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文檔簡(jiǎn)介
1、第八章瀝青和瀝青混合料試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)第一節(jié) 瀝青的技術(shù)性質(zhì)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)瀝青命名和分類如下:按其在自然界中獲得的方式,將瀝青分為地瀝青和焦油瀝青兩大類地瀝青:由天然產(chǎn)狀或石油精致加工得到的瀝青材料。按其產(chǎn)源又可分為天然瀝青和石油瀝青。道路工程以石油瀝青為主,常用的有粘稠石油瀝青、液體石油瀝青、改性石油瀝青和乳化石油瀝青粘稠石油瀝青按針入度大小分為30、50、70、90、110、130、160號(hào)7個(gè)標(biāo)號(hào),每個(gè)標(biāo)號(hào)又按氣候分區(qū)對(duì)瀝青各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)規(guī)定了指標(biāo)植.同時(shí)按針入度指數(shù)、軟化點(diǎn)、延度、含蠟量等指標(biāo)又將粘稠石油瀝青分為A、B、C3個(gè)等級(jí)液體石油瀝青是指針入度大于300的瀝青.根據(jù)凝固速度分為慢凝、中凝
2、和快凝乳化瀝青是將粘稠瀝青加熱至流態(tài),經(jīng)機(jī)械力作用,形成微粒分散在乳化劑-1穩(wěn)定劑的水中,由于乳化劑-穩(wěn)定劑的作用而形成均勻穩(wěn)定的乳狀液,改性瀝青:瀝青與一種或數(shù)種改性劑通過(guò)適宜的加工工藝加工成的混合物稱為改性瀝青.一、石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)1、粘滯性:瀝青是一種典型的感溫性材料,不同溫度下表示出不同的粘滯性。針入度:是在規(guī)定的溫度(25)條件下,以規(guī)定質(zhì)量(100g)的標(biāo)準(zhǔn)針經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間(5s)貫入瀝青試樣的深度,以0.1計(jì)。計(jì)作P25,100g,5s針入度值愈大,表示瀝青愈軟,是測(cè)定瀝青稠度的一種指標(biāo),稠度高的瀝青,其粘度也就愈高。還用于瀝青標(biāo)號(hào)的劃分。軟化點(diǎn):測(cè)定采用環(huán)球法,在規(guī)定的加熱升溫
3、速度(5/min)和環(huán)境下加熱,瀝青下垂至規(guī)定距離,此時(shí)的溫度就是軟化點(diǎn).瀝青越粘稠,其軟化點(diǎn)越高,因此軟化點(diǎn)是表示瀝青熱穩(wěn)定性的指標(biāo)。22.瀝青延性:是指當(dāng)其受到外力的拉伸作用時(shí),所能承受的塑性變形的總能力,是表示瀝青內(nèi)部凝聚力-內(nèi)聚力的一種量度。是表示瀝青塑性或變形能力的指標(biāo),瀝青的延度越大,其抗變形能力越強(qiáng)。溫度為15,拉伸速度一般為5/ min。 33、瀝青感溫性:在不同溫度下,瀝青粘度隨溫度的改變而產(chǎn)生一定的改變,呈現(xiàn)出明顯的狀態(tài)變化,這種隨溫度的改變產(chǎn)生粘度變化的特點(diǎn),稱為瀝青的感溫性。用針入度指數(shù)來(lái)表示。針入度指數(shù)愈大,表明瀝青對(duì)溫度的敏感性愈?。环粗?,則愈大。一般宜選用PI為-
4、1-+1的瀝青作為路用瀝青。4、粘附性:粗的集料采用沸煮法,細(xì)的集料采用水浸法。對(duì)附著性等級(jí)的評(píng)定:優(yōu)-差對(duì)應(yīng)于-改善粘附性的三個(gè)方法:用石灰水裹覆集料;用水灰(或水泥)替代一部分礦粉;-不超過(guò)總量的2%(優(yōu)先選擇方法)用抗剝落劑。二、瀝青適用的氣候分區(qū)級(jí)區(qū)劃:1(高溫炎熱)-234(溫度涼爽) 級(jí)區(qū)劃:1(冬季寒冷)-234(冬季溫暖) 級(jí)區(qū)劃:1(降雨量多)-234(降雨量少)數(shù)字越少說(shuō)明考驗(yàn)越高(嚴(yán)格),<2的說(shuō)明需要強(qiáng)調(diào),>3的要求不高。 三、瀝青混合料的技術(shù)性質(zhì)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1、分類:按級(jí)配劃分連續(xù)級(jí)配AC(瀝青砼);間斷級(jí)配SMA;開級(jí)配AM(瀝青碎石)按空隙率劃分密實(shí)式瀝
5、青混合料:用AC表示。將剩余空隙率在3%-6%范圍之間的稱為AC-型瀝青砼,而將剩余空隙率在4%-10%范圍之間的稱為AC-型瀝青砼,連續(xù)半開級(jí)配瀝青混合料:剩余空隙率在10%4范圍之間的稱為瀝青碎石,開級(jí)配瀝青混合料:剩余空隙率大于15%,為排水式瀝青磨耗層混合料,以O(shè)GFC表示。按礦料的最大粒徑分類:特粗式瀝青混合料礦料的最大粒徑為;粗粒式瀝青混合料礦料的最大粒徑為26.5和31.5;中粒式瀝青混合料礦料的最大粒徑為16和19;細(xì)粒式瀝青混合料礦料的最大粒徑為13.2和16;砂粒式瀝青混合料礦料的最大粒徑為4.75。 四、瀝青混合料的技術(shù)指標(biāo) 穩(wěn)定度;流值;空隙率;飽和度;殘留穩(wěn)定度;車轍
6、指標(biāo)。5瀝青等級(jí)適用范圍A級(jí)瀝青各個(gè)等級(jí)公路,適用任何場(chǎng)合和層次B級(jí)瀝青1高速公路 、一級(jí)公路瀝青層上80-100cm以下的層次,二級(jí)二級(jí)以下公路的各個(gè)層次。2用作改性瀝青、乳化瀝青、改性乳化瀝青、稀釋瀝青的基質(zhì)瀝青C級(jí)瀝青三級(jí)三級(jí)以下公路的各個(gè)層次空隙率大小對(duì)混合料性能的影響 6空隙率是影響瀝青混合料的重要因素,瀝青混合料中的空隙率小,環(huán)境中易造成老化的因素。所以從瀝青混合料耐久性考慮,瀝青混合料空隙率盡可能小一些。但瀝青混合料中還必須留有一定空隙,以備夏季瀝青材料的膨脹變形之用。成型馬歇爾試件溫度控制要求1將各個(gè)規(guī)格的礦料置105±5的烘箱中烘干至恒重。2將混合料置烘箱中預(yù)熱,采
7、用石油瀝青163度,采用改性瀝青180度.3將瀝青加熱至175度以內(nèi).4套箱及擊實(shí)底座置100度烘箱中加熱1h確定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試件拌和物用量計(jì)算方法:1按確定的礦質(zhì)混合料級(jí)配類型,通過(guò)篩分確定各種規(guī)格集料所占比例。2一個(gè)馬歇爾試件礦料總量一般為1200g左右。根據(jù)各種規(guī)格的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試件各種規(guī)格集料的用量及集料所占比例,計(jì)算某瀝青用量。3根據(jù)級(jí)配填料所占比例,確定填料用量4瀝青根據(jù)確定的油石比,計(jì)算用量.第二節(jié) 瀝青材料試驗(yàn)檢測(cè)方法一、瀝青試樣的制備方法(一)適用范圍:本方法是適用于粘稠石油瀝青、煤瀝青等需要加熱后才能進(jìn)7行試驗(yàn)的瀝青試樣,常規(guī)測(cè)定油量宜不少于600g。(二)儀具材料:烘
8、箱、加熱爐具、石棉墊、濾篩、瀝青盛樣器皿、乳化劑、燒杯(1000mL)、溫度計(jì)、天平、玻璃棒、溶劑、洗油、棉紗等(三)方法步驟:熱瀝青試樣制備1.將裝有試樣的盛樣器帶蓋放入恒溫烘箱中,當(dāng)石油瀝青中無(wú)水分時(shí),烘箱溫度宜為軟化點(diǎn)溫度以上90,通常為135左右。當(dāng)石油瀝青試樣中含有水分時(shí),烘箱溫度80左右,加熱至瀝青全部熔化后供脫水用。對(duì)取來(lái)的瀝青試樣加熱脫水時(shí)必須加放石棉墊。時(shí)間不超過(guò)30min,并用玻璃棒輕輕攪拌,防止局部過(guò)熱。(溫度不大于100)2.將盛樣器中的熱瀝青通過(guò)0.6cm的濾篩過(guò)濾,不等冷卻立即一次灌入各項(xiàng)試驗(yàn)?zāi)>咧?。試樣如冷卻后可加熱,但不可超過(guò)2次,以防止老化影響試驗(yàn)結(jié)果,不得重
9、復(fù)使用。 8二、瀝青針入度試驗(yàn)(T 0604-2000) 一)適用范圍:本方法適用于測(cè)定道路石油瀝青、改性瀝青、液體石油瀝青蒸餾、乳化瀝青蒸發(fā)后的殘留物的針入度。二儀具材料:針入度儀、盛樣皿、恒溫水槽、平底玻璃皿、溫度計(jì)、石棉網(wǎng)等。(三)方法步驟:準(zhǔn)備工作:1.按規(guī)程制備試樣。2.按試驗(yàn)要求將恒溫水槽調(diào)節(jié)到要求的試驗(yàn)溫度一般為25±0.1(重交通)或15±0.1(中、輕交通),保持穩(wěn)定。3.將預(yù)先制備好的試樣在15-30室溫中冷卻,時(shí)間為1-1.5h(小盛樣皿或1.5-2h(大盛樣皿),然后移入保持規(guī)定試驗(yàn)溫度25±0.1(重交通或15±0.1(中、輕交
10、通恒溫水槽中保溫1-1.5h(小盛樣皿1.5-2h(大盛樣皿)。4.調(diào)整針入度儀使之水平。(測(cè)量試針及試桿重量為2.5g±0.05g) 9試驗(yàn)步驟:1.從恒溫水槽中取出盛樣皿并移入水溫在25(15)±0.1的平底玻璃皿中的山腳架上,試樣表面以上的水深度不得少于10mm.2.將玻璃皿置于針入度儀的平臺(tái)上.慢慢放下針連桿,使針尖恰好于試樣表面接觸(用反光鏡或燈光反射觀察使拉桿與針連桿端輕輕接觸,使刻度盤指示為零3.開動(dòng)秒表,在指針正指5秒的瞬間,標(biāo)準(zhǔn)針自動(dòng)下落貫入試樣并拉下刻度盤拉桿與連桿接觸,讀取讀數(shù),準(zhǔn)確至0.5mm(精確0.1mm4.同一試樣平行做3次,各測(cè)點(diǎn)之間與盛樣皿
11、邊緣的距離不應(yīng)少于10mm.每次試針貫入時(shí),注意更換或擦拭干凈。5.注意每次測(cè)得數(shù)值結(jié)果是否超差。應(yīng)滿足:針入度(0.1mm) 允許差值(0.1mm)0-49 250-149 4150-249 12250-500 20 10注意事項(xiàng):1.針入度試驗(yàn)屬于條件性試驗(yàn),試驗(yàn)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制試驗(yàn)條件.試樣應(yīng)在250C±0.10C水中恒溫,標(biāo)準(zhǔn)針應(yīng)進(jìn)行檢定,針與連桿的質(zhì)量要滿足誤差要求。2.測(cè)試時(shí),標(biāo)準(zhǔn)針與式樣表面的接觸是本實(shí)驗(yàn)的難點(diǎn),最好的方法是觀察倒影。使針尖恰好與式樣表面接觸。3.瀝青式樣注入式樣皿時(shí),式樣表面不應(yīng)留有氣泡。若有氣泡,可用明火將其消除,以免影響結(jié)果的正確性。4.試驗(yàn)結(jié)果的精密
12、度和允許差必須符合要求,否則無(wú)效。三、瀝青延度試驗(yàn)(T 0605- -1993)目的與范圍:1.測(cè)定道路石油瀝青、液體瀝青蒸餾殘留物、乳化瀝青蒸發(fā)殘留物等材料的延度2.瀝青延度的試驗(yàn)溫度與拉伸率可根據(jù)要求采用,通常采用試驗(yàn)溫度250C、150C、100C或50C,拉伸速度5cm/min±0.25cm/min當(dāng)?shù)蜏夭捎?cm/min±0.05cm/min應(yīng)在報(bào)告中注明。11二儀具與材料:延度儀、試模、試模底板、恒溫水槽、溫度計(jì)、隔離劑(甘油與滑石粉質(zhì)量比為2:1)、平刮刀、石棉網(wǎng)。(三)方法與步驟: 12準(zhǔn)備工作:1.將隔離劑拌合均勻,涂于清潔干燥的試模底板和兩個(gè)側(cè)模的內(nèi)側(cè)表
13、面,并將試模在試摸底板上裝妥2.將事先準(zhǔn)備好的試樣仔細(xì)自試模的一端至另一端往返數(shù)次緩緩注入,最后略高出試模,灌模式應(yīng)注意勿使氣泡混入3.將試件在室溫冷卻30-40min,然后置于在15(重交通)±0.1或25(中、輕交通)±0.1的恒溫水槽中,保持30min后取出,用熱的刮刀除去高出試模的瀝青(刮時(shí)應(yīng)從中間向兩端),使瀝青面與試模面齊平并保持平滑。將試模連同底板再浸入恒溫水槽中1-1.5h保溫。4.檢查延度儀伸縮速度(5cm/min±0.25 cm/min),滑動(dòng)板使指針正對(duì)標(biāo)尺0點(diǎn),注意水溫保持15(重交通)±0.1或25(中、輕交通)±0.
14、1。試驗(yàn)步驟:1.將試樣移入延度儀的水槽中,然后將試模取下將試模兩端的孔分別套在滑板及槽固定板的金屬柱上,并取下側(cè)模。水面距試件表面應(yīng)不小于25mm。2.開動(dòng)延度儀,并注意觀察試件延伸情況。注意此時(shí)水槽中的水溫保持不變,水面不可晃動(dòng),停止循環(huán)和水流。(如發(fā)現(xiàn)瀝青絲浮于水面或沉入槽底應(yīng)加入酒精或食鹽,調(diào)整水的密度)。3.試件拉斷時(shí),讀取指針?biāo)咀x書,以厘米表示.注意事項(xiàng):隔離劑的稀稠配置要適當(dāng),以免地板或側(cè)模內(nèi)側(cè)粘上瀝青。在刮模時(shí),刮刀溫度不宜過(guò)高,以免瀝青老化,刮平時(shí)用力不能過(guò)大,以免將式樣底部拉變形,應(yīng)靠熱刀將多余的瀝青溶解后拿掉。拉伸過(guò)程中,水面不能受任何擾13動(dòng),在低頭觀察時(shí),防止呼吸氣
15、流擾動(dòng)式樣當(dāng)拉伸的瀝青細(xì)絲出現(xiàn)上浮或下沉?xí)r,應(yīng)重新成型式樣,加鹽或酒精調(diào)整水的密度后重新實(shí)驗(yàn).四、瀝青軟化點(diǎn)試驗(yàn)(T 0606-2000)一目的與范圍:本方法測(cè)定道路石油瀝青、煤瀝青的軟化點(diǎn)、液體石油瀝青經(jīng)蒸餾或乳化瀝青破乳蒸發(fā)后殘留物等材料的軟化點(diǎn)二儀具與材料:軟化點(diǎn)試驗(yàn)儀、電冰箱、耐熱玻璃燒杯、溫度計(jì)、環(huán)夾、電熱爐(應(yīng)采用帶有震蕩攪拌器的加熱電爐防止氣泡的產(chǎn)生恒溫水槽、平直刮刀、隔離劑(甘油與滑石粉質(zhì)量比為2:1、石棉網(wǎng)。 (三)方法與步驟: 準(zhǔn)備工作:(1)將試樣環(huán)置于涂有甘油滑石粉隔離劑的試樣底板上。按規(guī)程的規(guī)定方法將準(zhǔn)備好的瀝青試樣徐徐注入試樣環(huán)內(nèi)至略高出環(huán)面為止。(2)試樣14在室
16、溫冷卻30min后,用環(huán)夾夾著試樣杯,并用熱刮刀刮除環(huán)面上的試樣,務(wù)使與環(huán)面齊平。 15試驗(yàn)步驟:試樣軟化點(diǎn)在800C以下者:(1)將裝有試樣的試樣環(huán)連同試樣底板置于50C±0.50C水的恒溫水槽中至少15min;同時(shí)將金屬支架、鋼球、鋼球定位環(huán)等亦置欲相同水槽中。(2)燒杯內(nèi)注入新煮沸并冷卻至50C的蒸餾水,水面略低于立桿上的深度標(biāo)記。(3)從恒溫水槽中取出盛有試樣的試樣環(huán)放置在支架中層板的圓孔中,套上定位環(huán);然后將整個(gè)環(huán)架放入燒杯中,調(diào)整水面至深度標(biāo)記,并保持水溫為50C±0.50C。環(huán)架上任何部分不得附有氣泡。將0.0C800C的溫度計(jì)由上層板中心孔垂直插入,使端部測(cè)
17、溫頭底部與試樣環(huán)下面齊平。(4)將盛有水和環(huán)架的燒杯移至放有石棉網(wǎng)的加熱爐具上,然后將鋼球放在定位環(huán)中間的試樣中央,立即開動(dòng)振蕩攪拌器,使水微微振蕩,并開始加熱,使環(huán)中水溫在30min內(nèi)調(diào)節(jié)至維持每分鐘上升50C±0.50C。在加熱過(guò)程中,應(yīng)記錄每分鐘上升的溫度值,如溫度上升速度超出此范圍時(shí),則試驗(yàn)應(yīng)重作。(5)試樣受熱軟化逐漸下墜,至與下層底板表面接觸時(shí),立即讀取溫度,準(zhǔn)確至0.50C。試樣軟化點(diǎn)在800C以上者:1將裝有試樣試樣環(huán)連同試樣底板置于裝有320C±10C甘油的恒溫槽中至少15min同時(shí)將金屬支架、鋼球、鋼球定位環(huán)等亦置于甘油中2在燒杯內(nèi)注入預(yù)先加熱至320C
18、的甘油其液面略低與立桿上的深度標(biāo)記。(3)從恒溫水槽中取出裝有試樣的試樣環(huán),按上述(1)的方法進(jìn)行測(cè)定,準(zhǔn)確至10C。報(bào)告:同一試樣平行試驗(yàn)兩次,當(dāng)兩次測(cè)定值的差值符合重復(fù)性試驗(yàn)精密度要16求時(shí),取其平均值作為試驗(yàn)結(jié)果,精確至0.50C精度或允許差:當(dāng)軟化點(diǎn)小于80時(shí),重復(fù)性試驗(yàn)的允許差為1,復(fù)現(xiàn)性試驗(yàn)的允許差為4;當(dāng)軟化點(diǎn)等于或大與于80時(shí),重復(fù)性試驗(yàn)的允許差為2,復(fù)現(xiàn)性試驗(yàn)的允許差為8。注意事項(xiàng):1.對(duì)粘稠瀝青,起始溫度對(duì)試驗(yàn)結(jié)果幾乎無(wú)影響,一般小于平行誤差,而且瀝青越粘稠,影響越小,因此,起始溫度是次要影響因素2.對(duì)同一瀝青試樣,升溫速度快,測(cè)得的軟化點(diǎn)偏高,相反則偏低,因此升溫速度是主
19、要影響因素,必須嚴(yán)格控制升溫速度3.鋼球必須嚴(yán)格居中。裝試膜的承板不水平,或試膜未裝正,或定位環(huán)沒套正都可能造成鋼球偏心。鋼球偏心對(duì)試驗(yàn)結(jié)果影響很大,嚴(yán)重時(shí),一個(gè)式樣已經(jīng)下來(lái),一個(gè)還沒動(dòng)靜。 17五、瀝青閃點(diǎn)與燃點(diǎn)試驗(yàn) (T 0644-1993(一)目的與范圍:本方法是用于克利夫開口杯(COC)測(cè)定粘稠石油瀝青、煤瀝青及閃點(diǎn)在79以上的液體石油瀝青材料的閃點(diǎn)和燃點(diǎn),以評(píng)定施工安全性時(shí)使用。(二)儀具與材料:克利夫開口杯式閃點(diǎn)儀、防風(fēng)屏、加熱源附有調(diào)節(jié)器電爐(三)方法與步驟: 18準(zhǔn)備工作:1.將試樣杯用溶液洗凈、烘干置于支架上。將加熱板放在可調(diào)電爐上接好電源。2.安裝溫度計(jì),垂直插入試杯重,溫
20、度計(jì)水銀球距杯底約6.5mm,位置在與點(diǎn)火器相對(duì)一側(cè)具備邊緣約16mm處3.將事先準(zhǔn)備好的試樣注入試樣杯中至標(biāo)線處,杯其它部位不沾有瀝青4.全部裝置應(yīng)置于室內(nèi)光線較暗且無(wú)顯著空氣流通的地方,并用防風(fēng)屏三面圍護(hù)。5.將點(diǎn)火器轉(zhuǎn)向一側(cè),試驗(yàn)點(diǎn)火,調(diào)節(jié)火苗在成標(biāo)準(zhǔn)球的形狀(直徑4mmm±0.8mmm)試焰。試驗(yàn)步驟:1.開始加熱試樣,升溫速度14/min-17/min。在預(yù)期閃點(diǎn)前28時(shí),調(diào)節(jié)加熱升溫速度控制在5.5/min±0.5/min.2.試樣溫度達(dá)到預(yù)期閃點(diǎn)28時(shí)開始,每隔2將點(diǎn)火器的試焰沿試驗(yàn)杯口中心以150mm半徑作弧水平掃過(guò)一次;繞一周時(shí)間為1s.3.當(dāng)試樣液面上最
21、初出現(xiàn)一瞬即滅的藍(lán)色火焰,立即讀溫度計(jì)讀數(shù),為試樣的閃點(diǎn)4.繼續(xù)加熱,保持試樣升溫速度,并按上速操作要求點(diǎn)火器點(diǎn)火試驗(yàn)5.當(dāng)試樣接觸火焰立即著火,并繼續(xù)燃燒不少于5s時(shí),停止加熱,并讀溫度計(jì)讀數(shù)作為試樣的燃點(diǎn)。6.平行做兩次,兩次結(jié)果的差值不超過(guò)重復(fù)性試驗(yàn)允許差8時(shí),取平均值的整數(shù)為試驗(yàn)結(jié)果7.精密度: 重復(fù)性試驗(yàn)的允許誤差為:閃點(diǎn)8,燃點(diǎn)8;復(fù)現(xiàn)性試驗(yàn)的允許誤差為:閃點(diǎn)16,燃點(diǎn)14 19六、瀝青與粗集料的粘附性試驗(yàn)(T 0166-2000水煮法)(一)目的與范圍:本方法適用于檢驗(yàn)瀝青與粗集料表面的粘附性及評(píng)定粗集料的抗水剝離能力。(二)儀具與材料:天平、恒溫水槽、拌合用小型容器、燒杯、試驗(yàn)
22、架、細(xì)線、鐵絲網(wǎng)、標(biāo)準(zhǔn)篩、烘箱、電爐、玻璃板。(三)方法與步驟:1.取粒徑13.2mm-19mm形狀近立方體的規(guī)則集料5個(gè),用水洗凈,放入烘箱內(nèi),在105±1的溫度下,烘干1h。2.用大燒杯盛水,并置加熱爐的石棉網(wǎng)上煮沸。3.將試樣浸入預(yù)先加熱好的瀝青(石油瀝青130-150、煤瀝青100-110)中45s,使集料完全為瀝青膜所裹覆后,輕輕拿出。4.將粒料逐個(gè)懸掛于試驗(yàn)架上,冷卻15min。5、冷卻后,浸入煮沸的燒杯中央,水保持微沸,浸煮203min,將集料從水中取出,觀察礦料上瀝青剝落情況,按下表評(píng)定粘附等級(jí)。第三節(jié) 瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)方法熱拌瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)采用馬歇爾穩(wěn)定度
23、法。該法是首先按配合比設(shè)計(jì)拌制瀝青混合料,然后制成規(guī)定尺寸試件,試件經(jīng)12h測(cè)定其物理指標(biāo)(包括表觀密度、空隙率、瀝青飽和度、礦料間隙率等),然后測(cè)定穩(wěn)定度和流值,在必要時(shí),還要進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定度校核。一、瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)方法瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)包括目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)、生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)和生產(chǎn)配合比驗(yàn)證等三個(gè)階段,通過(guò)配合比設(shè)計(jì)決定瀝青混合料的材料品種、礦料級(jí)配及瀝青用量。1材料準(zhǔn)備 21 2礦質(zhì)混合料的配合比組成設(shè)計(jì)(1)確定瀝青混合料類型瀝青混合料類型根據(jù)道路等級(jí)、路面類型、所處的結(jié)構(gòu)層位選定。(2)確定礦料的最大粒徑 各國(guó)對(duì)瀝青混合料的最大粒徑(D)同路面結(jié)構(gòu)層最小厚度的關(guān)系均有規(guī)定,建議結(jié)構(gòu)層厚
24、度與最大粒徑口之比應(yīng)控制在hD2。(3)確定礦質(zhì)混合料的級(jí)配范圍根據(jù)已確定的瀝青混合料類型,查閱規(guī)范推薦的礦質(zhì)混合料級(jí)配范圍(4)礦質(zhì)混合料配合比例計(jì)算組成材料的原始數(shù)據(jù)測(cè)定。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)取樣,對(duì)粗集料、細(xì)集料和礦粉進(jìn)行篩析試驗(yàn)。按篩析結(jié)果分別繪出各組成材料的篩分曲線,計(jì)算組成材料的配合比,根據(jù)各組成材料的篩析試驗(yàn)資料,采用圖解法或電算法,計(jì)算符合要求級(jí)配范圍的各組成材料用量比例。22調(diào)整配合比。計(jì)算得的合成級(jí)配應(yīng)根據(jù)下列要求作必要的配合比調(diào)整。3.通過(guò)馬歇爾試驗(yàn)確定瀝青混合料的最佳瀝青用量瀝青混合料的最佳瀝青用量可以通過(guò)各種理論計(jì)算的方法求得。采用試驗(yàn)方法確定瀝青最佳用量目前最常用的方法有維姆法
25、和馬歇爾法。確定瀝青最佳用量按下列步驟。1)制備試樣(1)按確定的礦質(zhì)混合料配合比計(jì)算各種礦質(zhì)材料的用量。(2)根據(jù)相關(guān)材料推薦的瀝青用量范圍(或經(jīng)驗(yàn)的瀝青用量范圍),估計(jì)適宜的瀝青用量(或油石比)。 2)測(cè)定物理、力學(xué)指標(biāo)以估計(jì)瀝青用量為中值,以0.5間隔上下變化瀝青用量制備馬歇爾試件不少于5組。23然后在規(guī)定的試驗(yàn)溫度及試驗(yàn)時(shí)間內(nèi)用馬歇示儀測(cè)定穩(wěn)定度和流值,同時(shí)計(jì)算空隙率、飽和度及礦料間隙率。3)馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果分析 24(1)繪制瀝青用量與物理力學(xué)指標(biāo)關(guān)系圖,以瀝青用量為橫坐標(biāo),以視密度、空隙率、飽和度、穩(wěn)定度、流值為縱坐標(biāo)。將試驗(yàn)結(jié)果繪制成瀝青用量與各項(xiàng)指標(biāo)的關(guān)系曲線。(2)求取相應(yīng)于穩(wěn)
26、定度最大值的瀝青用量a1、相應(yīng)于密度最大的瀝青用量a2以及相應(yīng)千規(guī)定空隙率范圍中值筋青用量a3,求取三者平均值作為最佳瀝青用量的初始值OAC1。(3)求出各項(xiàng)指標(biāo)符合瀝青混合料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的瀝青用量范圍OACmin-OACmax,其中值為OAC2。 (4)根據(jù)OAC1和OAC2綜合確定瀝青最佳用量(OAC1),按最佳瀝青用量的初始值OAC1在圖中求取相應(yīng)的各項(xiàng)指標(biāo)值,檢查其是否符合規(guī)定的馬歇爾設(shè)計(jì)配合比技術(shù)指標(biāo)。 密度試驗(yàn)瀝青密度或相對(duì)密度與瀝青道路性能無(wú)直接關(guān)系,它基本上是原油先天決定的指標(biāo),煉油工藝基本上無(wú)法改變?yōu)r青的密度。測(cè)定密度的目的有兩個(gè),一是瀝青貯存期間體積與質(zhì)量換算用,另一個(gè)是計(jì)算瀝
27、青混合料最大理論密度供配合比設(shè)計(jì)所用。由于密度是有用的指標(biāo),但不是瀝青性能指標(biāo),因此在規(guī)定中無(wú)限定值。1目的和適用范圍 (1)瀝青的密度是試樣在規(guī)定溫度下單位體積所具有的質(zhì)量,以t/m3或g/cm3表示,非經(jīng)注明,規(guī)定溫度為15。(2)瀝青的相對(duì)密度是指在規(guī)定溫度下,瀝青質(zhì)量與同體積的水質(zhì)量之比值。25非經(jīng)注明,瀝青與水的相對(duì)密度是指25相同溫度下的相對(duì)密度。(3)本方法適用于利用比重瓶測(cè)定各種瀝青材料的密度與相對(duì)密度。本方法可以測(cè)定密度(15),換算得相對(duì)密度(2525);也可以測(cè)定相對(duì)密度(2525),換算求取密度(15)。2儀具與材料本試驗(yàn)需要下列儀具與材料:(1)比重瓶:玻璃制,瓶塞下
28、部與瓶口須經(jīng)仔細(xì)研磨。瓶塞中間有一個(gè)垂直孔,以便由孔中排除空氣。比重瓶的容積為20-30mL,質(zhì)量不超過(guò)40g(2)恒溫水浴:能保持恒定于測(cè)試溫度±0.1。(3)烘箱:200,裝有溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)器。(4)天平:感量不大于1mg。(5)濾篩:0.6mm、2.36mm各一個(gè)。(6)溫度計(jì):0-50,分度0.1。(7)燒杯:600-800mL。(8)真空干燥器。(9)洗液:玻璃儀器清洗26液,三氯乙烯(分析純)等。10)蒸餾水(或去離子水)。(11)表面活性劑:洗衣粉(或洗滌靈)。(12)其他:軟布、濾紙等。 273方法與步驟1)準(zhǔn)備工作:(1)用洗液、水、蒸餾水先后仔細(xì)洗滌比重瓶,然后烘干
29、稱其質(zhì)量(m1),準(zhǔn)確至1mg。(2)將盛有新煮沸并冷卻的蒸餾水的燒杯浸入恒溫水浴中一同保溫,在燒杯中插入溫度計(jì),水的深度必須超過(guò)比重瓶頂部40mm以上。(3)使恒溫水浴及燒杯中的蒸餾水達(dá)至規(guī)定的試驗(yàn)溫度土0.1。2)比重瓶水值的測(cè)定步驟(1)將比重瓶及瓶塞放人恒溫水浴中,燒杯底浸沒水中的深度應(yīng)不少于100mm,燒杯口露出水面,并用夾具將其固牢。(2)待燒杯中水溫再次達(dá)至規(guī)定溫度并保溫30min后;將瓶塞塞人瓶口,使多余的水由瓶塞上的毛細(xì)孔中擠出。注意,比重瓶?jī)?nèi)不得有氣泡。(3)將燒杯從水浴中取出,再?gòu)臒腥〕霰戎仄?,立即用干凈軟布將瓶塞頂部擦拭一次,再迅速擦干比重瓶外面的水分,稱其質(zhì)量(m
30、2),準(zhǔn)確至1mg。注意瓶塞頂部只能擦拭一次,即使由于膨脹瓶塞上有小水滴也不能再擦拭。(4)以m2-m1作為試驗(yàn)溫度時(shí)比重瓶的水值。3)液體瀝青試樣的試驗(yàn)步驟(1)將試樣過(guò)篩(0.6mm)后注入干燥比重瓶中至滿,注意不要混人氣泡。(2)將盛有試樣的比重瓶及瓶塞移人恒溫水?。y(cè)定溫度土0.1)內(nèi)盛有水的燒杯中,水面應(yīng)在瓶口下約40mm。注意勿使水浸人瓶?jī)?nèi)。(3)從燒杯內(nèi)的水溫達(dá)到要求的溫度后起算保溫30min后,將瓶塞塞上,使多余的試樣由瓶塞的毛細(xì)孔中擠出。仔細(xì)用蘸有三氯乙烯的棉花擦28凈孔口擠出的試樣,并注意保持孔中充滿試樣。(4)從水中取出比重瓶,立即用干凈軟布仔細(xì)地擦去瓶外的水分或粘附的試
31、樣(注意不得再揩孔口)后,稱其質(zhì)量(m3),準(zhǔn)確至1mg。4)粘稠瀝青試樣的試驗(yàn)步驟(1)將準(zhǔn)備好的瀝青試樣,仔細(xì)注入比重瓶中,約至23高度。注意勿使試樣粘附瓶口或上方瓶壁,并防止混人氣泡。(2)取出盛有試樣的比重瓶,移人干燥器中,在室溫下冷卻不少于1h,連同瓶塞稱其質(zhì)量(m4),準(zhǔn)確至1mg。(3)從水浴中取出盛有蒸餾水的燒杯,將蒸餾水注入比重瓶,再放入燒杯中(瓶塞也放進(jìn)燒杯中)。然后把燒杯放回已達(dá)試驗(yàn)溫度的恒溫水槽中,從燒杯中的水溫達(dá)到規(guī)定溫度時(shí)起算保溫30min后,使比重瓶中氣泡上升到水面,用細(xì)針挑除。保溫至水的體積不再變化為止。待確認(rèn)29比重瓶已經(jīng)恒溫且無(wú)氣泡后,再用保溫在規(guī)定溫度水中
32、的瓶塞塞緊,使多余的水從塞孔中溢出,此時(shí)應(yīng)注意不得帶人氣泡。(4)保溫30min后,取出比重瓶,按前述方法迅速揩干瓶外水分后稱其質(zhì)量(m5),準(zhǔn)確至1mg。 305)固體瀝青試樣的試驗(yàn)步驟(1)試驗(yàn)前,如試樣表面潮濕,可用干燥、清潔的空氣吹干:,或置50烘箱中烘干。(2)將50-100g試樣打碎,過(guò)0.6mm及2.36mm篩)取0.6-2.36mm的粉碎試樣不少于5g放人清潔、干燥的比重瓶中,塞緊瓶塞后稱其質(zhì)量(m6),準(zhǔn)確至1mg。(3)取下瓶塞;將恒溫水浴內(nèi)燒杯中的蒸餾水注入比重瓶,水面高于試樣約、10mm,同時(shí)加入幾滴表面活性劑溶液(如1%洗衣粉、洗滌靈),并搖動(dòng)比重瓶使大部分試樣沉入水
33、底,必須使試樣顆粒表面上附氣泡逸出。注意,搖動(dòng)時(shí)勿使試樣搖出瓶外。(4)取下瓶塞,將盛有試樣和蒸餾水的比重瓶置真空干燥箱(器)中抽真空,逐漸達(dá)到真空度98kPa(735mmHg,不少于15min。如比重瓶試樣表面仍有氣泡,可再加幾滴表面活性劑溶液,搖動(dòng)后再抽真空:必要時(shí),可反復(fù)幾次操作,直至元?dú)馀轂橹?。注:抽真空不宜過(guò)快,防止樣品帶出比重瓶,(5)將保溫?zé)械恼麴s水再注入比重瓶中至滿,輕輕地塞好瓶塞、再將帶塞的比重瓶放人盛有蒸餾水的燒杯中,并塞緊瓶塞。(6)將有比重瓶的盛水燒杯再置恒溫水?。ㄔ囼?yàn)溫度士0.1)中保持至少30min后,取出比重瓶,迅速揩干瓶外水分后稱其質(zhì)量(m7),準(zhǔn)確至1mg
34、。 4計(jì)算 (1)計(jì)算試驗(yàn)溫度卞液體瀝青試樣的密度或相對(duì)密度(2)計(jì)算試驗(yàn)溫度下粘稠瀝青試樣的密度或相對(duì)密度(3)計(jì)算試驗(yàn)溫度下固體31瀝青試樣的密度或相對(duì)密度 5報(bào)告同一試樣應(yīng)平行試驗(yàn)兩次,當(dāng)兩次試驗(yàn)結(jié)果的差值符合重復(fù)性試驗(yàn)的精度要求時(shí),以平均值作為瀝青的密度試驗(yàn)結(jié)果,并準(zhǔn)確至3位小數(shù),試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)注明試驗(yàn)溫度。6精密度或允許差(1)對(duì)粘稠石油瀝青及液體瀝青,重復(fù)性試驗(yàn)精度的允許差為0.003g/cm3;再現(xiàn)性試驗(yàn)精度的允許差為0.007g/cm3(2)對(duì)固體瀝青,重復(fù)性試驗(yàn)精度的允許差為0.01g/cm3,再現(xiàn)性試驗(yàn)精度的允許差為0.02g/cm3。(3)相對(duì)密度的精密度要求與密度相同(無(wú)單
35、位)。含蠟量試驗(yàn)石油瀝青中的蠟含量測(cè)定是個(gè)比較復(fù)雜的問(wèn)題、,它是以蒸餾法餾出油分后,在規(guī)定的溶劑及低溫下結(jié)晶析出的蠟含32量,以質(zhì)量百分比表示。國(guó)外測(cè)定瀝青蠟含量方法很多,如各種蒸餾法、硫酸法、組成分析等,而用于析出蠟的溶劑也不同,如乙醚-乙醇、苯-甲乙酮,甲醇-丙酮、丙烷-丁烷等。所以根據(jù)使用不同的測(cè)定方法及不同的冷凍溶劑,瀝青的蠟含量也不相同。這實(shí)際上牽涉到對(duì)蠟含量的定義。蠟含量是一個(gè)非常重要的指標(biāo),它對(duì)我國(guó)采用石蠟原油煉制的瀝青尤為重要:直接影響到瀝青產(chǎn)品的質(zhì)量,所以我國(guó)在高等級(jí)道路用石油瀝脊技術(shù)要求中已列入蠟含量指標(biāo)。1.目的和適用范圍(1)本方法規(guī)定了用裂解蒸餾法在規(guī)定條件下,測(cè)定道
36、路石油瀝青中的蠟含量,以質(zhì)量百分率表示,非經(jīng)注明,冷卻結(jié)晶的溫度為-20(2)本方法適用于測(cè)定道路石油瀝青的蠟含量)2儀具與材料 33本試驗(yàn)需要下列儀具與材料: (1)冷凝管蒸餾瓶:耐熱玻璃制成。(2)冷卻過(guò)濾裝置:玻璃制,由吸濾瓶、砂芯過(guò)濾漏斗、試樣冷卻筒、塞子及冷浴等組成,過(guò)濾漏斗(P16)的孔徑系數(shù)為10-16m。(3)立式高溫電爐。電熱套或燃?xì)鉅t。(4)天平:感量不大于1mg及不大于0.1g各一個(gè)。(5)溫度計(jì):(-30至+60),分度0.5。(6)錐形燒瓶: 150mL或250mL數(shù)個(gè)。(7)水流泵或真空泵。(8)乙醚、乙醇:化學(xué)純。(9)石油醚經(jīng)硅膠脫芳烴(60-90):化學(xué)純。(
37、10)工業(yè)酒精及干冰(固體CO2)。(11)冰塊。(12)其他:烘箱、恒溫水浴、量筒、燒杯、鐵架、U形水銀柱壓力計(jì)(或真空表)、洗液、蒸餾水、溫度計(jì)、電爐等。 3.方法與步驟 1)準(zhǔn)備工作、(1)將蒸餾瓶洗凈、干燥后,稱其質(zhì)量,準(zhǔn)確至01g,然后置烘箱中備用。34(2)將150mL或250mL錐形瓶洗凈、烘干、編號(hào)后,稱其質(zhì)量,準(zhǔn)確至1mg,然后置干燥器中備用。(3)將冷卻裝置各部洗凈、干燥,其中砂芯過(guò)濾漏斗用洗液浸泡后蒸餾水洗至中性,然后干燥備用。(4)準(zhǔn)備瀝青試樣。(5)用高溫爐蒸餾時(shí),應(yīng)預(yù)先加熱并控制爐內(nèi)恒溫550土10?!埃?)在燒杯內(nèi)備好冰水。2)試驗(yàn)步驟1)在蒸餾瓶中稱取瀝青試樣質(zhì)
38、量(mb為(50±1)g,準(zhǔn)確至0.1g,并將瓶塞塞妥用錐形瓶做接受器,裝在盛有冰水的燒杯中。(2)當(dāng)用高溫電爐時(shí),將盛有試樣的蒸餾瓶置已恒溫(550±10)的電爐中,并迅速將瓶頸固定在鐵架的彈簧支架上,蒸餾瓶支管與置于冰水中的錐形瓶連接。如用燃?xì)鉅t時(shí),調(diào)節(jié)火焰高度將蒸餾瓶周圍包住。(3)調(diào)節(jié)加熱強(qiáng)度(即調(diào)節(jié)蒸餾瓶至高溫爐間距離3536或燃?xì)鉅t火焰大小),使從加熱開始起5-8min內(nèi)開始初餾(支管端口流出第一滴餾分)。其后以每秒兩滴(4-5mLmin的流出速度繼續(xù)蒸餾至無(wú)溜出油為止,然后在1min內(nèi)將蒸餾瓶底燒紅(即瓶?jī)?nèi)蒸餾殘留物焦化)。全部蒸餾過(guò)程必須在25min內(nèi)完成。
39、蒸餾后支管中殘留的餾出油應(yīng)流入接受器中。(4)將盛有餾出油的錐形瓶從冰水中取出,拭干瓶外水分,在室溫下冷卻稱其質(zhì)量,得到餾出油總質(zhì)量(m1),準(zhǔn)確至0.05g。(5)將錐形瓶中的餾出油加熱熔化,并攪拌均勻。加熱時(shí)溫度不要太高,避免有蒸發(fā)損失。然后將熔化的餾出油注入另一己知質(zhì)量的錐形瓶(250mL)中,稱取用于脫蠟的餾出油質(zhì)量(m2),準(zhǔn)確至1mg,其數(shù)量需使其冷凍過(guò)濾后能得到0.05-0.1g蠟,但取樣量不得超過(guò)10g。(6)將冷卻過(guò)濾裝置裝妥,并將吸濾瓶支管用橡膠管與水流泵(或真空泵)及U形水銀柱壓力計(jì)連接起來(lái)。向冷浴中注入適量的冷液(工業(yè)酒精),其液面比試樣冷卻筒內(nèi)液面(乙醚-醇)高約70
40、mm以上,以便向冷浴內(nèi)加干冰不致濺人試樣冷卻筒內(nèi),用適當(dāng)工具攪拌冷液,使之保持溫度(-20土0.5);也可取低溫水槽作冷浴,此時(shí)冷液可采用l:1甲醇水溶液,低溫水槽應(yīng)能自動(dòng)控溫到(-20土05)。 (7)將盛有餾出油的錐形瓶注入10mL乙醚,使其充分溶解,然后注入試樣冷卻筒中,再用15mL乙醚分兩次清洗盛油的錐形瓶,并將清洗液倒人試樣冷卻筒中,將25mL乙醇注入試樣冷卻筒內(nèi)與乙醚充分混合均勻。從加入乙醚時(shí)間開始,冷卻幾,使蠟充分結(jié)晶析出。(8)預(yù)先在另一錐形瓶或試管(50mL)中量取50nIL乙醚一乙醇1:1混合液,使其冷卻至-20,至少恒冷15min以后再使37用。(9)當(dāng)試樣冷卻筒中溶液冷
41、卻結(jié)晶后,拔起其中的塞子,過(guò)濾結(jié)晶析出的蠟,并將塞子用適當(dāng)方法或吊在試樣冷卻筒中,保持自然過(guò)濾30min。(10)當(dāng)砂芯過(guò)濾漏斗內(nèi)看不到液體時(shí),啟動(dòng)水流泵(或真空泵),調(diào)節(jié)U形水銀柱壓力計(jì)真空度,使濾液的過(guò)濾速度為每秒一滴左右,抽濾至元液體滴落)然后小心地關(guān)閉水流泵(或真空泵),使壓力計(jì)恢復(fù)常壓。再將已冷卻的乙醚一乙醇混合液一次加入30mL,洗滌蠟層,并清洗塞子及試樣冷卻筒內(nèi)壁。繼續(xù)過(guò)濾,當(dāng)溶劑在蠟層上看不見時(shí),繼續(xù)抽濾5min,將蠟中的溶劑抽干,以除去蠟中的溶液。(11)從冷浴中取出試樣冷卻過(guò)濾裝置,取下吸濾瓶,將其中溶液傾人一回收瓶中。吸濾瓶也用乙醚一乙醇混合液中洗3次,每次用10-15m
42、L,洗液倒人回收瓶中。(12)將試樣冷卻筒、塞子及吸濾瓶重38新裝妥,再將30mL已預(yù)熱至(50-6O)的石油醚清洗試樣冷卻筒及塞子,拔起塞子使溶液流至過(guò)濾漏斗,待漏斗中無(wú)溶液后,再用熱石油醚溶解漏斗中的蠟兩次,每次用量35mL,然后立即用水流泵(或真空泵)吸濾,至無(wú)液滴滴落。(13)將吸濾瓶中蠟溶液傾人已稱質(zhì)量的錐形瓶中)并用常溫石油醚分三次清洗吸濾瓶,每次用量10-15mL。洗液倒人錐形瓶的蠟溶液中。(14)將盛有蠟溶液的錐形瓶放在適宜的熱源上,囫收溶劑或使溶劑蒸發(fā)凈盡。然后將錐形瓶置溫度為105土5烘箱中除去石油醚,然后放入真空干燥箱(105土5,殘壓21-35kPa)中1h,再置干燥器
43、中冷卻1h后稱其質(zhì)量,得到析出蠟的質(zhì)量m3,準(zhǔn)確至0.1mg。3)同一瀝青試樣蒸餾后,從餾出油中取3個(gè)試樣進(jìn)行試驗(yàn)。 394.計(jì)算(1)計(jì)算瀝青試樣的蠟含量。(2)在方格紙上以得到蠟的質(zhì)量(g)為橫軸,蠟的質(zhì)量百分率為縱軸,求出其關(guān)系直線,然后按內(nèi)推法求出蠟的質(zhì)量為0.075g一時(shí)的蠟的質(zhì)量百分率。3個(gè)試樣平行試驗(yàn)結(jié)果最大值與最小值之差符合重復(fù)性試驗(yàn)精度要求時(shí),取其平均值作為蠟含量結(jié)果,取小數(shù)點(diǎn)(%)。注:關(guān)系直線的方向系數(shù)只取正值,有兩條直線時(shí),取內(nèi)插值的平均值。5.精密度或允許差蠟含量測(cè)定時(shí)重復(fù)性或再現(xiàn)性試驗(yàn)精度的允許差應(yīng)符合下列要求:蠟含量(%) 重復(fù)性() 再現(xiàn)性()0.0-1.0 0
44、.1 0.3 1.0-3.0 0.3 1.0>3.0 0.5 1.5二、瀝青混合料馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)方法1.概述: 瀝青混合料穩(wěn)定度試驗(yàn)是將瀝40青混合料制成直徑101.6mm、高63.5mm的圓柱形試件,在穩(wěn)定度儀上測(cè)定其穩(wěn)定度和流值,以這兩項(xiàng)指標(biāo)來(lái)表征其高溫時(shí)的抗變形能力。2試驗(yàn)儀具:瀝青混合料馬歇爾試驗(yàn)儀、恒溫水槽、真空飽水容器、烘箱、天平、溫度計(jì)、卡尺或試件高度測(cè)定器、棉紗、黃油。3試驗(yàn)方法1)用卡尺(或試件高度測(cè)定器)測(cè)量試件直徑和高度(如試件高度不符合63.5mm±1.3mm要求或兩側(cè)高度差大于2mm時(shí),此試件應(yīng)作廢),并按本節(jié)三的方法測(cè)定試件的物理指標(biāo)。2)將恒溫水
45、槽(或烘箱)調(diào)節(jié)至要求的試驗(yàn)溫度,對(duì)粘稠石油瀝青混合料為60±1。將試件置于已達(dá)規(guī)定溫度和恒溫水槽(或烘箱)中保溫30-40min。試件應(yīng)墊起,離容器底部不小于5cm。3)馬歇爾試驗(yàn)41儀的上下壓頭放人水槽(或烘箱)中達(dá)到同樣溫度,將上下壓頭從水槽(或烘箱)中取出拭干凈內(nèi)面。為使上下壓頭滑動(dòng)自如,可在下壓頭的導(dǎo)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(shè)備上。4)將流值測(cè)定裝置安裝于導(dǎo)棒上,使導(dǎo)向套管輕輕地壓住上壓頭,同時(shí)將流值汁讀數(shù)調(diào)零。在上壓頭的球座上放妥鋼球,并對(duì)準(zhǔn)荷載測(cè)定裝置(應(yīng)力環(huán)或傳感器)的壓頭,然后調(diào)整應(yīng)力環(huán)中百分表對(duì)準(zhǔn)零或?qū)⒑芍貍鞲衅鞯淖x數(shù)復(fù)位
46、為零。5)啟動(dòng)加載設(shè)備,使試件承受荷載,加速速度為(50±5)mmmin。當(dāng)試驗(yàn)荷載達(dá)到最大值的瞬間,取下流值計(jì),同時(shí)讀取應(yīng)力環(huán)中百分表(或荷載傳感器)讀數(shù)和流值計(jì)的流值讀數(shù)(從恒溫水槽中取出試件至測(cè)出最大荷載值的時(shí)間,不應(yīng)超過(guò)30s)。 426)試驗(yàn)結(jié)果和計(jì)算7)試驗(yàn)結(jié)果報(bào)告試驗(yàn)結(jié)果報(bào)告馬歇爾穩(wěn)定度、流值、馬歇爾模數(shù)以及試件尺寸、試件的密度、空隙率.瀝青含量、瀝青體積百分率、瀝青飽和度、礦料間隙率等各項(xiàng)物理指標(biāo)。第四節(jié)、瀝青混合料熱穩(wěn)定性試驗(yàn)檢測(cè)方法瀝青混合料高溫穩(wěn)定性是指瀝青混合料夏季高溫通常為60條件下,經(jīng)車輛荷載長(zhǎng)期重復(fù)作用后,不產(chǎn)生車轍和波浪等病害的性能。我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定,
47、對(duì)高速公路、一級(jí)公路、城市快速路、主干路用瀝青混合料,還應(yīng)通過(guò)車轍試驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度指標(biāo)檢驗(yàn)其抗車轍性能。一、瀝青混合料車轍試驗(yàn)方法1概述:瀝青混合料車轍試驗(yàn)是用一塊碾壓成型的板塊試件(通常尺寸為300mm 43x 300mm x 50mm)在規(guī)定溫度條件(通常為60)下以一個(gè)輪壓為0.7MPa的實(shí)心橡膠輪胎在其上行走測(cè)量試件在變形穩(wěn)定期時(shí),每增加1mm變形需要行走的次數(shù),即稱為“動(dòng)穩(wěn)定度”,以次/mm表示。動(dòng)穩(wěn)定度是評(píng)價(jià)瀝青混凝土路面高穩(wěn)定性的一個(gè)指標(biāo),也是瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)時(shí)的一個(gè)輔助性檢驗(yàn)指標(biāo)。2.試驗(yàn)儀具:車轍試驗(yàn)機(jī):試件臺(tái)、試驗(yàn)輪、加載位置、試模、變形測(cè)量裝置、恒溫室、臺(tái)秤3.試驗(yàn)方法(
48、1)測(cè)定試驗(yàn)輪壓強(qiáng)應(yīng)符合(0.7±0.05MPa,將試件裝于原試模中。(2)將試件連同試模一起,置于達(dá)到試驗(yàn)溫度(60±1)的恒溫室中,保溫不少于5h,也不得多于24h。在試件的試驗(yàn)輪不行走的部位上;粘貼二個(gè)熱電偶溫度計(jì))控制試件溫度穩(wěn)定在(60±0.5)。 44(3)將試件連同試模置于車轍試驗(yàn)機(jī)的試件臺(tái)上;試驗(yàn)輪在試件的中央部位,其行走方向須與試件碾壓方向一致。開動(dòng)車轍變形自動(dòng)記錄儀,然后啟動(dòng)試驗(yàn)機(jī),使試驗(yàn)輪往返行走,時(shí)間約1h最大變形達(dá)到25mm為止。試驗(yàn)時(shí),記錄儀自動(dòng)記錄變形曲線及試件溫度。 45(4)結(jié)果計(jì)算從曲線上讀取45min(t1)及60min(t2
49、)時(shí)的車轍變形d1及d2,精確至0.01mm。如變形過(guò)大,在未到60min變形已達(dá)25mm時(shí),則以達(dá)到25mm(d2)時(shí)的時(shí)間為t2,將其前15min為t1,此時(shí)的變形量為d1。計(jì)算瀝青混合料試件的動(dòng)穩(wěn)定度。(5)報(bào)告同一瀝青混合料或同一路段的路面,至少平行試驗(yàn)3個(gè)試件。當(dāng)3個(gè)試件動(dòng)穩(wěn)定度變異系數(shù)小于20%時(shí),取其平均值作為試驗(yàn)結(jié)果。變異系數(shù)大于20時(shí)應(yīng)分析原因,并追加試驗(yàn)。如計(jì)算動(dòng)穩(wěn)定值大于6000次mm時(shí),記作>6000次/mm。試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)注明試驗(yàn)溫度、試驗(yàn)輪接地壓強(qiáng)、試件密度、空隙率及試件制作方法等。(6)精密度或允許差重復(fù)性試驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定變異系數(shù)的允許值為20%。第五節(jié) 瀝青混合料水
50、穩(wěn)定性試驗(yàn)檢測(cè)方法一、瀝青與礦料的粘附性試驗(yàn)方法1目的和適用范圍(1)瀝青與礦料粘附性試驗(yàn)是根據(jù)瀝青粘附在粗集料表面的薄膜在一定溫度下,受水的作用產(chǎn)生剝離的程度,以判斷瀝青與集料表面的粘附性能。(2)本方法適用于測(cè)定瀝青與礦料的粘46附性及評(píng)定集料的抗水剝離能力。根據(jù)瀝青混合料的最大集料粒徑,對(duì)于大于13.2mm及小于(或等于)13.2mm的集料分別選用水煮法或水浸法進(jìn)行試驗(yàn),對(duì)同一種料源既有大于又有小于13.2mm不同粒徑的集料時(shí),取大于13.2mm水煮法試驗(yàn)為標(biāo)準(zhǔn),對(duì)細(xì)粒式瀝青混合料以水浸法試驗(yàn)為標(biāo)準(zhǔn)。2適用于大于13.2mm粗集料的試驗(yàn)方法(水煮法)(1)試驗(yàn)步驟將集料逐個(gè)用細(xì)線在中部系
51、牢,再置于105土5烘箱內(nèi)1h。準(zhǔn)備瀝青試樣。逐個(gè)取出加熱的礦料顆粒用線提起,浸人預(yù)先加熱的瀝青(石油瀝青130-150、煤瀝青100-110)試樣中45s后,輕輕拿出,使集料顆粒完全為瀝青膜所裹覆。將裹覆瀝青的集料顆粒懸掛于試驗(yàn)架上,下面墊一張廢紙,使多余的瀝青流掉,并在室溫47下冷卻15min。待集料顆粒冷卻后,逐個(gè)用線提起,浸人盛有煮沸水的大燒杯中央,調(diào)整加熱爐,使燒杯中的水保持微沸狀態(tài),但不允許有沸開的泡沫。浸煮3min后,將集料從水中取出,觀察礦料顆粒上瀝青膜的剝落程度,評(píng)定其粘附性等級(jí)。同一試樣應(yīng)平行試驗(yàn)5個(gè)集料顆粒,并由兩名以上經(jīng)驗(yàn)豐富的試驗(yàn)人員分別評(píng)定后,取平均等級(jí)作為試驗(yàn)結(jié)果
52、。 484適用于小于13.2mm粗集料的試驗(yàn)方法(水浸法)試驗(yàn)步驟:按四分法稱取集料顆粒(9.5-13.2mm)100g置搪瓷盤中,連同搪瓷盤一起放入已升溫至瀝青拌和溫度以上5的烘箱中持續(xù)加熱1h。按每100g礦料加入瀝青(5.5±0.2)g的比例稱取瀝青,準(zhǔn)確至0.1g。放人小型拌和容器中,一起置人同一烘箱中加熱15min。將搪瓷盤中的集料倒人拌和容器的瀝青中后,從烘箱中取出拌和容器,立即用金屬鏟均勻拌和1-1.5min,使集料完全被瀝青膜裹覆占然后,立即將裹有瀝青的集料取20個(gè),用小鏟移至玻璃板上攤開,并置室溫下冷卻1h。將放有集料的玻璃板浸人溫度為(80±2)的恒溫水
53、槽中:保持30min,并將剝離及浮于水面的瀝青,用紙片撈出。由水中小心取出玻璃板,浸入水槽內(nèi)的冷水中,仔細(xì)觀察裹覆集料的瀝青薄膜的剝落情況。由兩名以上經(jīng)驗(yàn)豐富的試驗(yàn)人員分別目測(cè),評(píng)定剝離面積的百分率,評(píng)定后取平均值表示。由剝離面積百分率評(píng)定瀝青與集料粘附性的等級(jí)。第六節(jié) 瀝青混合料中瀝青的含量測(cè)試方法(一)離心分離法1目的和適用范圍 49(1)瀝青混合料的瀝青含量是瀝青質(zhì)量在瀝青混合料總質(zhì)量中的比例,當(dāng)采用油石比時(shí),它表示瀝青質(zhì)量與瀝青混合料中的礦料總質(zhì)量的比例,均以質(zhì)量百分率表示。(2)本方法適用于熱拌熱鋪瀝青混合料路面施工時(shí)的瀝青用量檢測(cè))以評(píng)定拌和廠產(chǎn)品質(zhì)量。此法也適用于舊路調(diào)查時(shí)檢測(cè)瀝
54、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(píng)定瀝青的老化性質(zhì)。2.儀具與材料:離心抽提議、圓環(huán)形濾紙、回收瓶、壓力過(guò)濾裝置、天平、量筒、電烘箱、三氯乙烯、碳酸銨飽和溶液、小鏟,金屬盤,大燒杯等。3方法與步驟試驗(yàn)步驟:(1)向裝有試樣的燒杯中注入三氯乙烯溶劑,將其浸沒,記錄溶劑角量浸泡30min,用玻璃棒適當(dāng)攪動(dòng)混合料,使瀝青充分溶解。5051注:也可直接在離心分離器中浸泡。(2)將混合料及溶液倒人離心分離器,用少量溶劑將燒杯及玻璃棒上的粘附物全部洗入分離容器中。 (3)稱取潔凈的圓環(huán)形濾紙質(zhì)量,準(zhǔn)確至0.01g。注意,濾紙不宜多次反復(fù)使用,有破損者不能使用,有石粉粘附時(shí)應(yīng)用毛刷
55、清除干凈。(4)將濾紙墊在分離器邊緣上,加益緊固。在分離器出口處放上回收瓶,上口應(yīng)注意密封,防止流出液成霧狀散失。(5)開動(dòng)離心機(jī),轉(zhuǎn)速逐漸增至3000rmin,瀝青溶液通過(guò)排出口注人回收瓶中,待流出停止后停機(jī)。(6)從上蓋的孔中加入新溶劑,數(shù)量相同。稍停3-5min后,重復(fù)上述操作,如此數(shù)次直至流出的抽提液成清徹的淡黃色為止。(7)卸下上蓋,取下圓環(huán)形濾紙,在通風(fēng)櫥或室內(nèi)空氣中蒸發(fā)后放人105±5的烘箱中干燥,稱取質(zhì)量,其增重部分(m2)為礦粉的一部分。將容器中的集料仔細(xì)取出,在通鳳櫥或室內(nèi)空氣中蒸發(fā)后放人:105±5的烘箱中烘干(一般需4h),然后放人大干燥器中冷卻至室
56、溫,稱取集料質(zhì)量(m1)。(9)用壓力過(guò)濾器過(guò)濾回收瓶中的瀝青溶液,由濾紙的增重購(gòu)得出泄漏入濾液中礦粉。如元壓力過(guò)濾器時(shí),也可用燃燒法測(cè)定。(10)用燃燒法測(cè)定抽提液中礦粉質(zhì)量的步驟如下:將回收瓶中的抽提液倒人量筒中,準(zhǔn)確定量至(Va)mL。充分?jǐn)噭虺樘嵋?,取?0mL(Vb)放人增蝸中,在熱浴上適當(dāng)加熱使溶液試樣變成暗黑色后,置高溫爐(500-600)中燒成殘?jiān)?,取出坩堝冷卻。向坩堝中按每1g殘?jiān)?mL的用量比例,注入碳酸銨飽和溶液,靜置lh后放人105±5爐箱中干燥。取出后放在干燥器中冷卻,稱取殘?jiān)|(zhì)量(m4)。 524計(jì)算(1)計(jì)算瀝青混合料中礦料的總質(zhì)量。(2)計(jì)算瀝青混合料
57、中的瀝青含量和油石比。5報(bào)告同一瀝青混合料試樣至少平行試驗(yàn)兩次,取平均值作為試驗(yàn)結(jié)果。兩次試驗(yàn)結(jié)果的差值應(yīng)小于0.3,當(dāng)大于0.3但小于0.5時(shí),應(yīng)補(bǔ)充平行試驗(yàn)一次,以3次試驗(yàn)的平均值作為試驗(yàn)結(jié)果;3次試驗(yàn)的最大值與最小值之差不得大于0.5。(二)回流式抽提儀法1.目的和適用范圍(1)瀝青混合料的瀝青含量是瀝青質(zhì)量在瀝青混合料總質(zhì)量中的比例,當(dāng)采用油石比時(shí),它表示瀝青質(zhì)量與瀝青混合料中的礦料總質(zhì)量的比例,均以質(zhì)量百分率表示。(2)本方法規(guī)定用回流式抽53提儀法測(cè)定瀝青混合料中瀝青的含量。(3)本方法適用于瀝青路面施工的瀝青用量檢測(cè)使用,以評(píng)定施工質(zhì)量,也適用于舊路調(diào)查中檢測(cè)瀝青路面的瀝青用量。
58、但對(duì)煤瀝青路面,需有煤瀝青的游離碳含量的原始測(cè)定數(shù)據(jù)。 542儀具與材料:回流式瀝青抽提儀、濾紙筒、天平、溶劑、碳酸銨飽和溶液、蒸餾燒瓶、濾紙、脫脂棉、烘箱、高溫爐(1000)、量筒、金屬盤、磁蒸發(fā)皿。 3方法與步驟 試驗(yàn)步驟:(1)檢查抽提儀是否全部裝妥。(2)開放進(jìn)水閥,使冷水流入冷凝器,充滿后不斷由排水閥流出。(3)接通電路,加熱抽提筒內(nèi)的溶劑至沸騰后,其蒸汽上升遇冷凝器冷凝后滴人銅網(wǎng)篩筒溶洗混合料試樣中的瀝青,并通過(guò)濾紙流至抽提筒內(nèi)。如此反復(fù)溶洗,至試樣中的瀝青被溶解洗凈為止。這一過(guò)程一般需要8-10h。(4)抽提結(jié)束,關(guān)閉電源。待冷卻后關(guān)閉進(jìn)水閥,取下冷凝器,仔細(xì)將筒網(wǎng)篩筒取出,置通風(fēng)櫥內(nèi)晾干,再將裝有礦料的濾紙筒置干凈的金屬盤中,并置烘箱(105±5)內(nèi)烘至恒重,一般需4h。(5)分別稱取烘干的礦料質(zhì)量(m2)及帶用礦粉
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