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文檔簡介
瀝青及瀝青混合料試驗東南大學交通學院趙永利瀝青及瀝青混合料試驗東南大學交通學院1內容第一部分瀝青一、石油瀝青的生產工藝概述。二、石油瀝青的組成和結構三、瀝青的常規試驗:1、針入度2、延度3、軟化點4、閃點5、燃點6、溶解度7、脆點8、薄膜加熱9、蒸發損失。第二部分瀝青混合料一、概述。二、瀝青混合料試驗:1、瀝青含量2、礦料級配3、馬歇爾穩定度試驗4、浸水馬歇爾試驗5、密度6、飽水率7、劈裂8、彎曲9、收縮系數內容第一部分瀝青2第一部分瀝青一、石油瀝青的生產工藝概述石油瀝青的性質不僅與產源有關,而且與制造瀝青的石油的基屬及生產工藝有關。石油瀝青可以分為:石蠟基瀝青、中間基瀝青、環烷基瀝青。1、蒸餾法與氧化瀝青相比,溫度穩定性和氣候穩定性較差。2、氧化法氧化瀝青的分子量大,針入度減小,延度降低,軟化點升高。3、溶劑法高溫穩定性和低溫抗裂性均較好。第一部分瀝青一、石油瀝青的生產工藝概述3二、石油瀝青的組成和結構(一)石油瀝青的化學組成和結構石油瀝青由多種極其復雜的碳氫化合物和這些碳氫化合物的非金屬衍生物所組成的混合物。它的通式可以寫為CnH2n+aObScNd,化學組成元素主要是碳(80%~87%),氫(10%~15%),其次是非烴元素如:氧、硫、氮(小于5%),此外還含有一些其他金屬:鎳、釩、鐵、鉛等。到目前為止,并沒有找到元素組成與路用性能間的直接關系。二、石油瀝青的組成和結構4(二)石油瀝青的化學組成1、化學組分化學組分分析就是將瀝青分離成幾個化學性質相近,而且與路用性能有一定聯系的的組,這些組就稱“組分”。2、組分分析方法(1)溶劑法可以將瀝青分為:油分、樹脂和瀝青質三組分。(2)色譜分析法可以將瀝青分為:飽和分、芳香分、膠質和瀝青質四組分。(二)石油瀝青的化學組成53、組分對瀝青性質的影響瀝青質和膠質的含量高其針入度值小(稠度較高),軟化點高;飽和分含量高,其針入度值較大(稠度較低),軟化點較低;芳香分含量對針入度、軟化點無影響,但極性芳香分含量高對其粘附性有利;膠質對其延度有利。3、組分對瀝青性質的影響6(三)石油瀝青的膠體結構1、膠體結構的形成瀝青的膠體結構是以瀝青質為膠核,膠質分被吸附在其表面,并逐漸向外擴散形成膠團,膠團再分散于芳香分與飽和分中。2、膠體結構類型(1)溶膠結構瀝青中瀝青質的含量極少,瀝青膠團由于膠質分的膠溶作用,瀝青質完全膠溶分散于芳香分和飽和分的介質中,膠團之間沒有吸引力或吸引力極小。液體瀝青多屬溶膠型瀝青,在路用性能上有很好的自愈性和低溫變形能力,但高溫穩定性較差。(三)石油瀝青的膠體結構7(2)溶—凝膠結構瀝青中瀝青質含量適當,并有較多的膠質作為保護物質,它所組成的膠團之間有一定的吸引力。在變形的初級階段,表現為非常明顯的彈性效應,但應變增加至一定的數值后,則可變成牛頓流動(即τ與γ成正比),粘度(η)隨剪應力的增加而減小。大多數的優質瀝青均屬此類,在高溫時具有較低的感溫性,低溫時又有較好的形變能力。(2)溶—凝膠結構8(3)凝膠結構瀝青中瀝青質含量很多,并有相應數量的膠質分,膠團互相接觸而形成空間網絡結構。具有明顯的彈性效應,具有較低的溫度感應性,但低溫變形能力較差。氧化瀝青多屬此類。(3)凝膠結構9建筑石油瀝青技術指標序號項目質量指標試驗方法10號30號40號1針入度(25℃,100g,5s),0.1mm10~2526~3536~50GB/T45092延度(25℃,5cm/min),不小于,cm1.52.52.5GB/T45083軟化點(環球法),不小于,℃957560GB/T45074溶解度(三氯乙烯),不小于,%99.5GB/T111485蒸發損失(163℃,5h),不大于,%1GB/T119646蒸發后針入度比,不小于,%65GB/T45097閃點,(COC),不低于,℃230GB/T2678脆點,℃實測記錄GB/T4510建筑石油瀝青技術指標序號項目質量指標試驗10三、瀝青的常規試驗1、針入度2、延度3、軟化點4、閃點5、燃點6、溶解度7、脆點8、薄膜加熱9、蒸發損失三、瀝青的常規試驗11(一)瀝青的針入度試驗(GB/T4509-1999)1、目的及適用范圍本方法適用于測定道路石油瀝青、改性瀝青針入度以及液體石油瀝青蒸餾或乳化瀝青蒸發后殘留物的針入度。用本方法評定聚合物改性瀝青的改性效果時僅適用于融混均勻的樣品。(一)瀝青的針入度試驗12(一)瀝青的針入度試驗(GB/T4509-1999)1、目的及適用范圍針入度為標準針在規定條件下貫入瀝青的深度。試驗的標準試驗條件為溫度25℃,荷重100g,貫入時間為5s,以0.1mm計。針入度指數用以描述瀝青的溫度敏感性,宜在15℃、25℃、30℃、3個溫度條件下測定,若30℃時的針入度值過大,可采用5℃代替。當軟化點T800是相當于瀝青針入度為800時的溫度,用以評價瀝青的高溫穩定性。當量脆點T1.2是相當于針入度為1.2時的溫度,用以評價瀝青的低溫抗裂性能。(一)瀝青的針入度試驗132、儀具與材料2.1針入度儀:凡能保證針和針連桿在無明顯摩擦下垂直運動,并能指示針貫入深度準確至0.1mm的儀器均可使用。針和針連桿組合件總質量為50g±0.05g另附50g±0.05g砝碼一只,試驗時總質量為100g±0.05g。當采用其它試驗條件時,應在試驗結果中注明。2、儀具與材料14瀝青及瀝青混合料試驗培訓課件15瀝青及瀝青混合料試驗培訓課件162.2標準針由硬化回火的不銹鋼制成,洛氏硬度HRC54~60,表面粗糙度Ra0.2μm~0.3μm,針及針桿總質量2.5g±0.05g,針桿上應有號碼標志,針應設有固定裝置盒(筒),以免碰撞針尖,每根針必須附有計量部門的檢驗單,并定期進行檢驗,2.2標準針由硬化回火的不銹鋼制成,洛氏硬度HRC54~17瀝青及瀝青混合料試驗培訓課件182.3盛樣皿:金屬制,圓柱形平底。小盛樣皿的內徑55mm,深35mm(適用于針入度小于200);大盛樣皿內徑70mm,深45mm(適用于針入度200~350);對針入度大于350的試樣需使用特殊盛樣皿,其深度不小于60mm,試樣體積不少于125mL。2.5平底玻璃皿:容量不少于1L,深度不少于80mm。內設有一不銹鋼三角支架,能使盛樣皿穩定。2.3盛樣皿:金屬制,圓柱形平底。小盛樣皿的內徑55mm192.4恒溫水槽:容量不少于10L,控溫的準確度為0.1℃。水槽中應設有一帶孔的擱架,位于水面下不得少于100mm,距水槽底不得少于50mm處。2.4恒溫水槽:容量不少于10L,控溫的準確度為0.1℃202.6溫度計:0℃~50℃,分度為0.1℃。2.7秒表:分度0.1s。2.8盛樣皿蓋:平板玻璃,直徑不小于盛樣皿開口尺寸。2.9溶劑:三氯乙烯等。2.10其它:電爐或砂浴、石棉網、金屬鍋或瓷把坩鍋等。2.6溫度計:0℃~50℃,分度為0.1℃。213、方法與步驟3.1準備工作3.1.1調節水浴溫度3.1.2檢查儀器設備3.1.3將試樣注入盛樣皿中,試樣高度應超過預計針入度值10mm,并蓋上盛樣皿蓋,以防落入灰塵。盛有試樣的盛樣皿在15℃~30℃室溫中冷卻1h~1.5h(小盛樣皿)、1.5h~2h(大盛樣皿)或2h~2.5h(特殊盛樣皿)后移入保持規定溫度±0.1℃的恒溫水槽中1h~1.5h(小盛樣皿)、1.5h~2h(大試樣皿)或2h~2.5h(特殊盛樣皿)。3、方法與步驟223.2試驗步驟3.2.1取出達到恒溫的盛樣皿,并移入水溫控制在試驗溫度±0.1℃(可用恒溫水槽中的水)的平底玻璃器皿中的三角支架上,試樣表面以上的水層深度不少于10mm。3.2.2將盛有試樣的平底玻璃皿置于針入度儀的平臺上。慢慢放下針連桿,用適當位置的反光鏡或燈光反射觀察,使針尖恰好與試樣表面接觸。拉下刻度盤的拉桿,使與針連桿頂端輕輕接觸,調節刻度盤或深度指示器的指針指示為零3.2試驗步驟233.2.3開動秒表,在指針正指5s的瞬間,用手指壓按鈕,使標準針自動下落貫入試樣,經規定時間,停壓按鈕使針停止移動。注:當采用自動針入度儀時,計時與標準針落下貫入試樣同時開始,至5s時自動停止。3.2.4刻度盤拉桿與針連桿頂端接觸,讀取刻度盤指針或位移指示器的讀數,準確至0.5(0.1mm)。3.2.3開動秒表,在指針正指5s的瞬間,用手指壓按鈕243.2.5同一試樣平行試驗至少3次,各測試點之間及與盛樣皿邊緣的距離不應少于10mm。每次試驗后應將盛有盛樣皿平底玻璃皿放入恒溫水槽,使平底玻璃皿中水溫保持試驗溫度。每次試驗應換一根干凈標準針或將標準針取下用蘸有三氯乙烯溶劑的棉花或布揩凈,再用干棉花或布擦干。3.2.6測定針入度大于200的瀝青試樣時,至少用3支標準針,每次試驗后將針留在試樣中,直至3次平行試驗完成后,才能將標準針取出。3.2.5同一試樣平行試驗至少3次,各測試點之間及與盛254、報告4.1同一試樣3次平行試驗結果的最大值和最小值之差在下列允許偏差范圍內時,計算3次試驗結果的平均值,取整數作為針入度試驗結果,以0.1mm為單位。4、報告26針入度(0.1mm)允許差值(0.1mm) 0~49 250~149 4150~249 12250~500 20當試驗值不符合此要求時,應重新進行試驗。針入度(0.1mm)允許差值(0.1mm)275、精密度或允許誤差當試驗結果小于50(0.1mm)時,重復性試驗的允許差為2(0.1mm),復現性試驗的允許差為4(0.1mm)。當試驗結果大于50(0.1mm)時,重復性試驗的允許差為平均值的4%,復現性試驗的允許差為4平均值的8%。5、精密度或允許誤差28(二)瀝青的延度試驗
(GB/T4508-1999)1、目的與適用范圍1.1本方法適用于測定道路石油瀝青、液體瀝青蒸餾殘留物和乳化瀝青蒸發殘留物等材料的延度。1.2瀝青延度的試驗溫度與拉伸速率可根據要求采用,通常采用的試驗溫度為25℃、15℃、10℃或5℃,拉伸速度為5cm/min±0.25cm/min。當低溫采用1cm/min±0.05cm/min拉伸速度時,應在報告中注明。(二)瀝青的延度試驗
(GB/T4508-1999)1、目292.1延度儀:將試件浸沒于水中,能保持規定的試驗溫度及按照規定拉伸速度拉伸試件且試驗時無明顯振動的延度儀均可使用。2.2試模:黃銅制,由兩個端模和兩個側模組成,試模內側表面粗糙度Ra0.2μm。2.3試模底板:玻璃板或磨光的銅板、不銹鋼板(表面粗糙度Ra0.2μm)。2.1延度儀:將試件浸沒于水中,能保持規定的試驗溫度及30瀝青延度試驗儀瀝青延度試驗儀312.4恒溫水槽:容量不少于10L,控制溫度的精確度為0.1℃,水槽中應設有帶孔擱架,擱架距水槽底不得少于50mm。試件浸入水中深度不小于100mm。2.5溫度計:0℃~50℃,分度為0.1℃。2.6砂浴或其它加熱爐具。2.7
甘油滑石粉隔離劑(甘油與滑石粉的質量比2:1)。2.8其它:平刮刀、石棉網、酒精、食鹽等。2.4恒溫水槽:容量不少于10L,控制溫度的精確度為0323、方法與步驟3.1準備工作3.1.1將隔離劑拌和均勻,涂于清潔干燥的試模底板和兩個側模的內側表面,并將試模在試模底板上裝妥。3.1.2按規定的方法準備試樣,然后將試樣仔細自試模的一端至另一端往返數次緩緩注入模中,最后略高出試模,灌模時應注意勿使氣泡混入。3、方法與步驟333.1.3試件在室溫中冷卻30min~40min,然后置于規定試驗溫度±0.1℃的恒溫水槽中,保持30min后取出,用熱刮刀刮除高出試模的瀝青,使瀝青面與試模面齊平。瀝青的刮法應自試模的中間刮向兩端,且表面應刮的平滑。將試模連同底板再浸入規定試驗溫度的水槽中1h~1.5h。3.1.4檢查延度儀延伸速度是否符合規定要求,然后移動滑板使其指針正對標尺的零點。將延度儀注水,并保溫達試驗溫度±0.5℃。3.1.3試件在室溫中冷卻30min~40min,然后343.2試驗步驟3.2.1將保溫后的試件連同底板移入延度儀的水槽中,然后將盛有試樣的試模自玻璃板或不銹鋼板上取下,將試模兩端的孔分別套在滑板及槽端固定板的金屬柱上,并取下側模。水面距試件表面應不小于25mm。3.2.2開動延度儀,并注意觀察試樣的延伸情況。此時應注意,在試驗過程中,水溫應始終保持在試驗溫度規定范圍內,且儀器不得有振動,水面不得有晃動,當水槽采用循環水時,應暫時中斷循環,停止水流。在試驗中,如發現瀝青細絲浮于水面或沉入槽底時,則應在水中加入酒精或食鹽,調整水的密度至與試樣相近后,重新試驗。3.2試驗步驟353.2.3試件拉斷時,讀取指針所指標尺上的讀數,以厘米表示,在正常情況下,試件延伸時應成錐尖狀,拉斷時實際斷面接近于零。如不能得到這種結果,則應在報告中注明。3.2.3試件拉斷時,讀取指針所指標尺上的讀數,以厘米364、報告同一試樣,每次平行試驗不少于3個,如3個測定結果均大于100cm,試驗結果記作“>100cm”;特殊需要也可分別記錄實測值。如3個測定結果中,有一個以上的測定值小于100cm時,若最大值或最小值與平均值之差滿足重復性試驗精密度要求,則取3個測定結果的平均值的整數作為延度試驗結果,若平均值大于100cm,記作“>100cm”;若最大值或最小值與平均值之差不符合重復性試驗精密度要求時,試驗應重新進行。4、報告375、精密度或允許差當試驗結果小于100cm時,重復性試驗的允許差為平均值的20%;復現性試驗的允許差為平均值的30%。5、精密度或允許差38(三)瀝青的軟化點試驗
(GB/T4507-1999)1、目的與使用范圍本方法適用于測定道路石油瀝青、煤瀝青的軟化點,也適用于測定液體石油瀝青經蒸餾或乳化蒸發后殘留物的軟化點。2、儀具與材料2.1軟化點試驗儀:2.1.1鋼球:直徑為9.53mm,質量3.5g±0.05g。2.1.2試樣環:黃銅或不銹鋼等制成。2.1.3鋼球定位環:黃銅或不銹鋼制成(三)瀝青的軟化點試驗
(GB/T4507-1999)1、392.1.4金屬支架:由兩個主桿和三層平行的金屬板組成,上層為一層圓盤,直徑略大于燒杯直徑,中間有一圓孔,用以插放溫度計。中層板形狀尺寸如圖14-8所示,板上由兩個孔,各放置金屬環,中間有一小孔可支持溫度計的測溫端部。一側立桿距環上面51mm處刻有水高標記。環下面距下層底板為25.4mm,而下底板據燒杯底不少于12.7mm,也不得大于19mm。三層金屬板和兩個主桿由螺母固定在一起。2.1.5耐熱玻璃燒杯:容量800mL~1000mL,直徑不小于86mm,高不小于120mm。2.1.6溫度計:0℃~80℃,分度為0.5℃。
2.1.4金屬支架:由兩個主桿和三層平行的金屬板組成,上層40瀝青及瀝青混合料試驗培訓課件412.2環夾:由薄鋼條制成,用以夾持金屬環,以便刮平表面。2.3裝有調節器的電爐或其它加熱爐具(液化石油氣、天然氣等)。應采用帶有振蕩攪拌器的加熱電爐,振蕩子置于燒杯底部。2.4試樣底板:金屬板(表面粗糙度應達Ra0.8μm)或玻璃板。2.5恒溫水槽:控溫的準確度為0.5℃。2.6平直刮刀。2.7甘油滑石粉隔離劑(甘油與滑石粉的比例為質量比2:1)。2.8其它:石棉網等。2.2環夾:由薄鋼條制成,用以夾持金屬環,以便刮平表面。423、方法與步驟3.1準備工作3.1.1將試樣環置于涂有甘油滑石粉隔離劑的試樣底板上,按規定方法準備好的瀝青試樣徐徐注入試樣環內至略高出環面為止。如估計試樣的軟化點高于120℃,則試樣環和試樣底板(不用玻璃板)均應預熱至80℃~100℃。3.1.2試樣在室溫冷卻30min后,用環夾夾著試樣環,并用熱刮刀刮除環面上的試樣,務使與環面齊平。3、方法與步驟433.2試驗步驟3.2.1試樣軟化點在80℃以下者:(1)將裝有試樣的試樣環連同試樣底板置于5℃±0.5℃水恒溫水槽中至少15min;同時將金屬支架、鋼球、鋼球定位環等亦置于相同水槽中。(2)燒杯內注入新煮沸并冷卻至室溫的蒸餾水,水面略低于立桿上的深度標記。(3)從恒溫水槽中取出盛有試樣的試樣環放置在支架中層板的圓孔中,套上定位環;然后將整個環架放入燒杯中,調整水面至深度標記,并保持水溫5℃±0.5℃。環架上任何部分不得附有氣泡。將0℃~80℃的溫度計由上層板中心孔垂直插入,使端部測溫頭底部與試樣環下面齊平。3.2試驗步驟44(4)將盛有水和環架的燒杯移至放有石棉網的加熱爐具上,然后將鋼球放在定位環中間的試樣中央,立即開動振蕩攪拌器,使水微微振蕩,并開始加熱,使杯中水溫在3min內調節至維持每分鐘上升5℃±0.5℃。在加熱過程中,應記錄每分鐘上升的溫度值,如溫度上升速度超出此范圍時,則試驗應重做。(5)試樣受熱軟化逐漸下墜,至與下層底板表面接觸時,立即讀取溫度,準確至0.5℃。
(4)將盛有水和環架的燒杯移至放有石棉網的加熱爐具上,然后將453.2.2試樣軟化點在80℃以上者:(1)將裝有試樣的試樣環連同試樣底板置于裝有32℃±1℃甘油的恒溫槽中至少15min;同時將金屬支架、鋼球、鋼球定位環等亦置于甘油中。(2)燒杯內注入預先加熱至32℃的甘油,水面略低于立桿上的深度標記。(3)從恒溫槽中取出盛有試樣的試樣環按上述方法進行測定,準確至1℃。3.2.2試樣軟化點在80℃以上者:464、報告同一試樣平行試驗兩次,當兩次測定值的差值符合重復性試驗精密度要求時,取其平均值作為軟化點試驗結果,準確至0.5℃。5、精密度或允許差5.1當試樣軟化點小于80℃時,重復性試驗的允許差為1℃,復現性試驗的允許差為4℃。5.2當試樣軟化點大于80℃時,重復性試驗的允許差為2℃,復現性試驗的允許差為8℃。4、報告47(四)瀝青的閃點、燃點試驗
(JTJ052-2000T0611-1993)1、目的與適用范圍本方法適用于克利夫蘭開口杯(簡稱COC)測定粘稠石油瀝青、煤瀝青及閃點在79℃以上的液體石油瀝青材料的閃點和燃點,以評價施工安全性時使用。2、儀器設備2.1克利夫蘭開口杯2.2防風屏2.3加熱裝置:控制試樣的升溫速度為14~17℃/min、5.5±0.5℃/min。(四)瀝青的閃點、燃點試驗
(JTJ052-2000T048瀝青閃點、燃點儀瀝青閃點、燃點儀49瀝青閃點、燃點儀瀝青閃點、燃點儀50瀝青閃點、燃點儀瀝青閃點、燃點儀513、方法與步驟3.1準備工作3.1.1清洗并檢查儀器設備3.1.2安裝溫度計:距底部6.5mm,距點火器對面邊緣16mm3.1.3準備試樣至杯的標線處3.1.4全部裝置應置于室內光線暗淡且無明顯空氣流通處,三面用防風屏圍擋3.1.5調節點火器的火苗成球的形狀或直徑為4±0.8mm的小球形試焰3、方法與步驟523.2試驗步驟3.2.1開始加熱試樣,升溫速度迅速地達到14~17℃/min,待試樣溫度達到預期閃點前56℃時,調節加熱器降低升溫速度,以便在預期閃點前28℃時能使升溫速度控制在5.5±0.5℃/min。3.2.2試樣溫度達預期閃點前28℃時開始,每隔2℃將點火器的試焰沿試驗杯口以150mm半徑作弧水平掃過一次;從試杯口的一邊至另一邊所經過的時間約為1s。此時應確認點火器試焰的直徑為4±0.8mm的火球,并位于坩堝口上方2~2.5mm處。3.2試驗步驟533.2.3當試樣液面上最初出現一瞬即滅的藍色火焰,立即從溫度計上讀記溫度,作為試樣的閃點。注意勿將試焰四周的藍白色火焰誤認為是閃點火焰。3.2.4繼續加熱保持升溫速度5.5±0.5℃/min,并按上述操作要求用點火器點火試驗。3.2.5當試樣接觸火焰立即著火,并能繼續燃燒不少于5s時,停止加熱,并讀記溫度計上的溫度,作為試樣的燃點。3.2.3當試樣液面上最初出現一瞬即滅的藍色火焰,立即從溫度544、報告4.1同一試樣至少平行試驗兩次,兩次測定結果的差值不超過重復性試驗允許差8℃時,去其平均值的整數作為試驗結果。4.2當試驗時大氣壓在95.3kPa(715mmHg)以下時,應對閃點或燃點的試驗結果進行修正,若大氣壓為95.3~84.5kPa(715~634mmHg)時,修正值為增加2.8℃,當大氣壓為84.5~73.3kPa(634~550mmHg)時,修正值為增加5.5℃。5、精密度或允許差重復性試驗允許差為:閃點8℃,燃點8℃復現性試驗的允許差為:閃點16℃,燃點14℃4、報告55(五)瀝青的溶解度試驗
(GB11148-89)1、目的與適用范圍本試驗方法適用于測定石油瀝青、液體石油瀝青或乳化瀝青蒸發后殘留物的溶解度。非經注明,溶劑為三氯乙烯。2、儀具與材料2.1分析天平:稱量100g,感量不大于0.2mg2.2錐形燒瓶:200mL2.3古氏坩堝:50mL2.4玻璃纖維濾紙:直徑2.6mm最小過濾孔0.6μm(五)瀝青的溶解度試驗
(GB11148-89)1、目的與適562.5過濾瓶:250mL2.6橡膠管或接關:固定古氏坩堝在吸濾瓶上用2.7洗瓶2.8量筒:100mL2.9干燥器2.10烘箱:裝有溫度自動調節器。2.11水槽2.12雙連球、水流泵或真空泵2.13三氯乙烯:化學純2.5過濾瓶:250mL573、方法與步驟3.1準備工作3.1.1準備瀝青樣品3.1.2將玻璃纖維濾紙置于潔凈的古氏坩堝中的底部,用溶劑沖洗濾紙和古氏坩堝,待溶劑揮發后,置于105±5℃的烘箱內干燥至恒重(一般為15min)然后移入干燥器中冷卻,冷卻時間不少于30min,稱其質量(m1),準確至0.2mg。3.1.3稱取已烘干的錐形燒瓶和玻璃棒(m2)的質量,準確至0.2mg。3、方法與步驟583.2試驗步驟3.2.1用預先干燥的錐形燒瓶稱取瀝青樣品2g(m3),準確至0.2mg。3.2.2在不斷搖動下,分三次加入三氯乙烯100mL,直至試樣溶解后蓋上瓶塞,并在室溫下放置15min。3.2.3將已稱質量的濾紙和古氏坩堝安裝在過濾燒瓶上,用少量的三氯乙烯濕潤玻璃濾紙。然后將瀝青溶液沿玻璃棒倒入玻璃纖維濾紙中,并以連續滴狀速度繼續過濾。必要時使用水流泵或真空泵過濾。過濾時應盡量將錐形燒瓶中的不溶物移入坩堝,直至全部溶液濾完。用少量溶劑分次清洗錐形燒瓶,并將全部不溶物移入坩堝。再用溶劑洗滌古氏坩堝的玻璃纖維濾紙,直至濾液無色透明為止。3.2試驗步驟593.2.4取出古氏坩堝,置通風處,直至無溶劑氣味為止;然后將古氏坩堝移入溫度為105±5℃的烘箱中至少20min;同時將原錐形瓶和玻璃棒等也置于烘箱中烘至恒重。3.2.5取出古氏坩堝及錐形瓶等置于干燥器中冷卻30±5min后,分別稱其質量(m4、m5),直至連續稱量的差不大于0.3mg為止。3.2.4取出古氏坩堝,置通風處,直至無溶劑氣味為止;然后將604、計算Sb—瀝青的溶解度(%)m1—古氏坩堝與玻璃纖維濾紙合計質量(g)m2—錐形瓶與玻璃棒合計質量M3—錐形瓶、玻璃棒與瀝青試樣合計質量(g)M4—古氏坩堝、玻璃濾紙與不溶物合計質量(g)m5—錐形瓶、玻璃棒與粘附不溶物合計質量(g)4、計算615、報告同一試驗至少平行試驗兩次,當兩次試驗結果之差不大于0.1%時,取其平均值作為試驗結果。對于溶解度大于99.0%的試驗結果,準確至0.01%;對于溶解度等于或小于99.0%的試驗結果,準確至0.1%。6、精密度或允許差當試驗結果平均值大于99.0%時,重復性試驗的允許差為0.1%,復現性試驗的允許差為0.5%。5、報告62(六)瀝青脆點試驗(弗拉斯法)
(JTJ052-2000T0613-1993)1、目的與適用范圍本方法適用于測定各種瀝青材料的弗拉斯脆點。2、儀具與材料2.1弗拉斯脆點儀(彎曲器、薄鋼片、冷卻裝置)2.2溫度計2.3干冰或其它冷卻劑2.4工業酒精2.5天平:感量不大于0.01g2.6其它:電爐、濾篩等(六)瀝青脆點試驗(弗拉斯法)
(JTJ052-200063瀝青脆點儀瀝青脆點儀643、方法與步驟3.1準備工作3.1.1按規定的要求準備瀝青試樣3.1.2在一塊潔凈的薄鋼片上,稱取試樣0.4±0.01g后將薄鋼片在電爐上慢慢加熱;當瀝青剛剛流動時,用鑷子夾住薄鋼片前后左右擺動,使試樣均勻地布滿在薄鋼片表面上,形成光滑的薄膜。在制樣過程中放止樣品膜產生氣泡,并從開始加熱起應在5~10min內完成。將制備成的試樣薄膜小心地移置于平穩的試驗臺上,在室溫下冷卻至少30min,并保護試樣薄膜不得沾染灰塵。3、方法與步驟653.2試驗步驟3.2.1將涂有試樣薄膜的鋼片稍稍彎曲,并仔細裝入彎曲器的兩個夾鉗中間。3.2.2將已裝妥樣片的彎曲置于大試管中。裝妥溫度計,再將裝有彎曲器的大試管置于玻璃筒內。然后從漏斗中將干冰(固體二氧化碳)慢慢加到酒精中,控制溫度下降的速度1℃/min。3.2試驗步驟663.2.3當溫度達到預計脆點溫度以上10℃時,開始以60r/min的速度轉動搖把,直至搖不動為止(一般搖把轉10r~20r)。不取出彎曲器觀察薄片上試樣是否有裂縫,有時也可以聽到斷裂響聲,這時就不必再轉動搖把,如無裂縫則再以相同的速度轉回。如此操作,每分鐘使薄鋼片彎曲一次。3.2.4當薄片彎曲時,出現一個或多個裂縫時的溫度即作為試樣的脆點。3.2.3當溫度達到預計脆點溫度以上10℃時,開始以60r674、報告同一試樣至少平行試驗3次,每次試驗都必須使溫度回升與第一次相同的狀態,取誤差在3℃范圍內的3個測定值的平均值作為試驗結果,取整數作為試樣的脆點。5、精密度或允許差重復性試驗的允許差為2℃。4、報告68(七)瀝青的薄膜加熱試驗
(JTJ052-2000T0609-1993)1、目的與適用范圍本方法適用于道路石油瀝青薄膜加熱后的質量損失,并根據需要測定薄膜加熱后殘留物的針入度、粘度、軟化點、脆點及延度等性質的變化,以評定瀝青的耐老化性能。2、儀具與材料2.1.薄膜加熱烘箱(七)瀝青的薄膜加熱試驗
(JTJ052-2000T069瀝青及瀝青混合料試驗培訓課件702.2盛樣皿2.3溫度計:0~200℃,分度值0.5℃2.4天平:感量不大于1mg2.5其它:干燥器、計時器等3、方法與步驟3.1準備工作3.1.1將清潔、烘干、冷卻后的盛樣皿編號,稱其質量(m0),準確至1mg。3.1.2按規定的方法準備瀝青試樣,注入盛樣皿中50±0.5g,并形成瀝青厚度均勻的薄膜,冷卻并稱其質量(m1),準確至1mg。2.2盛樣皿713.1.3將溫度計垂直懸掛于轉盤軸上,位于轉盤中心,水銀球在轉盤頂面上的6mm處,并將烘箱加熱并保持至163±1℃。3.2試驗步驟3.2.1將烘箱調整水平,使轉盤在水平面上以5.5±1r/min的速度旋轉,轉盤與水平面傾斜角度不大于3,溫度計位置距轉盤中心和邊緣距離相等。3.2.2在烘箱達到恒溫163℃后,將盛樣皿迅速放入烘箱內的轉盤上并關閉烘箱門和開動轉盤架;使烘箱內溫度回升至162℃時開始計時,連續5h并保持恒溫163±1℃。但從放置盛樣皿開始至試驗結束的總時間,不得超過5.25h。3.1.3將溫度計垂直懸掛于轉盤軸上,位于轉盤中心,水銀球在723.2.3加熱后取出盛樣皿,放入干燥器中冷卻至室溫后隨機取出分別稱其質量(m2),準確至1mg。注意,即使不進行質量損失測定的,亦應放入干燥器中冷卻,但不稱量,然后進行一下步驟。3.2.4將盛樣皿置一石棉網上,并連同放入163±1℃的烘箱中轉動15min;然后取出石棉網和盛樣皿,立即將殘留物樣品刮入一適當容器內,置于加熱爐上加熱并適當攪拌使充分融化達流動狀態。3.2.5將加熱試樣傾入針入度盛樣皿或延度、軟化點等試模內,并按規定方法進行針入度等各項薄膜加熱后殘留物的相應試驗。如在當日不能進行試驗時,試樣應在容器內冷卻后放置過夜,但全部試驗必須在加熱后72h內完成。3.2.3加熱后取出盛樣皿,放入干燥器中冷卻至室溫后隨機取出734、計算4.1瀝青薄膜試驗后質量損失計算,保留小數點一位(質量增加為正值,質量損失為負值)。4.2計算針入度比。4.3計算軟化點增值。4.4計算粘度比。4.5計算老化指數5、報告5.1質量損失,當兩個試樣皿的質量損失符合重復性試驗精度要求時,取其平均值作為試驗結果,準確至小數點后2位。5.2根據需要報告殘留物的針入度及針入度比、軟化點及軟化等增值、粘度及粘度比、老化指數、延度、脆點等各項性質的變化。4、計算746、精密度或允許差6.1當薄膜加熱后質量損失小于或等于0.4%時,重復性試驗的允許差為0.04%,復現性試驗的允許差為0.16%。6.2當薄膜加熱后質量損失大于0.4%,重復性試驗的允許差為平均值的8%,復現性試驗的允許差為平均值的40%。6.3殘留物針入度、軟化點、延度、粘度等性質試驗的精密度應符合相應的攝影方法的規定。6、精密度或允許差75(七’)瀝青的旋轉薄膜加熱試驗
(JTJ052-2000T0610-1993)1、目的與適用范圍本方法適用于道路石油瀝青旋轉薄膜加熱后的質量損失,并根據需要測定薄膜加熱后殘留物的針入度、粘度、軟化點、脆點及延度等性質的變化,以評定瀝青的耐老化性能。2、儀具與材料2.1.薄膜加熱烘箱(七’)瀝青的旋轉薄膜加熱試驗
(JTJ052-200076瀝青及瀝青混合料試驗培訓課件77瀝青及瀝青混合料試驗培訓課件78(八)瀝青的蒸發損失試驗
(GB11946-89)1、目的與適用范圍本方法適用于測定石油瀝青材料的蒸發損失,蒸發損失后的殘留物應進行針入度試驗,計算殘留物針入度占原試樣針入度的百分率,并根據需要測定瀝青殘留物的延度、軟化點等其它試驗,以評定瀝青受熱時性質的變化。2、儀具與材料2.1烘箱(基本同薄膜加熱試驗的要求)2.2盛樣皿(八)瀝青的蒸發損失試驗
(GB11946-89)1、目的與792.3溫度計2.4天平“:感量不大于1mg2.5其它:瀝青融化鍋、計時器等3、方法與步驟3.1準備工作3.1.1稱潔凈、干燥的盛樣皿的質量(m0),準確至1mg。3.1.2按規定的方法準備試樣,緩緩傾入兩個盛樣皿中,質量約為50±0.5g,冷卻至室溫后再稱試樣與盛樣皿合計質量(m1),準確至1mg。3.1.3將烘箱調成水平,使轉盤在水平面上旋轉;再將溫度計掛在轉盤上方,位于轉盤邊緣內側20mm,水銀球底部在轉盤面上6mm處;然后打開烘箱的上下氣孔,并加熱保持溫度163±1℃。2.3溫度計803.2試驗步驟3.2.1待溫度恒定后,將兩個已盛試樣的盛樣皿置于烘箱內,注意觀察溫度下降,從溫度回升到163℃時開始計時,連續保持5h,但全部時間不得超過5.25h。3.2.2加熱終了后取出盛樣皿,在不落入灰塵的條件下,在室溫下冷卻,稱取質量(m2),準確至1mg。3.2.3將盛樣皿置于加熱爐上徐徐加熱將瀝青融化,并用玻璃棒上下攪勻;并按規定的方法測定殘留物的針入度。3.2試驗步驟814、計算4.1質量損失4.2針入度比5、報告同一試樣平行試驗兩次,兩個盛樣皿的蒸發損失百分率之差符合重復性試驗的精密度要求時,取其平均值作為試驗結果,準確至小數點后兩位。6、精密度或允許差6.1當蒸發損失小于0.5%時,重復性試驗的允許差為0.10%,復現性試驗的允許差為0.20%。6.2當蒸發損失等于或大于0.5%時,重復性試驗的允許差為0.20%,復現性試驗的允許差為0.40%。6.3殘留物針入度試驗應符合相關要求。4、計算82第二部分瀝青混合料一、概述(一)瀝青混合料的定義瀝青混合料是指瀝青與礦料拌和而成的混合料總稱,根據剩余空隙率的大小可以分為瀝青碎石混合料(空隙率大于10%),瀝青混凝土混合料(空隙率小于10%)。瀝青混凝土是指由適當比例的粗集料、細集料、填料組成的符合規定級配的礦料,與瀝青拌和而制成的符合技術標準的瀝青混合料。第二部分瀝青混合料一、概述83(二)瀝青混合料的分類1、按膠結料的種類分:石油瀝青混合料、煤瀝青混合料2、按礦料的最大粒徑分:特粗式(37.5mm)、粗粒式(31.5mm或26.5mm)、中粒式(19.0mm或16.0mm)、細粒式(13.2mm或9.5mm)、砂粒式(4.75mm)。3、按瀝青混合料的密實程度分:密級配(空隙率3%~6%),半開級配(空隙率6%~12%)和開級配(空隙率>18%)。4、按施工溫度分:熱拌熱鋪瀝青混合料、常溫瀝青混合料、溫拌瀝青混合料。5、按礦料級配類型分:連續級配瀝青混合料、間斷級配瀝青混合料。(二)瀝青混合料的分類84熱拌瀝青混合料種類混合料類型密級配開級配半開級配公稱最大粒徑(mm)最大粒徑(mm)連續級配間斷級配間斷級配AMACATBSMAOGFCATPB特粗式-ATB-40--ATPB-40-37.553.0粗粒式-ATB-30--ATPB-30-31.537.5AC-25ATB-25--ATPB-25-26.531.5中粒式AC-20-SMA-20--AM-2019.026.5AC-16-SMA-16OGFC-16-AM-1616.019.0細粒式AC-13-SMA-13OGFC-13-AM-1313.216.0AC-10-SMA-10OGFC-10-AM-109.513.2砂粒式AC-5----AM-54.759.5設計空隙率(%)3~53~63~4>18>186~12熱拌瀝青混合料種類密級配開級配半開級配公稱最最大連續級配間斷85(三)瀝青混合料的基本性質1、瀝青混合料是一種粘-彈-塑性材料,因而它具有一定的高溫穩定性和低溫抗裂性。它不需要設置施工縫和伸縮縫,路面平整且有彈性,行車比較舒適。2、瀝青混合料路面有一定的粗糙度,雨天具有良好的抗滑性能。3、施工方便,速度快,不需要較長的養護期,能及時開放交通。4、瀝青混合料路面可分期改造和再生利用。此外也存在一定的問題:溫度敏感性和老化。(三)瀝青混合料的基本性質86(四)瀝青混合料的組成結構1、懸浮密實結構連續密級配的瀝青混合料,由于細集料的數量較多,粗集料被細集料擠開,因此粗集料以懸浮狀態存在于細集料之間。這種結構的瀝青混合料密實度較高,但穩定性較差。瀝青及瀝青混合料試驗培訓課件872、骨架空隙結構連續開級配的瀝青混合料,由于細集料的數量較少,粗集料之間不僅緊密相連,而且有較多的空隙。這種瀝青混合料內摩阻力起重要作用,瀝青混合料受瀝青的的影響較小,穩定性好。3、骨架密實結構間斷密級配的瀝青混合料,是上面兩種結構形式的有機組合,它既有一定數量的粗集料形成骨架結構,又有足夠的細集料填充到粗集料之間的空隙中去,因此,這種瀝青混合料的密實度、穩定性都較好。2、骨架空隙結構88瀝青及瀝青混合料試驗培訓課件89(五)瀝青混合料的強度理論瀝青路面產生破壞的主要原因是高溫季節抗剪強度不足和低溫抗變形能力過差而引起的。抗變形能力取決于瀝青材料本身,瀝青混合料的強度可以從抗剪強度來著手,一般通過三軸試驗來研究其抗剪強度,抗剪強度與瀝青混合料的內摩擦角φ和粘聚力C有關。(五)瀝青混合料的強度理論901、影響瀝青混合料內摩擦角的因素(1)礦質骨料對內摩擦角的影響礦料顆粒形狀、尺寸大小、表面粗糙程度等對內摩擦角有影響;礦料級配對內摩擦角有影響。(2)瀝青含量對內摩擦角的影響多內摩擦角小、少內摩擦角大。2、影響瀝青混合料粘聚力的因素(1)瀝青材料的粘結性對粘聚力有影響(2)礦料顆粒間的聯結形式對粘聚力的影響(3)瀝青用量存在最佳值1、影響瀝青混合料內摩擦角的因素91(六)瀝青混合料的技術性質
1、高溫穩定性瀝青混合料的高溫穩定性是指瀝青混合料在高溫情況下,承受外力不斷作用,抵抗永久變形的能力。高溫穩定性不足的表現形式:車轍、推移等。一般可以用馬歇爾穩定度、流值來反應瀝青混合料的高溫穩定性,也可以用瀝青混合料的動穩定度來表示:普通瀝青混合料不小于600~1000次/mm,改性瀝青不小于1800~2800次/mm。影響因素:瀝青用量、礦料級配、礦料的尺寸、形狀等(六)瀝青混合料的技術性質92瀝青及瀝青混合料試驗培訓課件93瀝青及瀝青混合料試驗培訓課件942、低溫抗裂性瀝青混合料隨著溫度的降低,變形能力下降,在荷載的作用下會產生裂縫,從而影響路面的使用。瀝青混合料的低溫裂縫是由瀝青混合料的低溫脆化、低溫縮裂和溫度疲勞引起的。混合料的低溫脆化是指其在低溫條件下,變形能力降低,可以通過小梁低溫彎曲試驗來確定。低溫縮裂通常是由于材料本身的抗拉強度不足而造成的,采用能量法進行評定。溫度疲勞,模擬溫度疲勞過程是非常復雜的,一般采用低頻疲勞試驗來代替。2、低溫抗裂性95瀝青及瀝青混合料試驗培訓課件96瀝青及瀝青混合料試驗培訓課件973、耐久性瀝青混合料的耐久性是指其在外界各種因素(如陽光、空氣、水、車輛荷載等)的長期作用下,仍能基本保持原有的性能。影響因素:瀝青與骨料的性質、瀝青的用量、瀝青混合料的壓實度與空隙率等。一般采用馬歇爾試驗(空隙率、飽和度、殘留穩定度)來評價其耐久性。3、耐久性98瀝青及瀝青混合料試驗培訓課件994、抗滑性應選用質地堅硬,具有棱角的碎石。路面摩擦系數和構造深度來評價瀝青混合料的抗滑性能。5、施工和易性影響因素:礦料級配、瀝青用量。4、抗滑性100瀝青及瀝青混合料試驗培訓課件101二、瀝青混合料試驗1、瀝青含量2、礦料級配3、馬歇爾穩定度試驗4、浸水馬歇爾試驗5、密度6、飽水率7、劈裂8、彎曲9、收縮系數二、瀝青混合料試驗1、瀝青含量102(一)瀝青混合料抽提試驗
(JTJ052-2000T0722-1993)瀝青混凝土路面具有很好的強度和使用性能,油石比的大小及級配組成是瀝青混凝土兩個主要控制指標,如果其中某一個不符合設計要求,將直接影響到瀝青混凝土路面的質量。油石比(Pa):瀝青混合料中瀝青質量礦料用量之比;瀝青用量(Pb):瀝青混合料中瀝青質量與混合料總質量之比級配:不同大小的礦料的顆粒組成(一)瀝青混合料抽提試驗
(JTJ052-2000T0103(一)瀝青混合料抽提試驗
(JTJ052-2000T0722-1993)級配組成通過篩分進行;油石比的試驗方法有很多種,目前常用的方法有離心分離法、回流式抽提法、射線法、脂肪抽提儀法、燃燒法等(一)瀝青混合料抽提試驗
(JTJ052-2000T01041、目的及適用范圍(1)本方法規定用離心分離法測定粘稠石油瀝青拌制的瀝青混合料中瀝青含量(油石比)的方法。(2)本方法適用于熱拌熱鋪瀝青混合料路面施工時的瀝青用量檢測,以評定拌和廠產品質量。此方法也適用于舊路調查時檢測瀝青混合料的瀝青用量,用此法抽提的瀝青溶液可用于回收瀝青,以評定瀝青的老化性質。1、目的及適用范圍1052、儀器與材料(1)離心抽提儀
(2)圓環形濾紙(3)回收瓶(4)壓力過濾裝置(5)量筒(6)電烘箱(7)三氯乙烯(8)天平:精度0.01g、1mg(9)碳酸銨飽和溶液(10)其它:小鏟、金屬盤、大燒杯等2、儀器與材料1063、方法與步驟準備工作(1)按規定方法取樣,在拌和廠從運料卡車取瀝青混合料試樣,放在金屬盤中適當拌和,待溫度稍下降后至100℃以下時,用大燒杯取混合料試樣質量1000~1500g左右(m)(粗粒式瀝青混合料用高限,細粒式用低限、中粒式用中限),準確至0.1g。(2)如果試樣為現場鉆孔取芯或切割法得到,應用電風扇吹風使其完全干燥,置微波爐或烘箱中適當加熱后成松散狀態取樣,但不得用錘擊以防止集料破碎。3、方法與步驟107燃燒爐燃燒爐108瀝青混合料自動抽提儀瀝青混合料自動抽提儀109試驗步驟(1)向裝有試樣的燒杯中注入三氯乙烯溶劑,將其浸沒,記錄溶劑用量,浸泡30min,用玻璃棒適當攪動混合料,使瀝青完全溶解。注:也可直接在分離器中浸泡。(2)將混合料和溶液倒入離心分離器,用少量溶劑將燒杯及玻璃棒上的粘附物全部洗入分離器中。(3)稱取潔凈的圓環形濾紙質量,準確至0.01g。注意,濾紙不宜多次反復使用,有破損者不能使用,有石粉粘附時應用毛刷清除干凈。(4)將濾紙墊在分離器邊緣上,加蓋緊固。在分離器出口處放上回收瓶,上口應注意密封,防止流出液成霧狀散失。試驗步驟110(5)開動離心機,轉速逐漸增至3000r/min,瀝青溶液通過排出孔注入回收瓶中,待流出停止后停機。(6)從上蓋的孔中加入新溶劑,數量相同,稍停3~5min,重復上述操作,如此數次直至流出的抽提液成清澈的淡黃色為止。(7)卸下上蓋,取下環形濾紙,在通風櫥或室內空氣中蒸發干燥,然后放入105±5℃烘箱中干燥,稱取質量,其增重部分(m2)為礦粉的一部分。(8)將容器中的集料仔細取出,在通風櫥或室內空氣中蒸發干燥,然后放入105±5℃烘箱中烘干(一般需4h),然后放入大干燥器中冷卻至室溫,稱取集料質量(m1)。(9)用壓力過濾器過濾回收瓶中的瀝青溶液由濾紙的增重m3得出泄露入濾液中礦粉,如無壓力過濾器時,也可用燃燒法測定。(5)開動離心機,轉速逐漸增至3000r/min,瀝青溶液通111(10)用燃燒法測定抽提液中礦粉質量的步驟如下:①將回收瓶中的抽提液倒入量筒,準確定量至mL(Va)。②充分攪勻抽提液,取出10mL(Vb)放入坩堝中,在熱浴上適當加熱使溶液試樣蒸發成暗黑色后,置高溫爐(500~600℃)中燒成殘渣,取出坩堝冷卻至室溫。③向坩堝中按每1g殘渣5mL的用量比例,注入碳酸銨飽和溶液,靜置1h,放入105±5℃烘箱中干燥。④取出放在干燥器中冷卻,稱取殘渣質量(m4)。(10)用燃燒法測定抽提液中礦粉質量的步驟如下:1124、計算(1)瀝青混合料中礦料的總質量ma=m1+m2+m3m1:容器中留下的礦料干質量m2:圓環形濾紙在試驗前后的質量增量m3:泄漏入抽提液中的礦粉質量(2)瀝青混合料中的瀝青含量或油石比(3)按集料篩分方法進行試驗并計算礦料的級配4、計算1135、報告同一瀝青混合料試樣至少平行試驗兩次,取平均值作為試驗結果,兩次試驗結果的差值應小于0.3%,當大于0.3%時,應補充平行試驗一次,以三次試驗的平均值作為試驗結果,三次試驗結果最大值與最小值之差不得大于0.5%。5、報告114(二)瀝青混合料馬歇爾試驗
(JTJ052-2000T0710-2000)1、目的與適用范圍1.1本方法適用于馬歇爾穩定度試驗和浸水馬歇爾試驗,以進行瀝青混合料的配合比設計或瀝青路面施工質量檢驗。浸水馬歇爾穩定度試驗(根據需要可進行真空保水馬歇爾試驗)供檢驗瀝青混合料受水損害是抵抗剝落的能力時使用,通過測試其水穩定性檢驗配合比設計的可行性。1.2本方法適用于按擊實法成型的標準馬歇爾圓柱體試件和大型馬歇爾圓柱體試件。(二)瀝青混合料馬歇爾試驗
(JTJ052-2000T1152、儀具與材料2.1馬歇爾穩定度試驗儀2.2恒溫水槽2.3真空飽水容器2.4烘箱2.5天平2.6溫度計2.7卡尺2.8棉紗、黃油等2、儀具與材料116瀝青及瀝青混合料試驗培訓課件1173、標準馬歇爾試驗方法3.準備工作3.1.1試件尺寸要求標準:直徑101.6±0.2mm,高度63.5±1.3mm大型:直徑152.4±0.2mm,高度95.3±2.5mm3.1.2用游標卡尺量測試件的高度,超出規定要求的一律作廢。3.1.3按規定的方法測定試件的密度、空隙率、瀝青體積百分率、瀝青飽和度、礦料間隙率等物理指標。3.1.4將恒溫水槽調節要求的試驗溫度,對粘稠石油瀝青或烘箱養生過的乳化瀝青混合料為60±1℃,對煤瀝青混合料為33.8±1℃,對在空氣中養生的乳化瀝青或液體瀝青混合料為25±1℃。3、標準馬歇爾試驗方法1183.2試驗步驟3.2.1將試件置于已達規定溫度的恒溫水槽中保溫,保溫時間對標準馬歇爾試件需30~40min,對大型馬歇爾試件需45~60min。試件之間應有間隔,底下應墊起,離容器底部不小于5cm.3.2.2將馬歇爾試驗儀的上下壓頭放入水槽或烘箱中達到同樣的溫度。將上下壓頭從水槽或烘箱中取出擦拭干凈內面。為使上下壓頭滑動自如,可在下壓頭的導棒上涂少量黃油,再將試件取出置于下壓頭上,蓋上上壓頭,然后裝在加載設備上。3.2.4當采用自動馬歇爾試驗儀時,將儀器的壓力傳感器、位移傳感器與計算機或X-Y記錄儀正確連接,調整好適當的放大比例,調整好計算機或X-Y記錄儀的零點。3.2試驗步驟1193.2.5當采用壓力環和流值計時,將流值計安裝在導棒上,使導向管輕輕地壓住上壓頭,同時將流值計讀數調零。調整壓力環百分表,對零。3.2.6啟動加載設備,使試件承受荷載,加載速度為50±5mm/min,計算機或X-Y記錄儀自動記錄傳感器壓力和試件變形曲線并將數據自動存入計算機。3.2.7當試驗荷載達到最大值的瞬間,取下流值計,同時讀取壓力環中百分表讀數及流值計的流值讀數。3.2.8從恒溫水槽中取出試件至測出最大荷載值得時間不得超過30s。3.2.5當采用壓力環和流值計時,將流值計安裝在導棒上,使導1204、浸水馬歇爾試驗浸水馬歇爾試驗方法與標準馬歇爾試驗方法的不同之處在于,試件在已達規定溫度恒溫水槽中的保溫時間為48h,其余均與標準馬歇爾試驗方法相同。5、真空馬歇爾試驗方法試件先放入真空干燥器中,關閉進水膠管,開動真空泵,使干燥器的真空度達到98.3kPa(750mmHg)以上維持15min,然后打開進水膠管靠負壓進入冷水流使試件全部浸入水中,浸水15min后恢復常壓,取出試件再放入已達規定溫度的恒溫水槽中保溫48h,其余與標準馬歇爾試驗方法相同。4、浸水馬歇爾試驗1216、計算6.1試件的穩定度和流值6.2試件的馬歇爾模數6.3試件的浸水殘留穩定度6.4試件的真空飽水殘留穩定度7、報告7.1當一組測定值中某個測定值與平均值之差大于標準差的k倍時,該測定值應予舍棄,并以其余測定值的平均值作為試驗結果。當試件數目n為3、4、5、6個時,k值分別為1.15、1.46、1.67、1.82。6、計算1227.2采用自動馬歇爾試驗時,試驗結果應附上荷載~變形曲線原件或自動打印結果,并報告馬歇爾穩定度、流值、馬歇爾模數,以及試件尺寸、試件的密度、空隙率、瀝青用量、瀝青體積百分率、瀝青飽和度、礦料間隙率等各項物理指標。7.2采用自動馬歇爾試驗時,試驗結果應附上荷載~變形曲線原件123(三)壓實瀝青混合料密度試驗
(JTJ052-2000T0705-2000)瀝青混合料試件成型方法:擊實法—馬歇爾試驗、劈裂試驗等靜壓法—抗壓強度試驗、抗壓模量試驗、三軸試驗、蠕變試驗等輪碾法—車轍試驗、彎曲試驗、收縮系數試驗等混合料密度測試方法:表干法——下面主要介紹水中重法—適用于幾乎不吸水的密實型瀝青混合料蠟封法—適用于吸水率大于2%的瀝青混凝土或瀝青碎石體積法—適用于測定空隙率較大的瀝青碎石混合料及較大空隙透水性開級配混合料(OGFC)等。(三)壓實瀝青混合料密度試驗
(JT青混合料拌和機瀝青混合料拌和機125馬歇爾擊實儀馬歇爾擊實儀126輪碾成型機輪碾成型機127表干法密度試驗1、目的與適用范圍1.1表干法適用于測定吸水率不大于2%的各種瀝青混合料試件,試件的毛體積相對密度或毛體積密度。1.2本方法所測定的毛體積密度適用于計算瀝青混合料試件的空隙率、礦料間隙率等各項體積指標。表干法密度試驗1282、儀具與材料2.1浸水電子天平2.2網籃2.3溢流水槽2.4試件懸吊裝置2.5秒表2.6毛巾2.7電風扇或烘箱2、儀具與材料1293、方法與步驟3.1選擇適宜的浸水天平或電子秤,最大稱量應不小于試件質量的1.25倍,且不大于試件質量的5倍。3.2除去試件表面浮動顆粒,稱取干燥試件空氣中質量(ma),根據選擇天平的感量讀數準確至0.1g、0.5g或5g。3.3掛上網籃,浸入溢流水槽中,調節水位,將天平調平或復零,把試件置于網籃中(注意不要晃動水)浸水中3~5min,稱取水中質量(mw)。若天平讀數持續變化,不能很快達到穩定,就說明試件吸水較嚴重,不適用于此法測定,應改為蠟封法測定。3、方法與步驟1303.4從水中取出試件,用潔凈柔軟的擰干濕毛巾輕輕擦去試件的表面水(不得吸走空隙內的水),稱取試件的表干質量(mf)。3.5對從路面上鉆取的非干燥試件可先稱取水中質量(mw),然后用電風扇將試件吹干至恒重(一般不少于12h,當不需要進行其他試驗時,也可用60±5℃烘箱烘干至恒重),再稱取空氣中質量(ma)。3.4從水中取出試件,用潔凈柔軟的擰干濕毛巾輕輕擦去試件的表1314、計算4.1計算試件的吸水率4.2試件的毛體積相對密度和毛體積密度4.3試件的空隙率4.4最大理論相對密度4.4.1按油石比計算4、計算1324.4.2按瀝青用量計算4.6礦料間隙率4.7飽和度瀝青及瀝青混合料試驗培訓課件133瀝青混合料最大理論密度測定儀瀝青混合料最大理論密度測定儀134密度與油石比關系曲線密度與油石比關系曲線135空隙率與油石比關系曲線空隙率與油石比關系曲線136穩定度與油石比關系曲線穩定度與油石比關系曲線137流值與油石比關系曲線流值與油石比關系曲線138確定最佳油石比確定最佳油石比139(四)瀝青混合料飽水率試驗
(JTJ052-2000T0717-1993)1、目的與適用范圍本方法適用于測定瀝青混合料的飽水率,它可用于瀝青拌和廠混合料質量控制、舊路調查及路面壓實瀝青混合料的質量評定,未經說明,試驗均在室溫條件下進行。2、儀具與材料2.1浸水天平(四)瀝青混合料飽水率試驗
(JTJ052-2000T1402.2真空干燥箱2.3壓力計、真空表2.4真空泵2.5水槽2.6其它:金屬盤、金屬容器、毛巾、秒表、電風扇等。3、試驗步驟3.1按擊實法成型馬歇爾試件,如采用現場鉆孔取芯應清理干凈并吹干,也可根據需要按其它方法成型試件。2.2真空干燥箱1413.2稱取試件空氣中質量(ma)。3.3將試件置于常溫水槽中,被水浸沒,并將盛有試件的水槽置于真空干燥箱內。3.4將真空干燥箱與真空泵、壓力計相連接,啟動真空泵使真空干燥箱中保持97.3~98.7kPa(730~740mmHg)的真空度下15min。3.5打開釋氣閥門使真空干燥箱恢復常壓狀態,并使試件在水中保持30min。3.6取出水槽,從水槽中取出試件,迅速用擰干的濕毛巾輕輕擦去表面多余的水分,稱取真空飽水后的表干試件質量(mf)。3.2稱取試件空氣中質量(ma)。1424、計算飽水率5、報告一種試樣至少平行試驗3個,取其平均值作為試驗結果。4、計算143(五)瀝青混合料彎曲試驗
(JTJ052-2000T0715-1993)1、目的與適用范圍1.1本方法適用于測定熱拌瀝青混合料在規定溫度和加載速度時彎曲破壞的力學性質。試驗溫度和加載速率根據有關規定和需要選用,如無特殊規定,采用的試驗溫度為15±0.5℃。當用于評價瀝青混合料低溫拉伸性能時,采用試驗溫度為-10±0.5℃,加載速率宜為50mm/min。采用不同的試驗溫度和加載速率時應予注明。(五)瀝青混合料彎曲試驗
(JTJ052-2000T01441.2本方法適用于由輪碾法成型后切制的長250±2.0mm,寬30±2.0mm,高35±2.0mm的棱柱體小梁,其跨徑為200±0.5mm,若采用其它尺寸時應予以說明。2、儀具與材料2.1萬能試驗機或其它加載設備2.2測量位移的傳感器和自動數據采集儀2.3環境箱(或恒溫水槽、低溫箱)2.4卡尺2.5秒表2.6溫度計2.7天平2.8其它1.2本方法適用于由輪碾法成型后切制的長250±2.0mm145MTS試驗機小梁試件MTS試驗機1463、方法與步驟3.1準備工作3.1.1輪碾成型并切割成規定尺寸的試件。3.1.2準確量測試件的尺寸,超出規定要求的一律作廢。3.1.3按前述方法測試試件的密度、空隙率等物理指標。3.1.4試件保溫。3.1.5加載速率等于或大于50mm/min時,試驗過程可不采用環境箱。3.1.6安裝彎曲夾具并確保支座間距為200±0.5mm。3、方法與步驟1473.2試驗步驟3.2.1從環境箱中取出試件立即安放在夾具上,并使試件的上下方向與成型時一致。3.2.2安裝荷載傳感器及位移傳感器并選擇量程。3.2.3將荷載傳感器及位移傳感器與數據采集儀連接。3.2.4按規定的速率進行加載直至試件破壞。3.2.5如試驗機無環境箱時,自試件從恒溫箱中取出至試驗結束的時間不得超過45s。3.2試驗步驟1484、計算4.1從數據文件中找出最大荷載及對應的撓度。4.2抗彎拉強度4.3最大彎拉應變4.3彎曲勁度模量4、計算1495、報告5.1當一組測定值中的某個數據與平均值之差大于標準差的k倍時,該測定值應予以舍棄,并以其余測定值的平均值作為試驗結果。當試驗數目n為3、4、5、6個時,k值分別為1.15、1.46、1.67、1.82。5.2試驗結果應注明試件尺寸、成型方法、試驗溫度及加載速率。5、報告150(六)瀝青混合料劈裂試驗
(JTJ052-2000T0716-1993)1、目的與適用范圍1.1本試驗方法適用于測定瀝青混合料在規定的溫度和加載速率時劈裂破壞或處于彈性階段時的力學性質,亦可供瀝青路面結構設計選擇瀝青混合料力學設計參數及評價瀝青混合料低溫抗裂性能時使用。試驗溫度與加載速率可由當地氣候條件根據試驗目的或規定選用,但試驗溫度不得高于30℃,如無特殊規定,宜采用試驗溫度為15±0.5℃,加載速率為50mm/min。當用于評價瀝青混合料低溫抗裂性能時,宜采用-10±0.5℃及加載速率1mm/min。用于凍融劈裂評價水穩定性時,試驗溫度為25℃。(六)瀝青混合料劈裂試驗
(JTJ052-2000T01511.2測定瀝青混合料的泊松比1.3圓柱體試件要求:1.3.1最大粒徑不超過26.5mm用標準擊實法成型馬歇爾試件直徑φ101.6±0.25mm,高63.5±1.3mm。1.3.2車轍板或路面鉆孔芯樣:直徑φ100±2mm或φ150±2.5mm,高度40±5mm。試驗溫度(℃)≤1015202530泊松比μ值0.250.300.350.400.451.2測定瀝青混合料的泊松比試驗溫度(℃)≤10152021522、儀具與材料2.1試驗機:可確保加載速率及試驗溫度滿足要求。2.2測力及位移的傳感器2.3數據采集系統2.4環境箱2.5壓條2.6劈裂夾具2.7其它:卡尺、天平等。2、儀具與材料1533、方法與步驟3.1準備工作3.1.1按規定方法成型試件3.1.2量測試件的高度及直徑3.1.3測試試件的空隙率等物理指標3.1.4調整環境箱并將試件按規定溫度保溫3.1.5檢查試驗機環境箱及加載速率3、方法與步驟1543.2試驗步驟3.2.1取出試件,迅速安裝至夾具上,上下壓條應居中、平行。3.2.2安裝水平及垂直位移傳感器3.2.3將數據采集儀與力、位移傳感器連接3.2.4調整試驗機與壓頭接觸并調整數據采集儀的零點位置。3.2.5開動機器及數據采集儀,以規定的速率加載至試件破壞。當試驗機無環境箱時,取出試件至試驗結束的時間不得超過45s。3.2試驗步驟1554、計算4.1由數據采集儀得到的最大荷載及與最大荷載對應的水平變形、垂直變形計算4.1.1直徑100±2mm,壓條寬度12.7mm時:4.1.2直徑150±2.5mm,壓條寬度19.0mm時:4.1.3泊松比4.1.4拉伸應變4.1.5勁度模量4、計算156垂直變形與水平變形之比當僅測量垂直變形是水平變形XT為垂直變形與水平變形之比1575、報告5.1當一組測定值中的某個數據與平均值之差大于標準差的k倍時,該測定值應予以舍棄,并以其余測定值的平均值作為試驗結果。當試驗數目n為3、4、5、6個時,k值分別為1.15、1.46、1.67、1.82。5.2試驗結果均應注明試件尺寸、成型方法、試驗溫度、加載速率即采用的泊松比。5、報告158(七)瀝青混合料線收縮系數試驗
(JTJ052-2000T0720-1993)1、目的與適用范圍1.1本方法適用于測定瀝青混合料的線收縮系數。1.2試件應從車轍板上切割而成,試件長度為200±2.0mm,寬20±1.0mm,高20±1.0mm。溫度區間及降溫速率根據當地氣候條件決定,通常采用的降溫區間為+10~-20℃,降溫速率為5℃/h。(七)瀝青混合料線收縮系數試驗
(JT儀具與材料2.1收縮儀2.2高低溫循環水槽2.3金屬測頭2.4冷媒:1:1甲醇水溶液2.5溫度計2.6卡尺2.7其它:天平等2、儀具與材料1603、方法與步驟3.1準備工作3.1.1按規定的方法成型并切割成規定尺寸的試件,每組不少于3個。3.1.2準確測量試件的尺寸。3.1.3按規定的方法測定試件的密度、空隙率等物理指標。3.2試驗步驟3.2.1粘貼金屬測頭,并使其在中軸線上切端部與軸線垂直。3、方法與步驟1613.2.2在恒溫水槽內注入甲醇水溶液作為冷媒,深度應在試件上方20mm以上,并將水槽溫度控制至試驗開始溫度(+10℃)保溫。3.2.3將玻璃板及試件(3個)移置恒溫水槽中,玻璃板的架空高度距底面不少于30mm,各試件之間的距離不少于10mm。在整個試驗過程中,試件的上下位置不得顛倒。在開始試驗溫度的水槽中保溫30min。3.2.2在恒溫水槽內注入甲醇水溶液作為冷媒,深度應在試件上1623.2.4恒溫后,將試件迅速從水槽中取出,置于測量裝置上讀取千分表的讀數(L0)作為收縮零點,準確至0.001mm。然后迅速將試件放回甲醇溶液中,整個讀數過程不得超過5s,否則再保溫10min后讀數。3.2.5將試件放回水槽中原來位置,3個試件全部測量完后,水槽開始降溫,降溫速度為5℃/h(或其它規定降溫速度),直至預定的溫度-20℃,停止降溫,并在此條件下保溫30min。重復3.2.4操作讀取最終讀數Le,準確至0.001mm。3.2.4恒溫后,將試件迅速從水槽中取出,置于測量裝置上讀取1633.2.6為測定不同溫度區間的收縮系數,可每降溫10℃,并恒溫30min后按3.2.4的方法測定各降溫區間的試件長度,再繼續降溫。4、計算4.1平均收縮應變4.2平均收縮系數3.2.6為測定不同溫度區間的收縮系數,可每降溫10℃,并1645、報告同一瀝青混合料,至少平行試驗3個試件,當測定結果最大值與最小值之差不超過平均值的20%時,取其平均值作為試驗結果。5、報告165謝謝!2007年11月瀝青及瀝青混合料試驗培訓課件166瀝青及瀝青混合料試驗東南大學交通學院趙永利瀝青及瀝青混合料試驗東南大學交通學院167內容第一部分瀝青一、石油瀝青的生產工藝概述。二、石油瀝青的組成和結構三、瀝青的常規試驗:1、針入度2、延度3、軟化點4、閃點5、燃點6、溶解度7、脆點8、薄膜加熱9、蒸發損失。第二部分瀝青混合料一、概述。二、瀝青混合料試驗:1、瀝青含量2、礦料級配3、馬歇爾穩定度試驗4、浸水馬歇爾試驗5、密度6、飽水率7、劈裂8、彎曲9、收縮系數內容第一部分瀝青168第一部分瀝青一、石油瀝青的生產工藝概述石油瀝青的性質不僅與產源有關,而且與制造瀝青的石油的基屬及生產工藝有關。石油瀝青可以分為:石蠟基瀝青、中間基瀝青、環烷基瀝青。1、蒸餾法與氧化瀝青相比,溫度穩定性和氣候穩定性較差。2、氧化法氧化瀝青的分子量大,針入度減小,延度降低,軟化點升高。3、溶劑法高溫穩定性和低溫抗裂性均較好。第一部分瀝青一、石油瀝青的生產工藝概述169二、石油瀝青的組成和結構(一)石油瀝青的化學組成和結構石油瀝青由多種極其復雜的碳氫化合物和這些碳氫化合物的非金屬衍生物所組成的混合物。它的通式可以寫為CnH2n+aObScNd,化學組成元素主要是碳(80%~87%),氫(10%~15%),其次是非烴元素如:氧、硫、氮(小于5%),此外還含有一些其他金屬:鎳、釩、鐵、鉛等。到目前為止,并沒有找到元素組成與路用性能間的直接關系。二、石油瀝青的組成和結構170(二)石油瀝青的化學組成1、化學組分化學組分分析就是將瀝青分離成幾個化學性質相近,而且與路用性能有一定聯系的的組,這些組就稱“組分”。2、組分分析方法(1)溶劑法可以將瀝青分為:油分、樹脂和瀝青質三組分。(2)色譜分析法可以將瀝青分為:飽和分、芳香分、膠質和瀝青質四組分。(二)石油瀝青的化學組成1713、組分對瀝青性質的影響瀝青質和膠質的含量高其針入度值小(稠度較高),軟化點高;飽和分含量高,其針入度值較大(稠度較低),軟化點較低;芳香分含量對針入度、軟化點無影響,但極性芳香分含量高對其粘附性有利;膠質對其延度有利。3、組分對瀝青性質的影響172(三)石油瀝青的膠體結構1、膠
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