瀝青材料試驗PPT課件

1、瀝青材料試驗瀝青材料試驗土建學院綜合實驗中心土建學院綜合實驗中心道路綜合實驗道路綜合實驗教學實驗教學實驗一、實一、實 驗驗 目目 的的1.通過瀝青三大指標實驗，熟知瀝青的條件溫度、條件粘度及 瀝青材料的感溫性。2.掌握瀝青三大指標的測定方法和瀝青標號的劃分。3.熟悉瀝青材料的主要技術(shù)性質(zhì)和技術(shù)標準。二、標準依據(jù)二、標準依據(jù)“重重交通量道路石油瀝青的技術(shù)要求交通量道路石油瀝青的技術(shù)要求”中中8 8個指標個指標歸類：歸類：第一類為瀝青的路用性能第一類為瀝青的路用性能（針入度、延度、軟化點、薄膜烘箱、密度針入度、延度、軟化點、薄膜烘箱、密度）第二類為瀝青成分的控制指標第二類為瀝青成分的控制指標（溶解

2、度、含蠟量溶解度、含蠟量）第三類為瀝青的工藝性質(zhì)第三類為瀝青的工藝性質(zhì)（閃點閃點）石油瀝青的技術(shù)標準石油瀝青的技術(shù)標準 蠟對瀝青性能的影響，現(xiàn)有研究認為：瀝青中蠟的存在，蠟對瀝青性能的影響，現(xiàn)有研究認為：瀝青中蠟的存在，在高溫時會使瀝青容易發(fā)軟，導(dǎo)致瀝青高溫穩(wěn)定性降低，出現(xiàn)車轍或流淌；在高溫時會使瀝青容易發(fā)軟，導(dǎo)致瀝青高溫穩(wěn)定性降低，出現(xiàn)車轍或流淌；相反，在低溫時會使瀝青變得脆硬，導(dǎo)致低溫抗裂性降低；相反，在低溫時會使瀝青變得脆硬，導(dǎo)致低溫抗裂性降低；此外，蠟會使瀝青與石料粘附性降低，在有水的條件下，此外，蠟會使瀝青與石料粘附性降低，在有水的條件下， 會使路面石子產(chǎn)生剝落現(xiàn)象，造成路面破壞；會

3、使路面石子產(chǎn)生剝落現(xiàn)象，造成路面破壞；更嚴重的是，更嚴重的是，含蠟瀝青會使瀝青路面的抗滑性降低，影響路面的行車安全。含蠟瀝青會使瀝青路面的抗滑性降低，影響路面的行車安全。 對于瀝青含蠟量的限制，由于世界各國測定方法不同，對于瀝青含蠟量的限制，由于世界各國測定方法不同，所以限制值也不一致，其范圍為所以限制值也不一致，其范圍為2%4%。我國標準規(guī)定我國標準規(guī)定, 重交通量道路石油瀝青的重交通量道路石油瀝青的 含蠟量（蒸餾法）不大于含蠟量（蒸餾法）不大于3%含蠟量含蠟量（蒸餾法）不大于（蒸餾法）不大于3%。瀝青的含蠟量瀝青的含蠟量石油瀝青的評價方法石油瀝青的評價方法1.1.瀝青的分級指標瀝青的分級指

4、標-用用針入度針入度和和6060度粘度測定法度粘度測定法2.2.瀝青的高溫穩(wěn)定性指標瀝青的高溫穩(wěn)定性指標-軟化點軟化點和和6060度粘度測定度粘度測定3.3.瀝青的低溫抗裂性指標瀝青的低溫抗裂性指標-用脆點和用脆點和延度延度測定測定4.4.瀝青的抗老化性能指標瀝青的抗老化性能指標-用用旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱測定旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱測定5.5.瀝青的綜合指標瀝青的綜合指標-用蠟含量用蠟含量, ,密度密度, ,溶解度溶解度, ,針入度指數(shù)測定針入度指數(shù)測定三、實驗內(nèi)容三、實驗內(nèi)容1.1.針入度針入度實驗實驗2.2.延度延度實驗實驗3.3.軟化點軟化點實驗實驗評價粘稠石油瀝青路用性能最常用的經(jīng)驗指標為：評價粘稠石油瀝

5、青路用性能最常用的經(jīng)驗指標為：針入度、延度、軟化點，針入度、延度、軟化點，通稱通稱“瀝青三大指標瀝青三大指標”。瀝青三大指標瀝青三大指標針入度針入度粘滯性（確定瀝青標號）粘滯性（確定瀝青標號）延度延度塑性（低溫抗裂性）塑性（低溫抗裂性）軟化點軟化點感溫性（高溫穩(wěn)定性）感溫性（高溫穩(wěn)定性）瀝青三大指標瀝青三大指標（續(xù)）（續(xù)）針入度針入度是在規(guī)定溫度下測定瀝青的條件粘度是在規(guī)定溫度下測定瀝青的條件粘度軟化點軟化點是瀝青達到規(guī)定條件粘度時的溫度是瀝青達到規(guī)定條件粘度時的溫度延度延度與瀝青的流變特性、膠體結(jié)構(gòu)和與瀝青的流變特性、膠體結(jié)構(gòu)和 化學組分等有密切的關(guān)系化學組分等有密切的關(guān)系瀝青試樣準備瀝青試

6、樣準備恒溫烘箱中（烘箱溫度恒溫烘箱中（烘箱溫度8080左右）加熱至瀝青全部熔化。左右）加熱至瀝青全部熔化。盛樣器皿在有石棉墊的爐具上緩慢加熱。盛樣器皿在有石棉墊的爐具上緩慢加熱。目的目的：脫水（即無泡沫）：脫水（即無泡沫） 注：加熱時間不超過注：加熱時間不超過30min30min 瀝青溫度不超過瀝青溫度不超過100100瀝青通過瀝青通過0.6mm0.6mm的濾篩，的濾篩，目的目的：過濾（去雜質(zhì)）：過濾（去雜質(zhì)） 注：盛樣器皿要干凈注：盛樣器皿要干凈, ,干燥干燥 數(shù)量要滿足一批試驗項目所需的量并有富余。數(shù)量要滿足一批試驗項目所需的量并有富余。瀝青一次灌入各項試驗的模具中。瀝青一次灌入各項試驗的

7、模具中。 注：反復(fù)加熱的次數(shù)不得超過兩次；注：反復(fù)加熱的次數(shù)不得超過兩次； 灌模剩余的瀝青不得重復(fù)使用。灌模剩余的瀝青不得重復(fù)使用。（一）（一）針入度針入度實驗實驗針入度試驗針入度試驗(Penetration test)(Penetration test) 該法是該法是瀝青材料在規(guī)定溫度條件下，以規(guī)定質(zhì)量的標準針瀝青材料在規(guī)定溫度條件下，以規(guī)定質(zhì)量的標準針經(jīng)過規(guī)定時間貫入瀝青試樣的深度（以經(jīng)過規(guī)定時間貫入瀝青試樣的深度（以1/101/10為單位計）。為單位計）。 針入度試驗常用條件為針入度試驗常用條件為55、1515、2525和和3535等，等， 但標準針質(zhì)量和貫入時間均為但標準針質(zhì)量和貫入時

8、間均為100g100g和和5s.5s. 針入度值愈大，表示瀝青愈軟（稠度愈小）。針入度值愈大，表示瀝青愈軟（稠度愈?。?。 實質(zhì)上，針入度是測定瀝青稠度的一種指標。實質(zhì)上，針入度是測定瀝青稠度的一種指標。 通常稠度高的瀝青，其粘度亦高。通常稠度高的瀝青，其粘度亦高。針入度試驗針入度試驗（續(xù)）（續(xù)） (Penetration test)(Penetration test) 實驗條件以：實驗條件以：PTPT、m m、t t表示。表示。 其中其中 P P為針入度，為針入度， T T為試驗溫度，為試驗溫度， m m為標準針（包括連桿及砝碼）的質(zhì)量，為標準針（包括連桿及砝碼）的質(zhì)量， t t為貫入時間。為

9、貫入時間。我國現(xiàn)行試驗法我國現(xiàn)行試驗法(JTJ 052 T 0604-93)(JTJ 052 T 0604-93)規(guī)定：規(guī)定： 常用的試驗條件為：常用的試驗條件為：P P 25 25 、100g100g、5s5s針入度針入度試驗方法試驗方法針入度儀：標準針的連桿無明顯摩擦針入度儀：標準針的連桿無明顯摩擦 垂直運動垂直運動 精度準確至精度準確至0.1mm0.1mm標準針：不銹鋼制成，硬度為標準針：不銹鋼制成，硬度為54546060 針的表面粗糙度為針的表面粗糙度為0.20.20.3m0.3m 針與柄的總質(zhì)量為針與柄的總質(zhì)量為2.52.50.05g0.05g盛樣皿：試樣皿內(nèi)徑盛樣皿：試樣皿內(nèi)徑55

10、551mm,1mm,內(nèi)部深度內(nèi)部深度35351mm1mm（針入度（針入度200200時用）時用） 內(nèi)徑內(nèi)徑70701mm,1mm,內(nèi)部深度內(nèi)部深度45451mm1mm（大試樣皿，針入度在（大試樣皿，針入度在200200350350時用）時用）針入度針入度試驗方法試驗方法樣品準備：在樣品準備：在15153030空氣中冷卻空氣中冷卻 小試樣皿小試樣皿1.01.01.5h1.5h 大試樣皿大試樣皿 1.51.52.0h2.0h 在規(guī)定試驗溫度在規(guī)定試驗溫度0.10.1的恒溫水浴中恒溫的恒溫水浴中恒溫 小試樣皿小試樣皿1.51.52h2h 大試樣皿大試樣皿 2 22.5h2.5h開始試驗：開始試驗：

11、試驗溫度試驗溫度25250.10.1 求求5 5秒內(nèi)貫入試樣深度，即針入度值（秒內(nèi)貫入試樣深度，即針入度值（1/10mm1/10mm） 注：同一試樣平行試驗至少注：同一試樣平行試驗至少3 3次，各測點間距離不應(yīng)小于次，各測點間距離不應(yīng)小于10mm10mm， 每一次測定針必須干凈。每一次測定針必須干凈。 試驗結(jié)果必須在允許偏差范圍內(nèi)，否則試驗重做。試驗結(jié)果必須在允許偏差范圍內(nèi)，否則試驗重做。 （二）（二）延度延度實驗實驗延度試驗延度試驗（DuctilityDuctility）該法是該法是將瀝青試樣制成將瀝青試樣制成8 8字形標準試件（最小斷面字形標準試件（最小斷面1cm1cm），）， 在規(guī)定拉伸

12、速度和規(guī)定溫度下拉斷時的長度（以在規(guī)定拉伸速度和規(guī)定溫度下拉斷時的長度（以cmcm計）稱為延度。計）稱為延度。 瀝青的延性是瀝青受到外力的拉伸作用時，瀝青的延性是瀝青受到外力的拉伸作用時， 所能承受的塑性變形的總能力。所能承受的塑性變形的總能力。 通常是用延度作為條件延性指標來表征通常是用延度作為條件延性指標來表征延度試驗延度試驗（續(xù)）（續(xù)）（DuctilityDuctility） 瀝青的延度是采用延度儀來測定。瀝青的延度是采用延度儀來測定。 瀝青延度的試驗溫度與拉伸速率可根據(jù)要求采用，通常采用的瀝青延度的試驗溫度與拉伸速率可根據(jù)要求采用，通常采用的 試驗溫度為試驗溫度為2525、1515、1

13、010或或55； 拉伸速度為拉伸速度為5 50.25cm/min0.25cm/min。 當?shù)蜏夭捎卯數(shù)蜏夭捎? 10.05cm/min0.05cm/min拉伸速度時，應(yīng)在報告中注名。拉伸速度時，應(yīng)在報告中注名。延度試驗延度試驗（續(xù)）（續(xù)）（DuctilityDuctility）我國現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定：我國現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定： 對對中中、輕輕交通量道路石油瀝青，交通量道路石油瀝青， 試驗溫度試驗溫度 T=25T=25， 拉伸速度拉伸速度 v=5v=50.25cm/min0.25cm/min下的延度；下的延度； 對對重重交通量道路石油瀝青，交通量道路石油瀝青， 試驗溫度試驗溫度 T=15T=15， 拉伸速度拉

14、伸速度 v=5v=50.25cm/min0.25cm/min下的延度。下的延度。延度延度試驗方法試驗方法延度儀：試件浸沒于水中，試驗過程中無明顯振動。延度儀：試件浸沒于水中，試驗過程中無明顯振動。 保持規(guī)定的試驗溫度（保持規(guī)定的試驗溫度（2525，1515，1010，55） 規(guī)定的拉伸速度規(guī)定的拉伸速度5cm/min5cm/min，使試件拉足。，使試件拉足。試模：八字模，由黃銅制成試模：八字模，由黃銅制成 由兩個端模和兩個側(cè)模所組成由兩個端模和兩個側(cè)模所組成 金屬板，由黃銅或不銹鋼制成，表面粗糙度金屬板，由黃銅或不銹鋼制成，表面粗糙度0.2m0.2m樣品準備：甘油滑石粉拌和的隔離劑涂在金屬板和

15、銅模的內(nèi)側(cè)面樣品準備：甘油滑石粉拌和的隔離劑涂在金屬板和銅模的內(nèi)側(cè)面 八字模在金屬板上組裝好八字模在金屬板上組裝好 瀝青樣品從模的一端至另一端往返注入瀝青樣品從模的一端至另一端往返注入 試樣略高出模具試樣略高出模具 注：兩個端模不涂隔離劑注：兩個端模不涂隔離劑 （為何？）（為何？）延度延度試驗方法試驗方法樣品準備：試件在樣品準備：試件在15153030空氣中冷卻空氣中冷卻303040min40min 在試驗溫度的水浴中保持在試驗溫度的水浴中保持30min30min 用熱刀刮平（瀝青面與模面齊平），用熱刀刮平（瀝青面與模面齊平），自模的中間刮向兩邊自模的中間刮向兩邊 試樣連同金屬板再浸入水浴中試

16、樣連同金屬板再浸入水浴中1 11.5h 1.5h 開始試驗：確定延度儀的拉伸速度，試驗溫度開始試驗：確定延度儀的拉伸速度，試驗溫度0.50.5 試件從金屬板上取下，模具兩端套在滑板及槽端上，試件從金屬板上取下，模具兩端套在滑板及槽端上，去掉側(cè)模去掉側(cè)模 水面距試件表面不小于水面距試件表面不小于25mm25mm 求試件拉斷時指針所指標尺上的讀數(shù)，即為試樣的延度（求試件拉斷時指針所指標尺上的讀數(shù)，即為試樣的延度（cmcm） 注：試驗數(shù)據(jù)整理見（注：試驗數(shù)據(jù)整理見（P P305305） 8 8，9 9，1010條。條。（三）（三）軟化點軟化點實驗實驗軟化點試驗軟化點試驗（Softening poin

17、tSoftening point）該法是該法是瀝青試樣注于內(nèi)徑為瀝青試樣注于內(nèi)徑為18.9mm18.9mm的銅環(huán)中，的銅環(huán)中， 環(huán)上置一重環(huán)上置一重3.5g3.5g的鋼球，的鋼球， 在規(guī)定的加熱速度（在規(guī)定的加熱速度（5/min5/min）下進行加熱，）下進行加熱， 瀝青試樣逐漸軟化，直至在鋼球荷重作用下，瀝青試樣逐漸軟化，直至在鋼球荷重作用下， 使瀝青產(chǎn)生使瀝青產(chǎn)生25.4mm25.4mm撓度時的溫度，稱為軟化點。撓度時的溫度，稱為軟化點。軟化點試驗軟化點試驗（續(xù)）（續(xù)）（Softening pointSoftening point）根據(jù)已有研究認為：根據(jù)已有研究認為： 瀝青在軟化點時的粘度

18、約為瀝青在軟化點時的粘度約為1200Pa1200Pas s。 或相對于針入度值或相對于針入度值800800（1/10mm1/10mm）。據(jù)此，可以認為：據(jù)此，可以認為：軟化點是一種人為的軟化點是一種人為的“等粘溫度等粘溫度”。 故軟化點既是反映瀝青材料熱穩(wěn)定性的一個指標，故軟化點既是反映瀝青材料熱穩(wěn)定性的一個指標， 也是瀝青粘度的一種量度。也是瀝青粘度的一種量度。軟化點軟化點試驗方法試驗方法環(huán)與球軟化點儀：雙環(huán)結(jié)構(gòu)，由鋼球，試樣環(huán)，定位環(huán)，環(huán)與球軟化點儀：雙環(huán)結(jié)構(gòu)，由鋼球，試樣環(huán)，定位環(huán)， 試驗架，燒杯組成試驗架，燒杯組成 鋼球鋼球直徑直徑9.53mm9.53mm，質(zhì)量，質(zhì)量3.53.50.0

19、5g0.05g，由鋼制成，由鋼制成 試樣環(huán)試樣環(huán)內(nèi)徑內(nèi)徑19.8mm19.8mm（上內(nèi)徑），（上內(nèi)徑），15.9mm15.9mm（下內(nèi)徑）（下內(nèi)徑） 定位環(huán)定位環(huán)使鋼球定位于試樣環(huán)中央使鋼球定位于試樣環(huán)中央 試驗架試驗架由兩個連接桿，三層平行金屬板組成由兩個連接桿，三層平行金屬板組成 中層板與下層板之間的中層板與下層板之間的距離為距離為25.4mm25.4mm 燒杯燒杯容積為容積為8008001000ml1000ml，直徑不小于，直徑不小于86mm86mm 高度不小于高度不小于120mm120mm，無嘴高型燒杯，無嘴高型燒杯樣品準備：試樣環(huán)放在涂有隔離劑的金屬板上或玻璃板上樣品準備：試樣環(huán)放在涂有隔離劑的金屬板上或玻璃板上 試樣注入試樣環(huán)內(nèi)，略高出環(huán)面試樣注入試樣環(huán)內(nèi)，略高出環(huán)面 試樣在試樣在15153030空氣中冷卻空氣中冷卻30min30min 用熱刀刮平（瀝青面與環(huán)面齊平）用熱刀刮平（瀝青面與環(huán)面齊平） 恒溫水浴恒溫水浴5 50.50.5，保持，保持15min15min 軟化點軟化點試驗方法試驗方法開始試驗：燒杯內(nèi)開始試驗：燒杯內(nèi)55的蒸餾水，的蒸餾水， 放置試樣環(huán)，套上鋼球定位環(huán)，整個環(huán)架放入燒杯內(nèi)，放置試樣環(huán)，套上鋼球定位環(huán)，整個環(huán)架放入燒杯內(nèi)，