t
)
——用公式（7）计算与时间有关的挠曲蠕变劲度，MPa；
t——时间，s；
A、B和C——回归系数。
A1.7.2平滑的曲线要求过滤数据以用于计算m值所要求的回归分析。这可以用报告时间±
0.1s和±0.2s前后的5个数据由平均来得到。
A1.7.3用符合最小二乘法公式（7）来获得A、B和C三个常数。公式（7）和公式（8）
中用相同间隔的数据及对应的时间对数来计算回归系数。用此回归系数A、B和C来确定实
测劲度值，同样，在加载8s、15s、30s、60s、120s和240s后依次计算m值。
A1.8回归系数计算，估计劲度值和m值。
图5典型荷载和形变图
A1.8.1用公式7和公式8计算回归系数A、B、C和命名D：
A
=[
S
y
(
S
x
2
S
x
4
−
S
x
3
)−
S
xy
(
S
x
1
S
x
4
−
S
x
2
S
x
3
)+
S
xxy
(
S
x
1
S
x
3
−
S
x
2
)]/
D
B
=[6(
S
xy
S
x
4
−
S
xxy
S
x
3
)−
S
x
1
(
S
y
S
x
4
−
S
xxy
S
x
2
)+
S
x
2
(
S
y
S
x
3
−
S
xy
S
x
2
)]/
D
C
=[6(
S
x
2
S
xxy
−
S
xxy
S
x
3
)−
S
x
1
(
S
x
1
S
xxy
−
S
x
3
S
y
)+
S
x
2
(
S
x
1
S
xy
−
S
x
2
S
y
)]/
D
D
=6(
S
x
2
S
x
4
−
S
x
3
)−
S
x
1
(
S
x
1
S
x
4
−
S
x
2
S
x
3
)+
S
x
2
(
S
x
1
S
x
3
−
S
x
2
)
这里，在施加荷载时间为8.0s、15.0s、30.0s、60.0s、120.0s和240.0s时：
S
x1
=log8+log15+…+log240;
S
x2
=(log8)
2
+(log15)
2
+…+(log240)
2
;
S
x3
=(log8)
3
+(log15)
3
+…+(log240)
3
;
S
x4
=(log8)
4
+(log15)
4
+…+(log240)
4
;
S
y
=logS(8)+logS(15)+…+logS(240);
S
xy
=logS(8)log(8)+logS(15)log(15)+…+logS(240)log(240);
S
xxy
=[log(8)]
2
logS(8)+[log(15)]
2
logS(15)+…+log[(240)]
2
logS(240);
A1.8.2计算8s、15s、30s、60s、120s和240s时估计劲度
S
'(
t
)
22
22
（9）
（10）
（11）
（12）
S
'(
t
)=
A
+
B
(log
t
)
2
（13）
A1.8.3计算8s、15s、30s、60s、120s和240s时估计m值的绝对值
m
=
B
+2
C
(log
t
)
(14)
A1.8.4计算8s、15s、30s、60s、120s和240s时劲度平均值
S
，
log
S
=[log
S
(8)+log
S
(15)+...+log
S
(240)]/6
A1.8.5用二次方程表达的劲度变异系数
（15）
⎡
[log
S
(8)−log
S
'
(8)]+...+[log
S
(240)−log
S
'
(240)]
⎤
R
=1.00−
⎢⎥
22
⎣
[log
S
(8)−log(
S
)]...+[log
S
(240)−log(
S
)]
⎦
2
（16）
15.2A1.8.6用60s的估计劲度和m作为规范值。测量和估计劲度值应在2%以内，否则
试验认为是不可信的。
2024年3月28日发(作者：宓新蕾)
T313-04用弯曲梁流变仪测量沥青胶结料的弯曲蠕变劲度的标
准试验方法
1适用范围
1.1本试验方法用弯曲梁流变仪测量沥青胶结料的挠曲蠕变劲度或柔量。本方法适用于挠
曲劲度范围为20MPa～1G（蠕变柔量值的范围为50nPa
–1
～1nPa
–1
）的材料，被测材料
是未老化的沥青或T240(RTFOT)和/或R28(PAV)得到的老化沥青。试验设备的操作温度范
围为（-36～22）℃。
1.2当根据本试验方法进行试验时，若试验样品的挠曲大于4mm或小于0.08mm时试验结
果无效。
1.3
本标准可能包含危险材料、操作和设备。本标准并不能强调关于使用时的所有安全问题。
在使用本标准之前，使用者有责任采用合适的安全和健康实践，并确定其使用的规则限制。
2参考文件
2.1AASHTO标准
M320沥青胶结料性能分级
R28
T40
用压力老化容器加速沥青胶结料老化
沥青材料取样
T240加热和空气对沥青旋转薄膜的影响（旋转薄膜烘箱试验）
2.2ASTM标准
C802进行试验室间试验项目以确定建筑材料试验方法精密度的方法
E77温度计的检查和校验
E220用比对技术标定热电偶的方法
2.3DIN标准
43760铂电阻温度计
3名词术语
3.1定义
3.1.1沥青胶结料(asphaltbinder)——以石油渣油生产的沥青为基础，添加或未添加
非颗粒有机改性剂的胶结材料。
3.1.2物理硬化(physicalhardening)——沥青胶结料物理硬化是由当沥青在低温贮藏
条件下时，发生的随时间增加的劲度，由这个增加的劲度而导致的物理硬化可随温度L高而
发生可逆。
3.2本标准的特殊术语的定义
3.2.1弯曲蠕变(flexuralcreep)——在一个沥青胶结料棱柱形简支梁上，在梁中点作用
一恒定荷载，测量梁中点随加载时间而发生的变形。
3.2.2测量的挠曲蠕变劲度(measuredflexuralcreepstiffness),S
m
(t)——测量的
最大弯曲应力除以测量的最大弯曲应变所得到的比率。
3.2.3估计的挠曲蠕变劲度(estimatedflexuralcreepstiffness),S(t)——由在
8.0s,15.0s,30.0s,60.0s,120.0s和240.0s处测量的劲度的对数与时间的对数之间的
多项式得出的蠕变劲度。
3.2.4挠曲蠕变柔量(flexuralcreepcompliance),D(t)——用最大弯曲应变除以最
大弯曲应力得到的比率。挠曲蠕变柔量D(t)是挠曲蠕变劲度S(t)的倒数。D(t)通常用于黏
弹性研究，而S(t)过去曾经在沥青技术中使用。
3.2.5m值(m-value)——劲度的对数与时间对数曲线的斜率的绝对值。
3.2.6接触荷载(contactload)——在试验中试件和荷载轴之间要维持正确接触所需的
荷载；（35±10）mN
3.2.7就位荷载(seattingload)——要求1s时间使梁就位的荷载；（980±50）mN
3.2.8试验荷载(testload)——在测试材料劲度中所要求240s内的荷载；（980±50）mN
3.2.9试验调零时间(testingzerotime),秒——信号从零荷载调节阀（接触荷载）到试
验荷载调节阀（试验荷载）传送到电磁阀的时间。
4方法概要
4.1弯曲梁流变仪是用来测定简支梁沥青胶结料试件，受固定荷载中点的挠曲变形。设备
仅在荷载模式下操作，变形恢复不予测量。
4.2试件放在控温液体浴中施加240s的恒定荷载。用计算机数据采集系统监控试验荷载
（980±50）mN、试件中点的变形及对应时间。
4.3通过试件的尺寸、跨度和应用荷载时间为8.0s,15.0s,30.0s,60.0s,120.0s和
240.0s的荷载计算得到试件中点的最大应力。试件的最大弯曲应变用相同的试件尺寸和荷
载时间的形变计算得到。上述规定荷载时间下的劲度由最大弯曲应力除以最大弯曲应变得
到。
4.4报告0.0s和0.5s时的荷载和变形，以验证试验时全部试验荷载（980±5）mN在第一
个0.5s时间内作用的情况。它不用于计算劲度和m值，也不代表材料性质。不适当的压力
调节阀的操作、不适当的空气轴承压力、空气轴承失效（黏住）和其他因素可能影响荷载上
L时间（作用到全部荷载的时间）。通过报告0.0s和0.5s的信号，试验结果的用户可判断
加载的情况。
注1——黏结可以通过在荷载轴在浮动位置时加3g或稍少的荷载观察加荷载时荷载轴
是否移动来判断。
5意义和应用
5.1试验温度与应用沥青胶结料的地理区域内道路经受的温度有关。
5.2用试验中得到的弯曲蠕变劲度和弯曲蠕变柔量来描述沥青胶结料在试验温度下在线性
黏弹性区的低温、应力-应变-时间的响应。
5.3沥青路面的低温收缩开裂性能与沥青混合料中所含沥青的蠕变劲度以及沥青混合料中
沥青胶结料的蠕变劲度的对数与时间对数曲线的斜率有关。
5.4蠕变劲度和劲度对数与时间对数曲线的斜率作为AASHTOM320沥青胶结料性能规范指
标。
6设备
6.1弯曲梁流变仪——弯曲梁流变仪由下列几部分组成：（1）允许浸入恒温水浴的试件支
架的荷载框包括试件梁、支座和底座；（2）将试件维持在试验温度下以及能提供浮力以抵消
试件的重力的控温液体浴；（3）由计算机控制的数据采集系统；（4）试件膜具；（5）检验和
标定系统的附件。
6.1.1荷载框——包括一套样品支架，向试件的中点施加荷载的钝头轴，安装在加荷轴上
的荷载传感器，对作用到试件荷载调零的装置，对试件作用恒荷载的装置，装在加荷轴上的
变形测量传感器。设备示意图图1。
图1弯曲梁流变仪示意图
6.1.1.1加荷载系统——可向试件施加（35±10）mN的接触荷载和将试验荷载（980±50）
mN维持在±10mN精度范围以内，具有荷载系统的能力。
6.1.1.2加荷系统要求——试验荷载的上L时间不应小于0.5s。上L时间是指接触荷载从
（35±10）mN增加到（980±50）mN所需时间。在上L时间阶段，系统将荷载控制在（980
±50）mN。在0.5～5s期间，试验荷载的精度应该在平均试验荷载的±50mN范围以内，而
之后的精度应在平均试验荷载的±10mN范围以内。
6.1.1.3试样支座——试验支承在顶部半径为（3.0±0.30）mm，支承条上部与水平方向斜
角45℃（图1）。支承条由不锈钢（或其他耐腐蚀金属）制成，支承条间距间隔为（102.0
±1.0）mm。支承条支承面积的宽度应为（9.5±0.2）5mm。这是要求由制模方法产生的试件
的边缘不影响试验中跨中变形的测量。支承应包括2～4mm直径垂直定位栓放于从支承中心
距每个试件支承（6.75±0.25）mm处。此定位栓应放在支承背后以保证试件定在支承中心。
详见图1。
6.1.1.4加载轴——钝头加载轴与荷球形接触点半径（6.25±0.30）mm，连接荷重传感器
和变形测量传感器，能施加接触荷载（35±10）mN和使用不同的空气压力或其他如电动液
压进行调节，保持试验荷载（980±50）mN精度在±5mN之内。在上L时间，系统应控制试
验荷载应在第一个5s后稳定在±10mN内。
6.1.1.5荷载传感器——荷载传感器的最小能力不应少于2000mN，最小分辨力为2.5mN，
它的安装位置与荷载轴在一条线上并且在控温浴的液面以上，用来测量接触荷载和试验荷
载。
6.1.1.6线性位移传感器（LVDT）——适合用来测量试件的形变的线性位移传感器或其他
合适的器件安装在加载轴向上，它至少能测量6mm试件梁的变形，并且具有不大于2.5μm
的线性分辨力。
6.1.2控温液体浴——能够在－36～22℃范围将液体浴内的各点温度维持在试验温度的±
0.1℃范围内。将试件放入控温浴中时可能会引起液体浴温度从目标温度波动±0.2℃。因此
保温条件下液体浴温度波动±0.2℃是允许的。
6.1.2.1控温浴搅拌器——控温浴搅拌器的目的是维持所需温度的均衡，搅拌产生的液体流
不应干扰试验进程，搅拌时振动产生的机械噪声不低于6.1.3和6.1.3.1中规定的灵敏度。
6.1.2.2循环浴（可选择的）——循环浴装置与试验架分离，循环浴泵送液体至试验用的
液体浴。如果用循环浴的话，循环系统产生的振动与试验用的液体浴应该隔离，以保证机械
噪声小于6.1.3和6.1.3.1规定的灵敏度。
6.1.3数据采集系统——数据采集系统将荷载分辨到最小2.5mN，试件的形变分辨到最小
2.5μm，液体浴温度分辨到最小0.1℃。当信号发送给电磁阀将零荷载调节阀（接触荷载）
转换到试验荷载调节阀（试验荷载）时信号数据采集系统将及时感受该点。这个时间将作为
试验荷载和形变信号的零荷载时间，这个时间作为零时间的参考。数据采集系统将提供随后
在8.0s,15.0s,30.0s,60.0s,120.0s和240.0s的荷载和形变测量的记录。
6.1.3.1信号过滤——消除电子噪声要求荷载和形变数据的数字或模拟信号滤波，否则没
有足够精度的数据来满足二阶多项式，从而将影响了m值的可靠度能力。用低通模拟或数字
滤波器对荷载和形变信号进行过滤，以从荷载和形变信号中除去频率超过4Hz的部分。信号
平均值应少于或等于±0.2s的报告时间段。
6.2温度测量设备——标定过的温度传感器应在（-36～22）℃范围内测量准确到0.1℃，
温度传感器安装在距试件试件支座中心50mm以内。
注2——用正确标定的铂阻温度计（PRT）或热敏电阻可完成所需温度的测量。铂电阻温
度计（PRT）或热敏电阻的校验可按11.5的内容进行。为了达到这个目的，建议使用符合DIN
标准43760（A类）的铂电阻温度计。
6.3试件模具——合适的试件模具尺寸应满足：(127±2)mm长；(12.70±0.05)mm宽；
(6.35±0.05)mm高的脱模后试件尺寸要求，用铝制长平条加工而成如图2。
6.3.1试模两端的垫块（金属模中用的小垫块）的高度用千分尺进行厚度测量，彼此厚度
差不多于0.05mm。
注3——很小的试件厚度误差可能对模量的计算产生大的影响，因为模量的计算是厚度
的函数，差异可增加到三次方。
6.4标定和校验步骤——标定和校验BBR要按照下列步骤进行：
6.4.1验证测量和标定荷载传感器所需的不锈钢（厚）梁－用于测量系统的验证和标定荷
载传感器的不锈钢梁长（127±5）mm、宽（12.7±0.25）mm、厚（6.4±0.1）mm。
6.4.2用于整个系统检查的不锈钢（薄）梁——不锈钢梁的长（127±5）mm、宽（12.7±0.1）
mm、厚1.0～1.6mm是BBR生产商报告弹性模量时必须报告的三个重要数据。BBR的生产商
将测量和报告梁的高度准确到0.01mm，宽度准确到0.05mm。梁的尺寸在整个试验系统检查
的阶段用来计算梁的模量。10.1.2。
6.5标准砝码——用标准砝码进行下列步骤的检查和标定：
6.5.1校验荷载传感器的标定——总质量为（100±0.2）g的一个或多个砝码和两个质量
为（2.0±0.2）g的砝码用于校验荷载传感器的标定。
6.5.2荷载传感器的标定——两个或更多个砝码，其中每个质量已知并精确到0.2g的砝码
用于进行荷载量程范围内的标定。
6.5.3日常整体系统检查——两个或更多个砝码，其中每个质量已知并准确到0.2g的砝码
用于按生产商步骤的整体系统检查。
6.5.4砝码的精确度——至少每三年对6.5的砝码进行一次准确度的检查。
6.6标定的温度计——具有合适范围分度为0.1℃的玻璃液体温度计用于检查温度传感
器。这些温度计为部分浸入式并且具有冰点，至少每年按照E77标准方法进行标定。63C-3FC
温度计适合于此目的。
6.7步进厚度计量块——用于校验和标定位移传感器图3。
图2铝模的尺寸和规格
图3用于标定位移传感器的典型厚度计量块
7
7.1
材料
塑料薄膜条——0.08～0.15mm厚的透明塑料薄膜条用于做三条铝模的内表面的衬里。
热沥青胶结料不能使塑料薄膜条变形。用于激光打印机的透明塑料薄膜适用。
7.2石油基润滑脂——使用石油基润滑脂的目的是将塑料薄膜条黏贴到三条铝模的内表面
上（警告：不可以用硅酮产品）。
7.3丙三醇——滑石粉混合物－用作铝模的端模的隔离剂。可以用20%的优级丙三醇和80%
的优级滑石或瓷黏土。
7.4液体浴——液体浴不能被试验用的沥青吸附，也不会让试验用的沥青改变液体浴性质。
在试验温度下测量的液体浴的密度不能超过1.05g/cm
3
。在试验温度下液体浴应该是光学上
透明的。合适的液体浴包括乙醇、甲醇和乙二醇-甲醇的混合液（例如：60%的乙二醇，15%
的甲醇和25%的水）。不能使用硅酮或含有硅酮的混合物液体。
8危害
8.1当处理热沥青胶结料和制备试件时仔细阅读标准试验室安全操作规程。
8.2乙醇溶液容易着火而且有毒性。将控温浴放在通风并且远离火源的位置。避免吸入乙醇
蒸气或液体浴接触皮肤。
8.3在试验方法中规定的低温度下液体浴与皮肤接触会导致冻伤。
9设备的准备
9.1如需要，将支架、荷载头、液体浴中的任何颗粒和污垢擦拭干净。
注4——由于在试验温度下沥青胶结料的脆性，可能会将小的沥青胶结料的碎片带入到
液体浴中。如果这些碎片出现在支架或荷载头上就会影响形变测量。小的碎片由于它的尺寸
很小在荷载的作用下将会变形，将表观形变量增加到试件上。将液体浴过滤有助于保持液体
浴的清洁度。
9.2选择试验温度并将液体浴的温度调节到所选温度。在进行试验前将温度平衡到试验温度
的±0.1℃。
9.3按照生产商操作手册的说明打开软件和数据收集系统。
10标准化
10.1根据10.1.1～10.1.3校验位移传感器、荷载传感器和温度传感器。应该按照本章的描
述的校验步骤和校验周期进行。附加的校验步骤可按照生产商的推荐进行。作为生产商的选
项，校验和标定可以结合进行。
10.1.1
位移转换器的校验
——在每天进行试验之前，用与图3相似大小尺寸已知的步进厚
度计量块检验位移转换器的标定。荷载框安装在试验温度下的液体浴中，在测试温度下的液
体浴的荷载支架上，从支座上移开所有的梁，按照生产商提供的说明将计量块放在荷载轴下
面的参考平台上。向荷载轴施加一个（100±0.2）g的砝码，用位移传感器测出每步的上L
值。用已知计量块的大小与数据采集系统显示的测量值进行比较。如果计量块的尺寸与数据
采集系统测得的数据之差超过±5μm，就需要进行标定。进行标定并按10.1.1校验。如果
标定后不能满足10.1.1的要求，停止设备的使用并咨询生产商。
10.1.2
空气轴承自由运行的检验
——在每天进行试验前，检查空气轴承的自由运行和确认
无摩擦。10.1.2.1和10.1.2.2用来检查轴承是否有摩擦。如果不能满足10.1.2.1和
10.1.2.2的要求，说明在空气轴承中存在摩擦。清洁轴承，按照生产商的说明调整位移传
感器的位置。如果这样不能消除摩擦，停止BBR的使用并咨询生产商。
注5——摩擦可能是位移传感器器的芯线就位摩擦、荷载轴上积累了沥青、在空气源中
有油或其他颗粒，或由其他原因引起的。
10.1.2.1将薄钢梁（6.8.2）放在样品支架上，用零荷载调节阀向梁施加（35±10）mN的
荷载。观察数据采集系统显示的LVDT的数据。轻轻的抬住轴向上约5mm来读出LVDT的读数。
当放下梁时，它将立即向下漂移与梁接触。
10.1.2.2将梁从支座上移走。用零荷载调节阀调节荷载轴，使它在约中间点位置自由漂动，
轻轻将一个硬币或约2g质量（例如铜制美国一分钱）的其他物体加到荷载架上。轴在硬币
的重量下轻轻向下落。
10.1.3
荷载传感器的校验
——用如下内容校验荷载传感器的标定。
10.1.3.1
接触荷载
——在每一天进行试验前，在接触荷载范围内校验荷载传感器的标定。
将6.35mm厚的不锈钢标准验证厚梁(6.4.2)放在支座上。用零荷载调节阀向梁施加一个（20
±5）mN的荷载。向荷载平台上增加（2.0±0.2）g的砝码。数据采集系统中显示的荷载的
增加为（20±5）mN。向荷载平台增加另一个（2.0±0.2）g的砝码，数据收集系统显示的
荷载增加量为（20±5）mN。如果显示的荷载增加量不是（20±5）mN，则需要重新进行标
定。进行标定工作。如果标定后不能满足10.1.3.1的要求，停止设备的使用并咨询生产商。
10.1.3.2
试验荷载
——在每一天进行试验前，在试验荷载的范围内校验荷载传感器的标定。
将6.35mm厚的不锈钢标准验证厚梁（7.8.1）放在支座上。用零荷载调节阀（接触荷载）
向梁施加（20±10）mN的荷载。向荷载平台施加100g的质量。由数据采集系统显示的荷载
增加值应为（981±5）mN，如果不是，则标定荷载传感器。如果标定后仍不能满足11.3.2
的要求，停止设备的使用并咨询生产商。
10.1.4
每天进行的整个系统的检查
——每天在进行试验前，将荷载框安装在液体浴中，对
整个系统的操作进行全面检查。按照6.4.2中描述的内容将已知模量的1.0～1.6mm厚的不
锈钢薄梁放在样品支座上。根据生产商提供的说明，将梁放在支座上，向梁施加50g或（100
±0.2）g的初始质量（491或（981±5）mN）以保证梁已放好并与支架充分接触。遵循生产
商说明向梁施加另一个100～（300.0±0.2）g的附加荷载。由生产商提供的软件用荷载变
化、与其相联系的形变的变化计算梁的模量来决定三个重要数字。软件计算的模量应在由生
产商提供的模量的10%以内，否则整个BBR设备的运行被认为是不可靠的，可向设备生产商
咨询。
10.1.5
温度传感器的检查
——每天在进行任何试验前，以及不管什么时候改变温度，用6.6
描述的已标定好的温度计对温度探测器进行标定的检查。将荷载框放在液体浴中，将温度计
放在液体浴中并靠近温度传感器，用温度计显示的温度与数据采集系统显示的温度进行比
较，如果数据采集系统显示的温度与温度计显示的温度的差超出±0.1℃内，需要进行标定。
10.1.6
荷载轴对中校准的检查
——应该用生产商提供的对中校准设备对荷载轴与样品支座
中的对中进行检查：切一块长度为25mm的白纸条，白纸条稍稍比验证梁的宽度窄一些。用
胶带将白纸黏到验证梁的中心上。从液体浴中移出框架，将验证梁放在支座上，将一小片复
写纸放在白纸上。向空气轴承施加空气压力，将轴向下推使复写纸在白纸上留下一个墨印。
移开梁，用游标卡尺测量从墨印的中心到梁的每个边缘的距离。两个测量值之差应小于或等
于1.0mm。如果不能满足这个要求，与设备生产商联系。
11试模和试件的准备
11.1为制备试模，在三条长铝试模的内表面涂一层石油基润滑脂，仅足够将塑料片黏到金
属上。将塑料片放在试模表面用手指挤压将塑料片靠摩擦压住。按照图2方式安装试模，用
O形橡胶圈将模件捆在一起。检查试模，将塑料片压在试模上并用力挤出气泡。如果仍存在
气泡，拆开安装试模，再用油脂在表面涂层。在两个端模的内表面涂一层丙三醇和滑石粉的
混合物以防止沥青胶结料黏到端模上。安装结束后，将试模放在室温下直到浇注沥青。
注6——试件的厚度是由端模来控制。端模的厚度应该按照6.3要求定期检查。劲度是
厚度的三次方比例。
11.2如果试验原料是未老化的沥青胶结料，根据T40取样。
11.3在加热样品直到样品充分流动且容易浇注。若在设定温度为165℃的烘箱中加热时沥
青胶结料不易浇注，可将烘箱温度设定到180℃进行加热直到容易流动并易于浇注。
注7——推荐的样品最低浇注温度的黏度相当于在室温时SAE10W30机油（容易浇注但
不过分流动）的黏度。应避免将为老化沥青胶结料加热到135℃以上，但是一些改性沥青或
老化沥青胶结料可能需要加热到超过135℃以上。PAV老化残留物防在TFOT盘加热最多至
163℃。在所有情况下，加热时间应最少化。这些注意事项有助于避免氧化硬化和挥发损失
以进一步硬化样品。在加热过程中应该加盖和偶尔搅拌以保证样品的均匀性。
11.4浇注试件——将沥青胶结料从模具的一端向另一端浇注，使沥青胶结料略微溢出试模。
浇注时，将样品容器距试模顶端20～100mm，连续单向浇注一次完成。允许试模浇注后在室
温下冷却45～60min，用热刀或加热的铲刀将冷却后高出试模顶端的暴露面进行修整。
11.5试验前将试件连同模一起在室温下贮存。试件浇注完后应在4h内完成试验。
注8——沥青胶结料在室温下贮存甚至短时间就会发生劲度的时间-依赖性的增加。分子
的联结导致劲度的增加，可参考文献中位阻硬化。
11.6在刚刚脱模前，将装有试件的铝模在（-5±7）℃冷冻室或水浴中冷却5～10min，仅
足够让试件变硬，以便试件容易脱模而且不变形(注9)。一些较软等级的沥青可能要求更低
的温度。不要在试验液体浴中冷却装有试件的试模，因为这样可能引起液体浴温度的波动超
过±0.2℃。
注9——过度冷却可能引起沥青胶结料非期望的硬化，从而增加试验数据的变异性。
11.7当装有试件的试模足够硬又不使试件变形时，立即拆模。
注10——在脱模过程中，小心拿好试件不要使试件变形。在分析过程中假定试件完全
接触支座。扭曲的试件将会使测得的劲度值小于实际值。
12试验步骤
12.1在AASHTOM320的表1中选择合适的试验温度进行M320规范符合性试验，脱模后，立
即将试件放入试验液体浴中，在试验温度下条件试件（60±5）min。
注11——当沥青胶结料在低温时就会快速变硬。这个效应称为物理硬化。当沥青胶结
料被加热到室温或稍高于室温的温度时，这个效应是可逆的。由于物理硬化，如果要得到可
重复的试验结果，必须仔细控制试件条件的时间。
12.2条件后，将试件放在支座上并开始试验。在试验期间液体浴应保持在试验温度的±0.1
℃，否则取消试验。
12.3输入试件编号信息、试验荷载、试验温度、试件在试验温度时放入水浴中时间和计算
机控制试验系统的有关信息。
12.4向试件手动施加一个（35±10）mN的接触荷载，以保证试件和荷载头之间的接触不
超过10s。
注12——需要用接触荷载保证荷载轴和支座及试件的接触。在要求的荷载范围没有建
立连续接触会导致错误的结果。施加接触荷载时要轻微增加到（35±10）mN。施加到接触荷
载时梁上的荷载不应超过45mN，施加和调整接触荷载的时间不应超过10s。
12.5开启自动试验系统，程序如下：
12.5.1施加（980±50）mN的就位荷载，时间为（1±0.1）s。
注13－操作者可以清晰看到按照12.5.1和12.5.2中描述的就位荷载通过电脑控制自动的
施加和移走。在初始加荷时间内数据不会被记录。
12.5.2将荷载减少到（35±10）mN的接触荷载，让试件恢复（20±0.1）s。
12.5.3向试件施加一个（980±50）mN的试验荷载，在第一个5s内保持试验荷载的精度在
±50mN以内，剩余时间荷载的精度保持在±10mN以内。
注14——用荷载传感器测得的试件上的实际荷载用于计算试件中的应力。（980±50）mN
是就位荷载，试验荷载包括了（35±10）mN的接触荷载。
12.5.4移走试验荷载和结束试验。
12.5.5在完成初始的就位荷载和试验结束时，操作者监控电脑屏幕以验证试件上的荷载回
到35±10mN。
12.6从支座上移走试件，进行下一个试验。
13计算和数据解释
见附录
14报告
14.1报告如图4所叙述单个试验的信息包括：
试验信息
项目：试验
操作者：jsy
目标温度
实际温度
23.0℃
14.8℃
基准梁试验2.199e+008
日期:09/17/93
试件：塑料梁b浸入时间0.0s荷载常数
变形常数
日期：
0.24
0.0024
09/17/93
时间：11:47:03梁宽12.70mm
日期：09/18/93梁厚：
文件名：
6.35mm
试验结果
t
时间
(s)
8
15
30
60
120
240
回归系数：
a-5,100b-0.1784c-0.001020
P-打印
图4
14.1.1
14.1.2
14.1.3
14.1.4
14.1.5
14.1.6
14.1.7
14.1.8
14.1.9
14.1.10
14.1.11
14.1.12
R
2
-0.999996
ESC-继续
典型试验报告
P
力
（N）
0.9859
0.9894
0.9913
0.9910
0.9908
0.9906
D
变形
（mm）
0.9126
1.022
1.158
1.308
1.475
1.664
测量的
劲度
(kPa)
87030.0
77990.0
68696.0
61110.0
54150.0
48010.0
估计的
劲度
(kPa)
87060.0
77930.0
68990.0
61110.0
54150.0
48000.0
差值
m值
(%)
0.03532
-0.08120
0.04809
0.004487
-0.001551
-0.005077
0.176
0.175
0.175
0.174
0.174
0.174
-Cannon弯曲梁流变仪
在240s试验期间以1s间隔测量到的最高和最低温度，精确到0.1℃。
试验荷载作用的日期和时间。
试验数据文件名。
操作者姓名。
试样编号。
试验梁放入液体浴的时间。
试验开始时间。
试验期间软件的任何提示。
相关系数，劲度对数和时间对数的R
2
值，精确到0.000001。
附言（最多256字符）。
报告常数A、B和C表示为三位有效数字。
测量的和估计的劲度差，用下式计算：
（估计的－测量的）×100%/测量的。
14.2报告0.0和0.5s时的荷载和变形。
14.3报告如图4所示的数据时间间隔为8.0s、15.0s、30.0s、60.0s、120.0s和240.0s
时的数据，包括：
加载时间，精确到0.1s。
荷载，精确到1.0mN。
梁的变形，精确到1µm。
测量的劲度模量，MPa，三位有效数字。
估计的劲度模量，MPa，三位有效数字。
测量和估计的劲度模量差，%。
估计的m值，精确到0.001。
回归系数，最小二乘法满足R
2
值。
14.3.1
14.3.2
14.3.3
14.3.4
14.3.5
14.3.6
14.3.7
14.3.8
15
15.1
精密度和偏差
精密度——按本方法表1的标准判断所得到的蠕变劲度和斜率结果的可接受性。表
1第2列的变异系数和第1列的试验条件是相符的。
注15——表1的精密度估计是根据4对AASHTO基准材料试验室（AMRL）样品从113个
试验室剔除了37个试验室的结果分析获得的。这项分析包括4种等级沥青胶结料：PG64-28，
PG52-34，PG76-22和PG64-22。
15.1.1单一操作者精密度（重复性）——同一操作者用同一台设备在同一个试验室得到的
两个结果，如果两个结果的差（用平均值的百分数表示）不超过表1第2列中给出的单一操
作者的精密度值，则两个结果是可靠的。
15.1.2多个试验室精密度（再现性）——由两个不同试验室对同一样品进行试验得到的两
个结果，如果两个结果的差（用平均值的百分数表示）不超过表1第3列中对多个试验室给
出的精密度值，则这两个结果是可靠的。
15.2偏差——因为没有可接受的参考值，没有规定这个试验方法的容许差。
表1
条件
单一操作者精密度
蠕变劲度（MPa）
斜率
多个试验室精密度
蠕变劲度（MPa）
斜率
9.5
4.6
26.9
13.0
3.2
1.4
9.1
4.0
估计的精密度
变异系数(1S%)
a
两个试验结果的可接受范围
(D2S)
a
注：
a
代表了C670规范中1S%和D2S%的限制。
16关键词
弯曲蠕变劲度弯曲蠕变柔量弯曲梁流变仪
附录（强制性信息）
A1.1典型的试验结果如图4所示，去掉在计算机显示的曲线上试验加载最初8s中的测量
数据。因为动态加载效应和限定的上L时间使得试验荷载作用后立即得到的蠕变数据是不正
确的。所以只使用8s到达240s加载时间来计算S（t）和m值。
A1.2弹性梁的变形——应用基本弯曲梁理论，对于恒截面的弹性棱柱形梁三点加载的中跨
变形的计算可用下式：
δ＝PL
3
/48EI
式中：
δ——跨中点处梁的形变，mm；
P——应用的荷载，N；
L——跨度，mm；
E——弹性模量，MPa；
I——惯性矩，mm
4
；和
I＝bh
3
/12
式中：
I——试验梁截面惯性矩；
b——梁的宽度，mm；
h——梁的高度，mm；
注16——试件的跨度和高度的比为16﹕1，所以梁的剪切变形可以忽略。
A1.3
式：
弹性挠曲模量－根据弹性理论，对于恒截面的弹性棱柱形梁的挠曲模量计算可用下
（2）
（1）
E＝PL
3
/4h
3
δ
式中：
E——与时间有关的挠曲蠕变劲度，MPa；
P——恒荷载，N；
L——跨度，mm；
b——梁的宽度，mm；
h——梁的高度，mm；
（3）
δ——梁的形变，mm。
A1.4最大弯曲应力－梁的跨中顶部和底部产生的最大弯曲应力，计算如下：
σ＝3PL/2bh
2
式中：
σ——梁的最大弯曲应力，MPa；
P——恒荷载，N；
L——跨度，mm；
b——梁的宽度，mm；
h——梁的高度，mm。
A1.5最大弯曲应变－梁的跨中顶部和底部产生的最大弯曲应变，计算如下：
ε＝6δh/L
2
mm/mm
式中：
ε——梁的最大弯曲应变，mm/mm；
δ——梁的形变，mm；
h——梁的高度，mm；
L——跨度，mm。
A1.6线黏弹性劲度模量－－根据弹性-黏弹性相关原理，可以假定如果一个线黏弹性梁在t
=0时受到一个荷载作用，然后保持恒定，那么应力分布与一个线黏弹性梁在相同荷载作用
下是相同的。进而与时间有关的应变和变形可用1/D（t）代替E，由于1/D（t）等同于S(t),
重新整理弹性得出的结果用下列关系式表示劲度：
S(t)＝PL
3
/4bh
3
δ(t)
式中：
S(t)——与时间有关的挠曲蠕变劲度，MPa；
P——恒荷载，N；
L——跨度，mm；
b——梁的宽度，mm；
h——梁的高度，mm；
δ(t)——梁在时间t时的形变，mm；
S(t)和δ(t)分别表示劲度和形变，都是时间的函数。
A1.7数据解释
A1.7.1画出试验梁劲度对数和加载时间对数的蠕变加载曲线。典型的试验数据表达如图4
(6)
(5)
（4）
所示。在8s和240s内的数据如图5所示，可以用一个二阶多项式表示：
logS′
‘
(t)=A+B（logt）+（logt）
2
和劲度对数和时间对数曲线的斜率，m值等于：（绝对值）
(7)
m
(
t
)=
d
[log
S
'
(
t
)]/
d
[log
t
]=
B
+2
C
[log
t
]
式中：
（8）
S
'
(
t
)
——用公式（7）计算与时间有关的挠曲蠕变劲度，MPa；
t——时间，s；
A、B和C——回归系数。
A1.7.2平滑的曲线要求过滤数据以用于计算m值所要求的回归分析。这可以用报告时间±
0.1s和±0.2s前后的5个数据由平均来得到。
A1.7.3用符合最小二乘法公式（7）来获得A、B和C三个常数。公式（7）和公式（8）
中用相同间隔的数据及对应的时间对数来计算回归系数。用此回归系数A、B和C来确定实
测劲度值，同样，在加载8s、15s、30s、60s、120s和240s后依次计算m值。
A1.8回归系数计算，估计劲度值和m值。
图5典型荷载和形变图
A1.8.1用公式7和公式8计算回归系数A、B、C和命名D：
A
=[
S
y
(
S
x
2
S
x
4
−
S
x
3
)−
S
xy
(
S
x
1
S
x
4
−
S
x
2
S
x
3
)+
S
xxy
(
S
x
1
S
x
3
−
S
x
2
)]/
D
B
=[6(
S
xy
S
x
4
−
S
xxy
S
x
3
)−
S
x
1
(
S
y
S
x
4
−
S
xxy
S
x
2
)+
S
x
2
(
S
y
S
x
3
−
S
xy
S
x
2
)]/
D
C
=[6(
S
x
2
S
xxy
−
S
xxy
S
x
3
)−
S
x
1
(
S
x
1
S
xxy
−
S
x
3
S
y
)+
S
x
2
(
S
x
1
S
xy
−
S
x
2
S
y
)]/
D
D
=6(
S
x
2
S
x
4
−
S
x
3
)−
S
x
1
(
S
x
1
S
x
4
−
S
x
2
S
x
3
)+
S
x
2
(
S
x
1
S
x
3
−
S
x
2
)
这里，在施加荷载时间为8.0s、15.0s、30.0s、60.0s、120.0s和240.0s时：
S
x1
=log8+log15+…+log240;
S
x2
=(log8)
2
+(log15)
2
+…+(log240)
2
;
S
x3
=(log8)
3
+(log15)
3
+…+(log240)
3
;
S
x4
=(log8)
4
+(log15)
4
+…+(log240)
4
;
S
y
=logS(8)+logS(15)+…+logS(240);
S
xy
=logS(8)log(8)+logS(15)log(15)+…+logS(240)log(240);
S
xxy
=[log(8)]
2
logS(8)+[log(15)]
2
logS(15)+…+log[(240)]
2
logS(240);
A1.8.2计算8s、15s、30s、60s、120s和240s时估计劲度
S
'(
t
)
22
22
（9）
（10）
（11）
（12）
S
'(
t
)=
A
+
B
(log
t
)
2
（13）
A1.8.3计算8s、15s、30s、60s、120s和240s时估计m值的绝对值
m
=
B
+2
C
(log
t
)
(14)
A1.8.4计算8s、15s、30s、60s、120s和240s时劲度平均值
S
，
log
S
=[log
S
(8)+log
S
(15)+...+log
S
(240)]/6
A1.8.5用二次方程表达的劲度变异系数
（15）
⎡
[log
S
(8)−log
S
'
(8)]+...+[log
S
(240)−log
S
'
(240)]
⎤
R
=1.00−
⎢⎥
22
⎣
[log
S
(8)−log(
S
)]...+[log
S
(240)−log(
S
)]
⎦
2
（16）
15.2A1.8.6用60s的估计劲度和m作为规范值。测量和估计劲度值应在2%以内，否则
试验认为是不可信的。