公路瀝青路面要經(jīng)受一年四季的考驗(yàn)，人們都希望夏天瀝青要硬一些、不發(fā)軟，冬天要柔 韌一些、不發(fā)脆。而實(shí)際上，瀝青總是夏天軟冬天脆，只不過(guò)程度不同面已。表征瀝青隨溫度 而發(fā)生性質(zhì)變化幅度的指標(biāo)就是感溫性指標(biāo)。

 在施工期間，瀝青加熱、噴灑、拌和、碾壓成型可高達(dá)100℃以上，甚至達(dá)到200℃， 此時(shí)完全是流動(dòng)的液體。在路面通常的使用溫度下，瀝青既非完全的固態(tài)彈性體，又不是完 全的粘性液體，而是典型的粘彈性體。在夏天，路面溫度可達(dá)70℃，北方冬天達(dá)-40℃甚至 更低。在此溫度環(huán)境下，瀝青從牛頓液體變成接近虎克彈性體，中間經(jīng)歷了粘彈性體的復(fù)雜 階段。而在不同溫度條件下，它的流變性能有極大的差異。另外，它還因荷載作用時(shí)間不同 而異，即在夏天，高速汽車荷載作用下可以認(rèn)為它接近彈性，而在冬天，緩慢的溫度收縮又 呈現(xiàn)粘性流動(dòng)性質(zhì)。 

將瀝青的性質(zhì)歸結(jié)到勁度(Sf ness) ， 它與溫度、荷載作用時(shí)間成為圖2-1-1的主曲線。在 低溫及短的荷載作用時(shí)間下，瀝青呈現(xiàn)彈性行為，其主要的研究對(duì)象是低溫開(kāi)裂；在高溫及長(zhǎng) 時(shí)間的或反復(fù)的荷載作用條件下，呈現(xiàn)粘性行為，其主要的研究對(duì)象是永久變形(流動(dòng))；在其 間的中等溫度及時(shí)間條件下，瀝青呈現(xiàn)典型的粘彈性行為，其中抗疲勞性能是研究的重點(diǎn)?？?以說(shuō)，所有瀝青的路用性能都是圍繞這些性能進(jìn)行論述的。瀝青在不同溫度下的這些性質(zhì)可 以用圖2-1-2描述。在低溫(低于玻璃化溫度Tg)狀態(tài)下是玻璃狀的彈性態(tài)(彈性模量)，高溫 時(shí)為流動(dòng)態(tài)(粘度)，在大部分道路的使用期是類似于橡膠的粘彈性態(tài)(勁度模量)。

由于瀝青材料的粘彈性，它的任何性質(zhì)都是 溫度和時(shí)間的函數(shù)，圖2-1-3表示瀝青在60℃下 60℃ lh 流淌1h，相當(dāng)于25℃下流淌了10hl。所以瀝青 在高溫、快速荷載條件作用下的力學(xué)響應(yīng)與低溫、 長(zhǎng)時(shí)間荷載作用的力學(xué)響應(yīng)將可能是等效的，這 就是瀝青材料流變學(xué)的溫度和時(shí)間的轉(zhuǎn)換法則， 1h 關(guān)于這些將在流變學(xué)一章中詳細(xì)敘述。

在圖2-1-4中，有3種25℃針人度或60C粘 度相同的瀝青A、B、C，當(dāng)溫度提高后，C瀝青的 針人度或粘度小于B，B瀝青的小于A；當(dāng)溫度降 圖2-1-3瀝青結(jié)合料的流變性質(zhì) 低后，C瀝青的針人度或粘度大于B，B瀝青的大 于A。也就是說(shuō)，變化相同的溫度，A瀝青的針入度或粘度的變化小于B瀝青，而B(niǎo)瀝青的變 化小于C瀝青，這種受溫度影響瀝青性質(zhì)變化的程度就叫做瀝青的溫度敏感性，簡(jiǎn)稱感溫性。 圖中，A瀝青的感溫性小于B瀝青，B瀝青的感溫性小于C瀝青。從實(shí)用的角度考慮，感溫性 不僅是瀝青流變學(xué)的核心，也是瀝青使用性能的核心。 低溫275 常溫 夏季 工期 kg/cm2 60PEN L2400 1600 B c 300 c 25 -23.3 25 60 135 溫度(C) 溫度(℃) 圖2-1-4不同感溫性的瀝青 

最常用的描述瀝青感溫性的指標(biāo)是針人度指數(shù)PI值，在荷蘭、阿根廷、瑞典、前蘇聯(lián)等國(guó) 已把針人度指數(shù)P列為瀝青標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)，而且都要求道路瀝青的PI在-1.0~+1.0范圍內(nèi)。 研究者在瀝青流變學(xué)研究中指出，瀝青的感溫性與感時(shí)性往往是有矛盾的，針入度指數(shù)反映瀝 青偏離牛頓流體的程度，當(dāng)PI<-2時(shí)，瀝青的溫度敏感性強(qiáng)，同溫度條件下更接近牛頓流體 的性質(zhì)(流變指

數(shù)即復(fù)合流動(dòng)度值高)，但在低溫時(shí)顯示明顯的脆性特征；當(dāng)PI>+2時(shí)，瀝青 具有明顯的凝膠特征，瀝青的耐久性是不好的，它的低溫脆性雖小，但顯示較強(qiáng)的荷載速率感 應(yīng)性，與牛頓流體偏離較大，即流變指數(shù)往往較小，所以在大變形條件或變形速率很低時(shí)，抗裂 性能變差，這對(duì)溫縮裂縫很重要。說(shuō)明對(duì)道路瀝青來(lái)說(shuō)，P1太低和太高都是不好的。這就是 普遍規(guī)定PI在-1.0~+1.0間的原因。

 大部分國(guó)家雖然未直接列人此類指標(biāo)，但都采用高溫和低溫兩方面的指標(biāo)綜合反映感溫 性。前蘇聯(lián)除規(guī)定PI外，還規(guī)定了25℃及0℃兩個(gè)溫度的針人度。最令人注目的是1990年加 拿大的新瀝青標(biāo)準(zhǔn)(表1-3-17)，它直接以瀝青感溫性作為評(píng)價(jià)瀝青質(zhì)量的核心指標(biāo)。在加拿 大的標(biāo)準(zhǔn)中，按照25℃針人度和60℃粘度或135℃粘度兩個(gè)不同溫度的指標(biāo)有效地描述了瀝 青的感溫性

要求，并以此將溫度敏感性分為A、B、C三級(jí)。 

表1-3-15中美國(guó)SHRP道路瀝青結(jié)合料規(guī)范是根據(jù)路用性能分別規(guī)定高溫及低溫時(shí)的性 能要求的，這就從根本上規(guī)定了瀝青感溫性的要求。規(guī)范規(guī)定了從PG52-10的溫度范圍62℃ 到PG82一34的116℃的不同要求，實(shí)際上美國(guó)各地的溫度范圍大體為68℃~98℃，一般的非 改性瀝青的道路瀝青針入度指數(shù)PI在-0.5~-1.0之間，所能承受的溫度范圍最高約為 90°.對(duì)一般的道路而言，基本上能夠滿足使用要求。而對(duì)更為殘酷的氣候條件或交通條件的 道路， 則必須使用改性瀝青。

在美國(guó)， 對(duì)建筑瀝青類的標(biāo)準(zhǔn)， ASTM D 312-89及AASHTO M 239-73規(guī)定的屋面防水瀝青標(biāo)準(zhǔn)， ASTM D 449-89及AASHTO M 115-78規(guī)定的防潮防水瀝 青標(biāo)準(zhǔn)， ASTM D 2521-89規(guī)定的溝渠襯砌瀝青標(biāo)準(zhǔn)等都采用0℃(200g， 60s) 、25℃(100g， 5s) 、 46℃(50g，5s)等三個(gè)溫度的針入度要求控制感溫性。根據(jù)流變性能的時(shí)間溫度換算法則， 0℃、200g、60s的條件與5℃或10℃、100g、5s大體相近，而46℃、50g、5s的條件與30℃、100g、5s 大體相近。所有這些都說(shuō)明在瀝青性能或?yàn)r青標(biāo)準(zhǔn)中，感溫性指標(biāo)的重要性。