沥青及沥青混合料试验.doc

第二部分 沥青及沥青混合料试验沥青的取样方法应满足检查沥青产品质量而采集有代表性样品。取样数量：粘稠或固体沥青不少于1.5kg，液体沥青不少于1L，沥青乳液不小于4L。取样仪器主要有：盛样器、沥青取样器。沥青试样在试验前应按一定方法制备，下面介绍沥青试样准备方法。1、仪器与材料（1）烘箱：200，带温度调节器。（2）加热炉具：电炉或其它燃气炉。（3）石棉垫：不小于炉具上面积。（4）滤筛：筛孔孔径0.6mm。（5）沥青盛样器具：金属锅或瓷坩埚。（6）乳化剂。（7）烧杯：1000ml。（8）温度计：0100及200，分度0.1。（9）天平：称量2000g，感量不大于1g；称量100g，感量不大于0.1g。（10）其它：玻璃棒、溶剂、洗油、棉纱等。2、热沥青试样制备（1）将装有试样的盛样器带盖放入恒温烘箱中，烘箱温度80，加热至沥青全部溶化。（2）将盛样器在炉具上加热，时间不超过30min，搅拌，温度不超过100条件下，脱水至无泡沫为止。最后的加热温度不超过软化点以上100(石油沥青)或50（煤沥青）。（3）将盛样器中的沥青通过0.6mm的滤筛过筛，分装入擦试干净并经干燥的一个或数个沥青盛样皿中，数量应略有富余。（4）将准备好的沥青一次灌入各项试验的模具中。沥青试样的制备方法适用于粘稠道路石油沥青、煤沥青等需要加热后才能进行试验的沥青试样，按此法准备后立即在试验室进行各项试验。试验一 沥青针入度试验沥青的针入度是在规定的温度和时间内，附加一定重量的标准针垂直贯入试样的深度，以0.1mm表示，它用来测定沥青的粘滞度。一、试验目的1、测定道路石油沥青、液体石油沥青蒸馏和乳化沥青蒸发后残留物的针入度。2、做为划分沥青牌号的指标之一。二、主要仪器设备1、针入度仪：普通型或数显型。由主机及标准针、针连杆、盛样皿等组成。盛样皿分55h35及70h45等。2、恒温水浴。3、平底玻璃保温皿。4、温度计：050，分度0.1.5、盛样皿盖：平板玻璃。6、其它：电炉、石棉网、金属锅、瓷坩埚等。三、试验步骤1、准备工作：将试样注入盛样皿中，高度应超过预计针入度10mm，盖上盛样皿，在1530室温冷却11.5h（小盛样皿）或1.52h（大盛样皿），移入规定试验温度的恒温水浴中11.5h（小盛样皿）或1.52h（大盛样皿）。调整针入度仪水平。将标准针插入针连杆，并固定拧紧，加上附加砝码。非经注明：试验温度为25，针、针连杆、附加砝码合重1000.5g。2、平底保温皿放于仪器工作台上，并放入三脚架，加入温度高于25的清水，试样表面上水层深度不小于100mm。3、打开电源开关，使时间选择在5s档。4、调整针与沥青试件表面接触。5、记下针入度初读数，按一下启动键，仪器工作使针落下，待5s后稳定，读取数据为终读数，针入度为终读数减初读数。6、若采用手动方法：前面14步相同，记下初读数。开动秒表，待正指5s时，按下释放按钮，标准针及针连杆垂直自动穿入试样。至秒表正指10s时，放松按钮，针被锁住，记取位移传感器读数为终读数：试样针入度=终读数初读数7、同一试样平行试验至少3次，穿入点及试样皿边缘的距离都不得小于10mm。四、试验结果各次试验的平均值即为试样结果。但应满足下列条件：各次实验结果的最大值与最小值之差，不超过下列规定：针入度数 允许差值（0.1mm）049 250149 4150249 6 250350 10 350 14试验二 沥青延度一、试验目的沥青的延度是规定形状的试样在规定温度下，以一定速度受拉伸至断开时的长度，以cm表示，它主要表征沥青的塑性。试验温度25或15，拉伸速度50.25cm/min。本方法适用于测道路石油沥青、液体石油沥青蒸馏残留物或乳化沥青蒸发残留物等材料的延度。二、试验仪器设备1、延度仪：主机、8字钢模、试模底板等组成。2、恒温水浴。3、温度计。4、甘油滑石粉隔离剂（质量比2：1）。5、平刮刀、石棉网、酒精、食盐等。三、试验步骤1、准备工作将隔离剂拌合均匀，涂于玻璃板上和侧模的内侧面，并将试模在玻璃板或金属板上拼妥。将脱水的试样加热、过筛，将试样自试模的一端至另一端往返数次，缓缓注入模中，略高出试模。试样在室温下冷却30min后，再置于规定试验温度的水中30min，和刮刀刮去高出部分，自中间刮向两端且表面平滑。将试模连用底板再浸入规定试验温度的水槽中11.5h。检查试验仪器、校平。2、在仪器水槽内通入25左右的水至槽左端刻线。3、将电接点温度计指标转到25，插入水中，水银头与沥青试样同高，沥青试样连同底板一同置于水槽中，取下玻璃板，将试模两端孔分别套在滑板及槽端固定板的金属柱上，并取下侧模，水面至试件应不小于25mm。4、拉出手柄4置空档，移动变速箱6，将装满试样的试模放置在仪器延伸的圆柱销内，推入手柄4使齿轮啮合，仪器进入工作位置。5、接通电源，打开左边船形开关，仪器自动计入试样的延伸度；依次做第二、第三个试样，仪器最后将显示三个试样延伸度的平均值。以上为自动数显控温延度仪器操作步骤。工作结束后，关上电源，取出试模，拉出手柄4至空档，将变速箱6推回。取下橡皮管将槽内水放尽，将仪器擦净，各传动部位和齿条加入适当机油防锈蚀。将仪器罩住防尘。7、普通型延度仪测定原理相同，其操作方法不同，见仪器说明书即可。四、试验结果同一试样，平等试验不少于3个。若三个测定值均大于100cm则记为延伸度100cm；若有1个以上测定值100cm亦记作100cm；若最大值或最小值与平均值之差不符合重复试验精度要求，试验应重新进行。精密度或允许差：当试验结果小于100cm时，重复性试验精度的允许差为平均值的20%；再现性试验精度的允许差为平均值的30%。试验三 沥青软化点试验（环球法）一、试验目的沥青的软化点是测定沥青温度敏感性的指标。是试样在规定尺寸的金属环内，上置规定尺寸和重量的钢球，放于水（或甘油）中，以50.5/min的速度升温加速，至钢球下沉达规定距离（254mm）时的温度，以表示。本方法用于测定道路石油沥青、煤沥青、液体石油沥青和乳化沥青蒸发后残留物等材料的软化点。二、试验仪具与材料1、沥青软化点测定仪：普通型、数显型（SLR-3）等。钢球9.53mm、3.50.05g；试样环、定位环、烧杯等。2、底板：金属板（表面粗糙度达Ra0.8um）或玻璃板。3、试样制备器具：电炉、锅、石棉网、隔离剂（2份甘油1份滑石粉），刮刀等。三、试验步骤1、准备工作（1）沥青试样制备同前。将沥青试样注入试样环内至略高出环面为止，试样应放在涂有隔离剂的底板上。若估计软化点高于120，则试样环和试样底板（金属板）均应预热至80100。（2）试样室温冷却30min后，用热刮刀刮平试样环环面。2、将装有试料的试样环，放置在环架中层孔板的中心孔插入，并套上钢球定位环。然后将感温探头从上层板的中心孔插入，使其感温探头底端与铜环下面齐平。根据软化点不同，需将上述安置的环架及钢球置于50.5的水中（软化点在80以下）或321甘油中（软化点80以上）15分钟。3、烧杯内注入50.5的蒸馏水（软化点80以下）或321甘油（软化点80以上），然后放入环架，经15min后，取出环架放入钢球，复将环架置于烧杯内，并将液面至标记线，保持水温或甘油温度。4、将烧杯置于工作台上，使烧杯内水温或甘油温度在3min内调节至维持50.5/min的速度升温，自始至终保持温度上升速度不超出此数值。环架任何部分不得附有气泡。5、当钢球下沉至与下层板面接触时的温度即为该沥青试样的软化点。6、数显型仪器操作：插上电源，接通开关，温度指示显示环境温度，时间显示秒，开始加热时，按一下启动按钮，时间显示部分开始计时，此时应调整速旋钮能使搅拌转子自由转动即可，并调整加热旋钮，细心观察对应的每分钟升高的温度（50.5）情况，可调节旋钮控制。7、普通型试验方法原理与上述相同，只是加热不能数显控制。四、试验结果同一试样平行试验两次，取其平均值作为该沥青试样的软化点，但差值应符合：软化点在80以下者 1 再现性试验4软化点在80以上者 2 再现性试验8附沥青针入度、延度、软化点试验记录表。试验四 沥青标准粘度试验（道路沥青标准粘度计法）一、试验目的沥青标准粘度是测定液体石油沥青、煤沥青、乳化沥青等材料流动状态时的粘度的指标。本法测定的粘度应注明温度及流孔孔径，以CTd表示。沥青的标准粘度是试样的规定温度下，自道路沥青标准粘度计规定直径的流孔流出50ml所需的时间，以s计。二、仪具与材料1、道路沥青标准粘度计：电热控温型。2、秒表：分度0.1s。3、循环恒温水浴（电控型可不用）。4、肥皂水或矿物油。三、试验步骤1、准备工作：按沥青试样制备方法做试样，根据沥青材料种类和稠度，选择需要流孔孔径的盛样管，调整水温为试样温度0.1。2、将试样加热比试样温度高23（如室温较高则应冷却）时注入盛样管，其数量以液面大球塞杆垂直时杆上标记为准。3、试样在水浴中保温（试验温度）至少30min，用温度计轻轻搅拌，测量试样温度为试验温度0.1，调整液面至球塞杆标记处，再继续保温13min。4、将流孔下蒸发皿移去，放接受瓶或量筒，使其中心对准流孔。接受瓶或量筒可预先注入肥皂水或矿物油25ml，以利洗涤及读数准确。5、提起球塞，借标记悬挂在试样管边上，待试样流入接受瓶或量筒达25ml （量筒刻度50ml）时，按动秒表，待试样流出75ml（刻度100ml）时按停秒表。6、记取试样流出50ml所经过的时间，以S计，即为试样粘度。四、试验结果同一试样至少平行试验两次，当两次试验差值不大于平均值4%时，取其平均值的整数作为试验结果。附试验记录表沥 青 针 入 度 记 录 表试验温度25；时间5S次数项目第一次第二次第三次备注初读数终读数针入度平均值及校核试验_复核_日期_沥 青 延 度 记 录 表试验温度 ；延伸速度 cm/min试件1（cm）试件2（cm）试件3（cm）平均值（cm）准确度校核：试验_复核_日期_沥 青 软 化 点 记 录 表室内温度 ； 开始加热时间：试样编号试样种类液体温度浇杯内液体各分钟末温度软化点123456789101112131415精密度校核：试验_复核_日期_沥 青 粘 度 记 录 表试样编号试样名称试验次数沥字第 号试样来源初拟用途流孔直径d(mm)恒温水浴中溶液温度TO（）试样温度T（）量杯中肥皂水数量V（ml）试样流出50ml所需时间CT,d,s12试验结果与精度校核：试验_复核_日期_试验五 沥青混合料试件制作方法（击实法）一、目的与适用范围1、本方法规定了用标准击实法制作沥青混合料试件，以供试验室进行沥青混合料的物理力学试验，如马歇尔试验、间接抗拉试验（劈裂法）等所适用的101.6mm63.5mm圆柱体试件的成型。2、沥青混合料试件制作时的矿料规格及试件数量应符合如下规定：（1）试验室人工配制沥青混合料：试件直径大于最大集料粒径4倍，高度大于最大集料粒径11.5倍。对101.6mm试件：集料最大粒径26.5mm（园孔筛30mm），大于26.5mm(或30mm)的粗粒式混合料中集料用等量的13.226.5mm（或30mm园孔筛）集料代替。一组试件数量至少3个，必要时可增至56个。（2）拌合厂及施工现场采样作101.6mm试件：（采集沥青混合料成品试样）当最大集料粒径26.5mm（或30mm）时，可直接取样（直接法），一组试件数量通常为3个。当最大集料粒径26.5mm（或30mm），但31.5mm（园孔筛40mm），宜将26.5mm（或30mm）的集料筛除后使用（过筛法），一组试件3个。若用直接法，试件数量增至6个。当集料最大粒径31.5mm（或40mm）时，必须采用过筛法，试件数量为3个。3、击实试验关应参照有关方法进行沥青混合料组成的初步设计，应参见沥青路面施工及验收规范（GB50092-96）及有关集料试验规程。用计算法或图解法确定配合比的各种材料数量。二、试验仪器设备1、击实仪与标准击实台：如数控马歇尔击实仪将其合并组成（HMD-1型）。2、沥青混合料拌和机：如HZB-3型沥青混合料自动拌和机。3、脱模器：电动或手动，如DTM-2型电动脱模机。4、烘箱：大、小各一台。5、天平或电子秤：称量矿料感量0.5g，称沥青0.1g。6、沥青运动粘度测定设备：毛细管粘度计或塞波特重油粘度计。7、插刀或大螺丝刀。8、温度计：分度值1，测沥青混合料宜用金属杆温度计。9、其它：沥青制备仪具、拌和铲、标准筛、滤纸（或普通纸），胶布、卡尺、秒表、粉笔、棉纱等。三、试验步骤1、准备工作（1）测定沥青运动粘度，绘制粘温曲线（参见JTJ052-2000之T0619）确定拌合温度和压实温度。（2）缺乏运动粘度测定条件时，也可由下表选用，并做适当调整，一般取中值，针入度小、稠度大的沥青取高限，反之取下限。沥青种类拌和温度压实温度石油沥青130160110130煤沥青9012080110（3）常温沥青混合料的拌和及压实在常温下进行。（4）在拌和厂或施工现场采集沥青混合料试样时，将试样置于铁锅中，再将铁锅置于加热的砂浴上保温，测定温度使其符合上表要求即可使用。（5）试验室人工配制沥青混合料，应进行材料准备。将各种规格矿料置1055的烘箱中烘干至恒重（一般46h）；按规定试验方法测定不同粒径粗、细集料及矿粉的密度，测定沥青的密度。将烘干的粗细集料，按每个试件设计级配成分要求称其质量，在金属盘中拌和均匀，矿粉单独加热，置烘箱中预热至沥青拌和温度以上15（石油沥青通常163）备用，一般一组试件3-6个。沥青混合料配合比设计宜一个个分别备料。常温沥青混合料不加热。沥青试样用油浴，电热套或恒温烘箱溶化加热至拌和温度备用，但不得超过175。不得已采用电炉或燃气炉时，必须用石棉网隔开。用沾有少许黄油的棉纱擦净试模、套筒及击实座等，置100左右烘箱中加热1h备用，常温试验不加热。2、拌制沥青混合料粘稠沥青或煤沥青（1）将沥青混合料搅拌机预热至拌和温度以上10左右备用。（对试验室研究或采用机械拌和施工的工程，不得用人工炒拌法制备试件）。（2）将每个试件预热的粗细集料置于拌和机中，小铲适当混合，然后加入需要数量的已加热至拌和温度的沥青，开动拌和机拌和11.5min，然后暂停，加入单独加热的矿粉，继续拌和至均匀为止，使沥青混合料保持在要求的拌和范围内。标准的总拌和时间3min。3、液体石油沥青的混合：拌和机温度55100，矿料与要求数量的沥青先后加入，拌和机再边拌和边加热，拌和时间应由试拌确定。4、试件成型：（1）称取拌和好的混合料（均匀分三份），每个试件约1200g。（2）从烘箱中取出预热的试模和套筒，将试模装在底座上，按四分法用小铲将混合料铲入试模中，用插刀或大螺丝刀沿周边插捣15次，中间10次，之后将混合料表面整平成凸园弧面。（3）插入温度计检查温度应符合压实温度。（4）将试模连同底座置于击实台上固定，试模上放一滤纸，再将压实头插入试模中，然后开启马达按规定的击实次数击实（75次，50次或35次）。击实仪应预先调试后使用。5、击实一面后，取下套筒，将试模掉头，装上套筒，用同样的方法和次数击实另一面。乳化沥青试件需养生后再次两面击实各25次。6、试件击实结束后，用长尺量取度件离试模上面高度并由此次计算试件高度（试模101.687.0mm），如高度不符合要求63.51.3mm，试件应作废，并按下式调整试件的混合料数量：调整后混合料数量=原用混合料数量g/所得试件高度（mm）63.5g7、重复上述步骤，进行其余试件击实。8、试件结束击实后处理缺去套筒和底座，将装有试件的试模横向放置至室温，置脱模机上脱去试件。将试件仔细放置于干燥洁净的平面上，在室温下静置过夜（12h）供试验用。四、试验结果本试验是为沥青混合料物理力学试验提供符合要求和足够数量的试件。本试验用到的主要设备如：沥青混合料拌和机、马歇尔击实仪、电动脱模机等详细操作规程及使用方法见设备说明书，注意必须按设计说明书操作使用方法操作机器。本试验材料准备由矿料计算所得配比并符合有关组成要求，并得到矿料与沥青的组成比例按此表汇总：材料名称粗集料中集料细集料矿粉沥青外加用量（质量%）试验六 压实沥青混合料试件的密度试验方法根据不同的沥青混合料类型，测定压实沥青混合料试件密度方法不同，主要有：1、水中重法：适用于测密实的I型沥青混凝土。2、表干法：适用于表面较粗但较密实的I型或型混凝土试件，吸水率2%的I或型沥青混凝土试件以及沥青碎石混合料试件。4、体积法：仅适用于空隙率较大的沥青碎石混合料及大空隙透水性开级配沥青混合料试件。以下主要介绍水中重法和蜡封法试验方法一、试验目的用水中重法测定沥青混合料密度（常温干燥条件下单位体积的质量以t/m3或g/m3计），并根据沥青混合料配合比及沥青用量计算理论密度、空隙率、沥青体积百分率、沥青饱和度、矿料间隙率等物理指标。二、仪具与材料1、浸水天平或电子秤：应有测水中重的挂钩，称量3kg以下时，感量=0.1g，称量3kg以上时，感量=0.5g，称量10kg以上时，感量=5g。2、网蓝。3、溢流水箱。4、试件悬吊装置5、秒表。6、电风扇或烘箱。三、实验方法与步骤1、选择浸水天平或电子称，最大称量应大于试拌质量1.25倍，且不大于5倍。2、除去试件表面浮料，称取干燥试件的空中质量ma，根据天平感量读数准确至0.1g、0.5g、5g。3、挂上网蓝，浸入溢流水箱的水中，调节水位，将天平调平或复零，把试件置于网篮中，浸水约1min，称取水中质量mW。4、从路上钻取的非干燥试件，可先称水中质量mW，再吹干12h以上或1055烘箱中烘至恒重，再称空中质量ma。四、计算方法1、密实的沥青混合料试件的视密度（取三位小数）式中：干燥试件的空气中质量g； 试件水中质量g； 常温水的密度，取1g/cm32、计算试件的理论密度（试件全部为集料或沥青时的密度，g/cm3）取三位小数或式中：各种矿料的配合比，矿料总和为=100； ：各种矿料的配合比，矿料与沥青总和+=100； r1rn：各种矿料与水的相对密度； ：理论密度g/cm3;：沥青与矿料的质量比即油石比；：沥青含量即沥青质量占沥青混合料总质量的百分率。3、试件空隙率：取一位小数（即矿料及沥青以外的空隙占总体积百分比）。VV=4、沥青体积百分率：取一位小数（即沥青部分体积占试件面积体积百分率）。VA=或VA=5、试件的矿料间隙率，取一位小数。（矿料部分以外空隙占试件总体积百分率）。VMA=VA+VV6、试件的沥青饱和度，取一位小数。（沥青体积占矿料以外空隙的百分率）。VFA=VA/（VA+VV）100%报告中应注明沥青混合料的类型及采用的测定密度的方法。五、蜡封法与其它方法介绍（一）蜡封法1、仪具材料：与水中重法相同外，增加石蜡，冰箱，滑石粉，铁块及加热炉具等。2、实验步骤：称ma方法同前，试件应在冰箱中冷却30min(45)，且将石蜡溶化，将试件浸于石蜡中进行封蜡，称其空气中质量mP，再称封蜡水中重mC。3、计算蜡封法试件的毛体积密度：式中：试件空气中质量g； 封蜡试件空中质量g； 封蜡试件水中质量g；试件水中质量g；石蜡密度g/cm3；常温水的密度，取1g/cm3。其测定方法可按下顺序进行，取一铁块或重物称其质量mg，测定重物水中重mg，干燥后封蜡测其空中质量md及水中质量md，则：=（md-mg）/(md-mg)-(md-mg)4、其它指标计算同水中重法中的计算相同。（二）表干法表干法类似于水中重法，不同之处在于要测定吸水率，且2%，吸水率（取1位小数）按下式计算：Sa=(mf-ma)/(mf-mw)式中：ma、mw同前；mf即水中取出试件用拧干的湿毛巾擦去表面的水称取的质量。试件表干法测得的密度按下列计算：（30KN，位移10mm时自动停机），并将所测得的最大稳定度和流值显示在各自的显示屏上。接“下降”（停机）键，平台开始下降，直到复位至下限位时停止，以备测试下一个试件，按“复位”键显示屏归零。4、试验全部做完后，即关机，切断电源后将仪器擦拭干净。从恒温水浴中取出试件到测定最大荷载值的时间不应超过30s。四、浸水马歇尔试验试件在规定温度的恒温水浴中保温时间为48h，其余与标准马歇尔试验方法相同。五、试验结果1、试件的稳定度与流值试验测得的最大荷载（KN）即为试件稳定度，应力环与百分表测定时，应用应力环表定曲线将百分表读数换算成荷载值即为稳定度（MS）以KN计。由流值计或位移传感器测定装置读取的试件垂直变形，即为试件流值（FL），以0.1mm计。2、试件马歇尔模数TT=（MS10）/FL式中符号意义同前。3、试件的浸水残流稳定度MSMS。= MS1/ MS100式中：MS1试件浸水48h后的稳定度4、精度与误差当一组测定值某个数据与平均值之差大于标准差的K倍时，该测定值应舍弃，以其余测定值的平均值作为试验结果。当试验数目N为3、4、5、6个时，K值分别为1.15、1.46、1.67、1.82。5、试验结果用于配合比设计或施工质量检验应报告马是歇尔稳定度、流值、马歇尔模数以及试件尺寸、试件密度、空隙率、沥青用量、沥青体积百分率、沥青饱和度、矿料间隙率等各项物理指标，并根据这些指标，参照沥青路面施工及验收规范（GB50092-96）的方法进行曲线绘制，确定最佳沥青用量。试验八 沥青路面芯样马歇尔试验一、试验目的本方法测定从沥青路面钻取的沥青混合料芯样进行马歇尔试验，用于评定沥青路面施工质量是否符合设计要求，也适用于路况调查。试件高度3080mm，芯样直径100102mm。二、仪器与材料与试验七相同。三、试验步骤1、接现行路面芯样钻取方法取样。2、适当清扫芯样、锯平、磨平。3、按本指导书试验六沥青混合料试件的密度试验及空隙率等物理指标计算方法，测定试件的密度、空隙率等各项物理指标。4、用长尺测定试件的直径，符合100102mm。5、测定试件高度，精确至0.1mm。6、按试验七方法测定试件稳定度，乘以下列高度修正系数K得到试验稳定度MS：MS=测定稳定度K其余与试验七相同。若现场取样缺乏沥青用量、矿料配合比及各种材料的密度时，可按沥青及沥青混合料试验规程测定沥青混合料的最大密度，取代理论密度，供计算其它指标用。试件高度（cm）修正系数K试件高度（cm）修正系数K2.472.615.565.005.151.472.622.775.005.165.311.392.782.934.555.325.461.322.943.094.175.475.621.253.103.253.855.635.801.193.263.403.575.815.941.143.413.563.335.956.101.093.573.723.036.116.261.043.763.882.786.276.4413.894.042.506.456.600.964.054.22.276.616.730.934.214.362.086.746.890.894.374.511.926.907.060.864.524.671.797.077.210.834.684.871.677.227.370.814.884.991.567.387.540.787.557.690.76