Dynamische afschuifreometer

Met de proef conform NEN-EN 14770 ‘Bepaling van complexe afschuifmodulus en fasehoek - Dynamische Afschuif Rheometer’ worden de complexe glijdingsmodulus van bitumen en de bijbehorende fasehoek voor een bepaalde temperatuur bepaald. De proef is beter bekend onder zijn Engelstalige naam Dynamic Shear Rheometer (DSR). De proef kan worden toegepast op nieuw en verouderd bitumen, cut-backs en vloeibitumen. In de DSR wordt een 0,5 tot 2 mm dik schijfje bitumen met een diameter van 8 tot 25 mm in een gietvorm gegoten en na afkoeling aangebracht tussen twee planparallelle platen (zie Figuur 171). De kleinere afmetingen worden gebruikt wanneer een complexe glijdingsmodulus van 100 kPa tot 10 MPa wordt verwacht; de grotere wanneer complexe glijdingsmoduli in de range van 1 kPa tot 100 kPa worden verwacht. De temperatuur tijdens de proef ligt in het algemeen tussen -10°C en 85°C.

De bovenplaat wordt op het proefstuk geplaatst, waarna door de bovenste plaat een sinusvormige oscillerende torsiebelasting met een belastingfrequentie tussen 0,1 en 30 Hz aan het bitumenproefstuk wordt opgelegd. De onderste plaat blijft gefixeerd. Vaak wordt de proef herhaald voor diverse temperaturen en frequenties. Een frequentie van 1,59 Hz komt overeen met de schuifbelasting onder verkeer met een rijsnelheid van 90 km/h.

Figuur 172 toont een kenmerkend signaal van de opgelegde schuifspanning en de resulterende afschuifrek. De verhouding tussen de amplitudes van schuifspanning en afschuifrek is de complexe glijdingsmodulus G*. Het faseverschil tussen het belasting- en verplaatsingsignaal wordt aangeduid met de fasehoek δ. Bij een puur elastisch materiaal geldt δ = 0°; voor een puur viskeus materiaal geldt: δ = 90°. Een en ander wordt verduidelijkt in Figuur 173. De parameters G* en δ zijn indicatoren voor het vervormings- en vermoeiingsgedrag van asfalt.

De proefopstelling en de wijze van beproeven wordt ook toegepast bij DSR-onderzoek op mastiek in plaats van bitumen. Deze proefuitvoering valt niet onder NEN-EN 14770. In een DSR-opstelling kan ook de viscositeit van bitumen worden gemeten.