This study focused on characterizing the shear-thinning behavior of asphalt binders. The first objective was to identify the existence of yield stress behavior and to employ a rheological model to describe the flow curve of asphalt binders. The second objective was to verify the applicability of the Cox–Merz rule to asphalt binders with consideration of yield stress. A Dynamic Shear Rheometer (DSR) was employed to perform the frequency sweep test and the shear rate sweep test on three types of neat asphalt binders at 50, 60 and 70 °C. The test results of both tests confirmed the yield stress behavior of selected asphalt binders. The asphalt binders were then classified as the shear-thinning liquids with yield stress. As a result, the zero shear viscosity (ZSV), which was utilized as a rutting indicator, was not an indicator of the shear viscosity at zero shear rate but corresponded to the shear viscosity of a Newtonian plateau at low shear rates. A modified Carreau model was employed to characterize the shear-thinning behavior of asphalt binders, which demonstrated the ability to account for the yield stress behavior. The applicability of the Cox–Merz rule was examined by establishing the flow curve and the log–log plot of complex viscosity versus angular frequency in the same graph with respect to each replicate at each temperature. It was demonstrated that the Cox–Merz rule was followed in part of the ZSV region and part of the shear-thinning region but not followed in the yield stress region.

中文翻译：

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考虑屈服应力的沥青结合料剪切稀化行为的表征

本研究侧重于表征沥青结合料的剪切稀化行为。第一个目标是确定屈服应力行为的存在，并采用流变模型来描述沥青结合料的流动曲线。第二个目标是在考虑屈服应力的情况下验证 Cox-Merz 规则对沥青结合料的适用性。使用动态剪切流变仪 (DSR) 在 50、60 和 70 °C 下对三种类型的纯沥青结合料进行频率扫描测试和剪切速率扫描测试。两项测试的测试结果都证实了所选沥青结合料的屈服应力行为。然后将沥青结合料归类为具有屈服应力的剪切稀化液体。因此，用作车辙指标的零剪切粘度 (ZSV)，不是零剪切速率下剪切粘度的指标，而是对应于低剪切速率下牛顿平台的剪切粘度。采用改进的 Carreau 模型来表征沥青结合料的剪切稀化行为，这证明了解释屈服应力行为的能力。Cox-Merz 规则的适用性通过建立流动曲线和复数粘度对角频率的 log-log 图在同一图中关于每个温度下的每个重复进行检查。结果表明，在部分 ZSV 区域和部分剪切稀化区域遵循 Cox-Merz 规则，但在屈服应力区域不遵循 Cox-Merz 规则。采用改进的 Carreau 模型来表征沥青结合料的剪切稀化行为，这证明了解释屈服应力行为的能力。Cox-Merz 规则的适用性通过建立流动曲线和复数粘度对角频率的 log-log 图在同一图中关于每个温度下的每个重复进行检查。结果表明，在部分 ZSV 区域和部分剪切稀化区域遵循 Cox-Merz 规则，但在屈服应力区域不遵循 Cox-Merz 规则。采用改进的 Carreau 模型来表征沥青结合料的剪切稀化行为，这证明了解释屈服应力行为的能力。Cox-Merz 规则的适用性通过建立流动曲线和复数粘度对角频率的 log-log 图在同一图中关于每个温度下的每个重复进行检查。结果表明，在部分 ZSV 区域和部分剪切稀化区域遵循 Cox-Merz 规则，但在屈服应力区域不遵循 Cox-Merz 规则。Cox-Merz 规则的适用性通过建立流动曲线和复数粘度对角频率的 log-log 图在同一图中关于每个温度下的每个重复进行检查。结果表明，在部分 ZSV 区域和部分剪切稀化区域遵循 Cox-Merz 规则，但在屈服应力区域不遵循 Cox-Merz 规则。Cox-Merz 规则的适用性通过建立流动曲线和复数粘度对角频率的 log-log 图在同一图中关于每个温度下的每个重复进行检查。结果表明，在部分 ZSV 区域和部分剪切稀化区域遵循 Cox-Merz 规则，但在屈服应力区域不遵循 Cox-Merz 规则。