The dynamic shear modulus of bitumens as a function of frequency and temperature

Summary

Thermorheological behaviour and dilatometric glass-transition temperatures have been studied on 14 samples representing the three main types of bitumen. The frequency dependence of the dynamic moduli can be described byGaussian distributions of log relaxation time. The width of the distribution depends on the type of bitumen.

The frequency-temperature shifts or the viscosity-temperature relations correspond with free-volume equations for temperatures not too close to the thermodynamic glass-transition temperatures. The constants in the free-volume equations vary with the type of bitumen.

The dilatometric glass-transition temperatures do not serve as simple references for corresponding free volume states. Their significance was found to depend on the type of bitumen. In this respect it is noteworthy that the dilatometric glass-transition temperatures approach the thermodynamic ones as the spectra become narrower.

Zusammenfassung

Das thermorheologische Verhalten und die dilatometrischen Glasübergangstemperaturen von Bitumen wurden an 14 für die drei Haupttypen charakteristischen Proben untersucht. Die Frequenzabhängigkeit läßt sich durch Gauß-Verteilungen der log. Relaxationszeit beschreiben. Die Verteilungsbreite ist durch den Bitumentyp bedingt.

Die Frequenz-Temperatur-Verschiebungen bzw. die Viskositäts-Temperatur-Beziehungen entsprechen Gleichungen vom Typ des freien Volumens für Temperaturen, die nicht zu nahe den thermodynamischen Glasübergangstemperaturen liegen. Die Konstanten in diesen Gleichungen ändern sich mit dem Bitumentyp.

Die dilatometrischen Glasübergangstemperaturen können nicht als einfache Vergleichstemperaturen für entsprechende Zustände des freien Volumens dienen. Es wird gezeigt, daß ihre Bedeutung vom Bitumentyp abhängig ist. In diesem Zusammenhang ist zu bemerken, daß sich die dilatometrischen Glasübergangstemperaturen den thermodynamischen mit schmaler werdenden Spektren nähern.