擊實(shí)法制作瀝青混合料試件試驗(yàn)

1、第二節(jié) 擊實(shí)法制作瀝青混合料試件試驗(yàn) 一、目的與適用范圍 1.用標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)法或大型擊實(shí)法制作瀝青混合料試件，以供試驗(yàn)室進(jìn)行瀝青混合料物理性質(zhì)、力學(xué)性能試驗(yàn)使用。 2.標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)法適用于馬歇爾試驗(yàn)、間接抗拉試驗(yàn)(劈裂法)等所使用的101.6mm×63.5mm 圓柱體試件的成型。大型擊實(shí)法適用于152.4mm×95.3mm的大型圓柱體試件的成型。 3.瀝青混合料試件制作時(shí)的礦料規(guī)格及試件數(shù)量應(yīng)符合如下規(guī)定： (1)瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)及在實(shí)驗(yàn)室人工配制瀝青混合料制作試件時(shí)，試件尺寸應(yīng)符合以下規(guī)定：試件直徑不小于集料公稱最大粒徑的4倍，試件厚度不小于集料公稱最大粒徑的 11.5倍。對(duì)

2、直徑101.6mm的試件，集料公稱最大粒徑應(yīng)不大于26.5mm。對(duì)粒徑大于 26.5mm的粗粒式瀝青混合料，其大于26.5mm的集料應(yīng)用等量的13.226.5mm集料代替(替代法)，也可采用直徑152.4mm的大型圓柱體試件。大型圓柱體試件適用于集料公稱最大粒徑不大于37.5mm的情況。實(shí)驗(yàn)室成型的一組試件的數(shù)量不得少于4個(gè)，一般取56個(gè)。 (2)用拌和廠及施工現(xiàn)場(chǎng)采集的拌和瀝青混合料成品制作直徑101.6mm的試件時(shí)，按下列規(guī)定選用不同的方法及試件數(shù)量： 當(dāng)集料公稱最大粒徑小于或等于26.5mm時(shí)，可直接取樣(直接法)。一組試件的數(shù)量通常為4個(gè)。 當(dāng)集料公稱最大粒徑大于26.5mm，但不大于

3、31.5mm，宜將大于26.5mm的集料篩除后使用 (過篩法)，一組試件數(shù)量為4個(gè);如采用直接法，一組試件的數(shù)量為6個(gè)。 當(dāng)集料公稱最大粒徑大于31.5mm時(shí)，必須采用過篩法，過篩的篩孔為26.5mm，一組試件為4個(gè)。 二、儀具與材料 1.電動(dòng)馬歇爾擊實(shí)儀：由擊實(shí)錘、98.5mm 平圓形壓實(shí)頭及帶手柄的導(dǎo)向棒組成，電機(jī)帶動(dòng)鏈條將擊實(shí)錘舉起，從(457.2±1.5)mm高度沿導(dǎo)向桿自由落下，標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)錘質(zhì)量(4536±9)g。自動(dòng)記錄擊實(shí)次數(shù)。 大型擊實(shí)儀：由擊實(shí)錘、149.5mm平圓形壓實(shí)頭及帶手柄的導(dǎo)向桿組成。電機(jī)帶動(dòng)鏈條將擊實(shí)錘舉起，從(457.2±2.5)mm

4、高度沿導(dǎo)向桿自由落下，大型擊實(shí)錘質(zhì)量(10210±10)g。 擊實(shí)速率為(60±5)次/min。 2.標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)臺(tái)：用以固定試模，在200mm× 200mm×457mm的硬木墩上面有一塊305mm×305mm×25mm的鋼板，木墩用4根圓鋼固定在電動(dòng)馬歇爾擊實(shí)儀下面的底板上。木墩采用青岡櫟、松或其他干密度為(0.670.77)g/cm3的硬木制成。 圖2-3 實(shí)驗(yàn)室用電動(dòng)馬歇爾擊實(shí)儀3.試驗(yàn)室用自動(dòng)瀝青混合料拌和機(jī)：能保證拌和溫度并充分拌和均勻，可控制拌和時(shí)間，容量不小于20L，如圖2-4所示。攪拌葉自轉(zhuǎn)速度7080r/min，公轉(zhuǎn)速度

5、4050r/min。 圖2-4 實(shí)驗(yàn)室用瀝青混合料拌合機(jī)4.電動(dòng)液壓脫模器：可無破損地推出圓柱體試件、有標(biāo)準(zhǔn)圓柱體試件及大型圓柱體試件尺寸的推出環(huán)。 5.試模：由高碳鋼或工具鋼制成，每組包括內(nèi)徑(101.6±0.2)mm，高87mm的圓柱形金屬筒、底座(直徑約120.6mm)和套筒(內(nèi)徑101.6 mm、高70mm)各1個(gè)。 大型圓柱體試件的試模與套筒如圖3所示。套筒外徑165.1mm，內(nèi)徑(155.6±0.3)mm，總高83mm。試模內(nèi)徑152.4mm，總高115mm，底座板厚12.7mm，直徑172mm。 6.電烘箱：大、中型各一臺(tái)，0 200，可以調(diào)節(jié)設(shè)定溫度。 7.

6、電子秤：用于稱量礦料，感量不大于0.5g;用于稱量瀝青，感量不大于0.1g。 8.瀝青運(yùn)動(dòng)粘度測(cè)定儀：毛細(xì)管粘度計(jì)、賽波特重油粘度計(jì)或布洛克菲爾德粘度計(jì)。 圖2-5 大型圓柱體試件的試模與套筒(單位：mm)9.溫度計(jì)：ST20型紅外測(cè)溫儀。或采用有金屬插桿的熱電偶瀝青溫度計(jì)，金屬插桿的長度不小于300mm。量程0300，數(shù)字顯示或度盤指針的分度0.1，且有留置讀數(shù)功能。 10.插刀或大螺絲刀、電爐、瀝青熔化鍋、拌合鏟、標(biāo)準(zhǔn)篩、濾紙(或普通紙)、膠布、卡尺、秒表、粉筆、棉紗等。 三、準(zhǔn)備工作 1.確定制作瀝青混合料試件的拌和與壓實(shí)溫度。 (1)按規(guī)程測(cè)定瀝青的粘度，繪制粘溫曲線。按表2-5的要求

7、確定適宜于瀝青混合料拌和及壓實(shí)的等粘溫度。 表2-5 適宜于瀝青混合料拌和及壓實(shí)的瀝青等粘溫度瀝青混合料種類粘度與測(cè)定方法適宜于拌合的瀝青結(jié)合料粘度適宜于壓實(shí)的瀝青結(jié)合料粘度石油瀝青 (含改性瀝青)表觀粘度，T 0625 運(yùn)動(dòng)粘度，T0619 賽波特粘度，T 0623(0.17±0.02)Pa·s (170±20)mm2/s (85±10)s(0.28±0.03)Pa·s (280±30)mm2/s (140±15)s煤瀝青恩格拉度，T 062225±340±5液體瀝青混合料的壓實(shí)成型溫度按石油

8、瀝青要求執(zhí)行。 (2)當(dāng)缺乏瀝青粘度測(cè)定條件時(shí)，試件的拌和與壓實(shí)溫度可按表2-6選用，并根據(jù)瀝青品種和標(biāo)號(hào)作適當(dāng)調(diào)整。針入度小、稠度大的瀝青取高限，針入度大、稠度小的瀝青取低限，一般取中值。對(duì)改性瀝青，應(yīng)根據(jù)改性劑的品種和用量，適當(dāng)提高混合料的拌和和壓實(shí)溫度，對(duì)大部分聚合物改性瀝青，需要在基質(zhì)瀝青的基礎(chǔ)上提高1530左右，摻加纖維時(shí)，尚需再提高 10左右。 表2-6 瀝青混合料拌和及壓實(shí)溫度參考表瀝青結(jié)合料種類拌和溫度()壓實(shí)溫度()石油瀝青130160120150煤瀝青9012080110改性瀝青160175140170(3)常溫瀝青混合料的拌和及壓實(shí)在常溫下進(jìn)行。 2.若在拌和廠或施工現(xiàn)場(chǎng)

9、采集瀝青混合料試樣，應(yīng)將試樣置于烘箱中保溫，在混合料中插入溫度計(jì)測(cè)量溫度，待混合料溫度符合要求后成型。需要適當(dāng)拌和時(shí)可倒入已加熱的小型瀝青混合料拌和機(jī)中適當(dāng)拌和，時(shí)間不超過1min。但不得用鐵鍋在電爐或明火上加熱炒拌。 3.在試驗(yàn)室人工配制瀝青混合料時(shí)，材料準(zhǔn)備按下列步驟進(jìn)行： (1)將各種規(guī)格的礦料置(105±5)的烘箱中烘干至恒重(一般不少于46h)。根據(jù)需要，粗集料可先用水沖洗干凈后烘干。也可將粗細(xì)集料過篩后用水沖洗再烘干備用。 (2)按規(guī)定試驗(yàn)方法分別測(cè)定不同粒徑規(guī)格粗、細(xì)集料及填料(礦粉)的各種密度，按 T0603測(cè)定瀝青的密度。 (3)將烘干分級(jí)的粗細(xì)集料，按每個(gè)試件設(shè)計(jì)

10、級(jí)配要求稱其質(zhì)量，在一金屬盤中混合均勻，礦粉單獨(dú)加熱，置烘箱中預(yù)熱至瀝青拌和溫度以上約15(采用石油瀝青時(shí)通常為163;采用改性瀝青時(shí)通常需180)備用。一般按一組試件(每組46個(gè))備料，但進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)時(shí)宜對(duì)每個(gè)試件分別備料。當(dāng)采用替代法時(shí)，對(duì)粗集料中粒徑大于26.5mm的部分，以13.2 26.5mm粗集料等量代替。常溫瀝青混合料的礦料不應(yīng)加熱。 (4)將按規(guī)程T0601采集的瀝青試樣，用恒溫烘箱熔化加熱至規(guī)定的瀝青混合料拌和溫度備用，但不得超過175。當(dāng)不得已采用燃?xì)鉅t或電爐直接加熱進(jìn)行脫水時(shí)，必須使用石棉墊隔開。 4.用沾有少許黃油的棉紗擦凈試模、套筒及擊實(shí)座等置100左右烘箱中加熱1

11、h備用。常溫瀝青混合料用試模不加熱。 四、拌制瀝青混合料 1.粘稠石油瀝青或煤瀝青混合料 (1)將瀝青混合料拌和機(jī)預(yù)熱至拌和溫度以上10左右備用(對(duì)試驗(yàn)室試驗(yàn)研究、配合比設(shè)計(jì)及采用機(jī)械拌和施工的工程，嚴(yán)禁用人工炒拌法熱拌瀝青混合料)。 (2)將每個(gè)試件預(yù)熱的粗細(xì)集料置于拌和機(jī)中，用小鏟子適當(dāng)混合，然后再加入需要數(shù)量的已加熱至拌和溫度的瀝青(如瀝青已稱量在一專用容器內(nèi)時(shí)，可在倒掉瀝青后用一部分熱礦粉將沾在容器壁上的瀝青擦拭一起倒入拌和鍋中)，開動(dòng)拌和機(jī)一邊攪拌一邊將拌和葉片插入混合料中拌和11.5min，然后暫停拌和，加入單獨(dú)加熱的礦粉，繼續(xù)拌和至均勻?yàn)橹?，并使瀝青混合料保持在要求的拌和溫度范圍

12、內(nèi)。標(biāo)準(zhǔn)的總拌和時(shí)間為3min。 2.液體石油瀝青混合料 將每組(或每個(gè))試件的礦料置于已加熱至55100的瀝青混合料拌和機(jī)中，注入要求數(shù)量的液體瀝青，并將混合料邊加熱邊拌和，使液體瀝青中的溶劑揮發(fā)至50%以下。拌和時(shí)間應(yīng)事先試拌決定。 3.乳化瀝青混合料 將每個(gè)試件的粗細(xì)集料，置于瀝青混合料拌和機(jī)(不加熱，也可用人工拌)中，注入計(jì)算的用水量(陰離子乳化瀝青不加水)后，拌和均勻并使礦料表面完全濕潤，再注入設(shè)計(jì)的瀝青乳液用量，在1min內(nèi)使混合料拌勻，然后加入礦粉后迅速拌和，使混合料拌成褐色為止。 五、成型方法 1.馬歇爾標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)法的成型步驟如下： (1)將拌好的瀝青混合料，均勻稱取一個(gè)試件所需

13、的用量(標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試件約1200g，大型馬歇爾試件約4050g)。當(dāng)已知瀝青混合料的密度時(shí)，可根據(jù)試件的標(biāo)準(zhǔn)尺寸計(jì)算并乘以1.03 得到要求的混合料數(shù)量。當(dāng)一次拌和幾個(gè)試件時(shí)，宜將其倒入經(jīng)預(yù)熱的金屬盤中，用小鏟適當(dāng)拌和均勻分成幾份，分別取用。在試件制作過程中，為防止混合料溫度下降，應(yīng)連盤放在烘箱中保溫。 (2)從烘箱中取出預(yù)熱的試模及套筒，用沾有少許黃油的棉紗擦拭套筒、底座及擊實(shí)錘底面，將試模裝在底座上，墊一張圓形的吸油性小的紙，按四分法從四個(gè)方向用小鏟將混合料鏟入試模中，用插刀或大螺絲刀沿周邊插搗15次，中間10次。插搗后將瀝青混合料表面整平成凸圓弧面。對(duì)大型馬歇爾試件，混合料分兩次加入，每

14、次插搗次數(shù)同上。 (3)插入溫度計(jì)，至混合料中心附近，檢查混合料溫度。 (4)待混合料溫度符合要求的壓實(shí)溫度后，將試模連同底座一起放在擊實(shí)臺(tái)上固定，在裝好的混合料上面墊一張吸油性小的圓紙，再將裝有擊實(shí)錘及導(dǎo)向棒的壓實(shí)頭插入試模中，然后開啟電動(dòng)機(jī)或人工將擊實(shí)錘從457mm的高度自由落下?lián)魧?shí)規(guī)定的次數(shù)(75、50或35次)。對(duì)大型馬歇爾試件，擊實(shí)次數(shù)為75次(相應(yīng)于標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)50次的情況)或112次(相應(yīng)于標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí) 75次的情況)。 (5)試件擊實(shí)一面后，取下套筒，將試模上下對(duì)調(diào)，裝上套筒，然后以同樣的方法和次數(shù)擊實(shí)另一面。 乳化瀝青混合料試件在兩面擊實(shí)后，將一組試件在室溫下橫向放置24h;另一組試件置溫度為(105±5)的烘箱中養(yǎng)生24h。將養(yǎng)生試件取出后再立即兩面錘擊各25次。 (6)試件擊實(shí)結(jié)束后，立即用鑷子取掉上下面的紙，用卡尺量取試件離試模上口的高度并由此計(jì)算試件高度，如高度不符合要求時(shí)，試件應(yīng)作廢，并按下式調(diào)