瀝青及瀝青混合料檢測技術

1、瀝青及瀝青混合料檢測技術試驗工程師及試驗員考試內部培訓講義嘉興市交通工程質量監(jiān)督站瀝青材料種類 按常溫下的稠度劃分1、固體瀝青2、粘稠瀝青3、液體瀝青 按常用類型劃分1、道路石油瀝青2、乳化瀝青3、液體石油瀝青4、煤瀝青5、改性瀝青6、改性乳化瀝青瀝青化學組分瀝青質 約占5%25%膠 質芳香分 約占20%50%飽和分 約占5%20%國產瀝青的一般特點含蠟量較高相對密度一般偏小 18% OGFC3%4% SMA瀝青混合料結構類型1、懸浮密實結構 密實、空隙率低、水穩(wěn)性好，抗裂、耐久、但易車轍2、骨架密實結構 密實、空隙率低、水穩(wěn)性好，抗車轍3、骨架空隙結構 空隙率大、水穩(wěn)性差、易老化、耐久性差、

2、抗車轍瀝青混合料路用性能高溫穩(wěn)定性（車轍）定義：指在高溫條件下，瀝青混合料能夠抵抗車輛反復作用，不會產生顯著永久變形，保證瀝青路面平整的特性。車轍試驗：用來模擬車輛輪胎在路面上行駛所形成的車轍深度的多少，是對瀝青混合料高溫穩(wěn)定性進行評價的一種試驗方法。試驗方法：在規(guī)定的試驗條件下（通常是60）和輪壓條件下（通常為0.7MPa),沿試件表面同一軌跡反復碾壓行走，測定試件表面在試驗過程中形成的車轍深度。以每產生1mm車轍變形所需要的碾壓次數（稱為動穩(wěn)定度）作為評價瀝青混合料抗車轍能力大小的指標。計算公式：DS=(t1-t2)*N/(d2-d1)*C1*C2 其中：N=42次/min,C1(試驗機類

3、型修正）=1,C2（試件系數）=1。瀝青混合料路用性能高溫穩(wěn)定性（馬歇爾試驗）定義：該試驗用來測定瀝青混合料試樣在一定條件下承受破壞荷載能力的大小和承載時變形量的多少。試驗方法區(qū)別：見下表區(qū)別試驗名稱試驗條件計算公式常規(guī)馬歇爾試驗水溫：60養(yǎng)護時間：3045min馬歇爾模數T=MS/FL浸水馬歇爾試驗水溫：60養(yǎng)護時間：48h殘留穩(wěn)定度MS0=MS1/MS*100真空飽水馬歇爾真空度：98.3kPa養(yǎng)護時間：15min水溫：60養(yǎng)護時間：48h殘留穩(wěn)定度MS0=MS2/MS*100馬歇爾試驗操作流程（續(xù)）成型馬歇爾試件脫模、測試物理指標恒溫養(yǎng)生試驗，記錄穩(wěn)定度、流值混合料加熱溫度145165

4、，擊實溫度135155 試件高度63.51.3mm、密度、空隙率、飽和度、瀝青體積百分率60 ，3045min試驗結果的評定：精確度：穩(wěn)定度(0.01KN),流值(0.1mm)數據結果確定：當一組測定值某個測定值與平均值之差大于標準差的k倍時，該測定值應舍棄，并以其余測定值的平均值作為試驗結果。當試件的數目為3、4、5、6個時，k值分別為1.15,1.46,1.67,1.82。瀝青混合料耐久性指標1、空隙率：指壓實狀態(tài)下瀝青混合料內礦料與瀝青體積之外的空隙（不包括礦料本身或表面已被瀝青封閉的空隙）的體積占試件總體積的百分率。2、飽和度：指壓實狀態(tài)下瀝青混合料試件中瀝青實體體積占礦料骨架實體以外

5、的空間體積的百分率。3、殘留穩(wěn)定度：指壓實狀態(tài)下瀝青混合料試件在同一溫度（60），不同養(yǎng)護時間（3045min、48h)的馬歇爾穩(wěn)定度比。瀝青混合料的技術指標JTJ 032-94JTG F40-2004穩(wěn)定度:穩(wěn)定度流值流值空隙率空隙率間隙率間隙率飽和度飽和度殘留穩(wěn)定度動穩(wěn)定度殘留穩(wěn)定度殘留強度比低溫彎曲破壞應變滲水系數空隙率大小對混合料質量的影響 空隙率的大小取決于礦料的級配，瀝青用量及壓實程度。 主觀上希望瀝青混合料的空隙率越小越好，但必須留有一定的空隙，以備在高溫季節(jié)瀝青材料的膨脹變形。 空隙率較大，瀝青與自然環(huán)境的接觸面積和機會就會增大，加速瀝青的老化，影響瀝青路面的使用壽命；同時，空

6、隙率較大，路表水就會滲漏進路面基層，導致基層的破壞，失去承載力，面層也相應破壞。馬歇爾試件制作流程（標準試件，普通瀝青混凝土）將混合料和試模加熱到試驗溫度稱取1200克左右的瀝青混合料裝模雙面擊實75次后，靜置，待試件完全冷卻，脫模如果試件高度不滿足要求，應按下面公式計算應取的混合料質量1200/實測高度X63.5混合料加熱溫度145165 ，擊實溫度135155 成型馬歇爾試件溫度控制要求（）施工工序石油瀝青標號50號70號90號110號130號瀝青加熱溫度160170 155165 150160 145155 140150礦料加熱溫度比瀝青加熱溫度高出1030（填料不加熱）瀝青混合料拌和溫

7、度150170 145165 140160 135155 130150試件擊實成型溫度140160135155130150125145 120140確定標準馬歇爾試件拌和物用量的計算方法材料組成計算：1、假定試件質量為1200g左右2、以各種材料的配比百分率X 1200g得到每一試件所需各材料的質量。3、擊實高度滿足要求（63.51.3mm)4、高度不標準時的換算：所需的混合料質量1200實測高度X63.5瀝青含量的表示方法 瀝青用量 混合料中瀝青的質量 / 混合料的質量X100 油石比 混合料中瀝青的質量 / 混合料中集料的質量X100 兩者換算關系 瀝青用量=油石比 / (100+油石比)

8、 油石比=瀝青用量 / (100-瀝青用量)瀝青混合料的密度1、理論最大密度：假設瀝青混合料被壓實至完全密實，沒有空隙的理想狀態(tài)下的最大密度。2、表觀密度：是指在規(guī)定條件下，瀝青混合料試件的單位表觀體積（瀝青混合料實體體積與不吸水的內部閉口孔隙體積之和）的干質量。3、毛體積密度：是指在規(guī)定條件下，瀝青混合料試件的單位毛體積（瀝青混合料實體體積，不吸水的閉口孔隙、能吸水分的開口孔隙體積之和）的干質量。馬歇爾試件的密度測定方法(1) 表干法： 吸水率2% 水中重法 幾乎不吸水的密級配混凝土 蠟封法 2% 體積法 空隙率較大的透水性開級配馬歇爾試件的密度測定方法(2)稱取試件的空氣中質量m1將試件置

9、于浸水天平的水槽中，待數據穩(wěn)定時讀取水中質量m2取出試件，用濕毛巾擦干表面水，稱取試件表干質量m3計算公式：表觀相對密度m1/(m1-m2)毛體積相對密度m1/(m3-m2)瀝青混合料理論最大密度（真空法）試驗流程(3)稱取容器的水中質量m1(25)稱取滿足規(guī)定要求的試樣質量m2，加入容器內將容器安裝在真空裝置上抽真空（97.3KPa)維持152min振蕩至沒有氣泡出現時至稱取試樣和容器的合計水中重m325計算公式r m2/(m2-(m3-m1)瀝青與礦料的粘附性（水煮法與水浸法）水煮法1、取13.219mm的碎石5顆洗凈，烘干，冷卻，用細線系牢。2、將瀝青加熱130150，將碎石浸入45s后

10、取出。3、室溫冷卻15min。4、將裹附瀝青的碎石浸入微沸的水中3min后取出。5、由兩名有經驗人員觀察碎石表面的瀝青裹附情況，評價。水浸法1、取13.29.5mm的碎石100g。放入盤中，烘箱中加熱（瀝青拌和溫度以上5）1h。2、稱取5.5g瀝青在同一烘箱中加熱15min。3、將2種試樣取出拌和11.5min至瀝青裹附均勻，立即取出20顆移至玻璃板上，冷卻1h。4、將集料連同玻璃板一起置于80恒溫水槽中30min，撈去浮在水面的瀝青。5、取出集料連同玻璃板，置于冷水中。6、由兩名有經驗人員觀察碎石表面的瀝青裹附情況，評價。瀝青與礦料黏附性的評價瀝青膜的剝落情況 黏附性等級 瀝青膜完全保存，剝

11、落面積接近于05瀝青膜少部為水所動，厚度不均勻，剝落面積少于10%4瀝青膜明顯為水所動，厚度不均勻，剝落面積少于30%3瀝青膜大部為水所動，局部保留，剝落面積大于30%2瀝青膜完全為水所動，石料基本裸露，瀝青全部浮于水面1常用瀝青含量的檢測方法 射線法：先對瀝青含量測定儀進行標定，如，預估需要檢測的瀝青用量為5.0%,先標定4.5%、5.0%、5.5%（實際拌制）的瀝青含量參數，再檢測要檢測的混合料的實測數據，對應標定的參數表對應的瀝青含量。（僅適應粘稠石油瀝青）（雷同與砼的含氣量標定） 離心分離法（常用）：用三氯乙烯稀釋瀝青，再用高速旋轉將溶解的溶液甩出，剩余即為集料部分。（僅適應粘稠石油瀝

12、青） 回流式抽提儀法：原理概同離心分離法，區(qū)別在于不是甩出瀝青溶液，而是用濾紙過濾。（不適應煤瀝青，煤瀝青中游離炭的含量存在） 脂肪抽提儀法：原理同回流式抽提儀法。常用瀝青含量的檢測方法（離心分離法）1、稱取10001500g瀝青混合料m1，冷卻至100以下，裝入燒杯中，加入三氯乙烯，浸沒30min，用金屬棒適當攪動，使瀝青溶解。2、將混合物全部倒入離心分離器中。蓋緊上蓋，中間夾一張干燥已知質量的濾紙。3、開動離心機，轉速3000轉/min,用另外一燒杯接受流出的液體。待流出停止后停機。4、從上蓋加入新的三氯乙烯，重復上述3步。待流出的液體為清澈的淡黃色至。5、取出環(huán)型濾紙m2和離心機內的礦料

13、m3，烘干。稱重。6、用壓力過濾器過濾回收液體中的瀝青溶液，殘留在濾紙上的即為泄漏在溶液中的礦粉。7、計算公式：瀝青含量（m1m2m3）/m1*100瀝青用礦料的技術指標（1）材料名稱指標 粗集料細集料礦粉壓碎值洛杉機磨耗值表觀相對密度篩分級配吸水率堅固性針片狀0.075含量軟石含量磨光值粘附性砂當量棱角性親水系數塑性指數安定性瀝青用礦料的技術指標（2）一、粗集料與瀝青的粘附性粗集料與瀝青的粘附性1、影響粘附性因素：集料性質（酸、堿性），表面粗糙度；瀝青中類似瀝青酸的活性物質的含量。2、改善粘附性方法：采用微顯堿性的石礦材料，如石灰?guī)r礦；摻入少量的抗剝落劑（摻量一般不大于瀝青質量的0.5%.二

14、、礦粉在瀝青砼中的應用意義礦粉在瀝青砼中的應用意義1、填充空隙，減小空隙率2、礦粉與瀝青交互作用，形成類似與水泥漿的瀝青膠結材料，將集料膠結在一起。3、礦粉與瀝青交互作用，瀝青裹附在礦粉表面，從分子理論上解釋，相當于增大了瀝青的表面積。4、礦粉與瀝青交互作用，有研究表明，當裹附在礦粉分子表面的瀝青達到一定的厚度，瀝青的粘聚力最大。5、宜選擇顯微堿性的礦粉，可以和瀝青良好地反應結合（如，石灰?guī)r加工的礦粉）。礦料級配的設計（1） 瀝青砼配比的礦料組成常有粗集料、細集料、填料，外加瀝青。有的還包括外加劑。 礦料級配的設計先對各級礦料篩分（水洗法），采用表格計算法、圖解法或采用更先進的電算試配法，將合

15、成級配曲線滿足規(guī)范或設計級配范圍要求。 JTG F40-2004中規(guī)定瀝青砼配合比設計要求設計13種級配配比，其中一條偏上限（混合料較細，如C線）、一條靠近中值（如B線）、另一條偏下限（混合料較粗，如A線）。（見下圖） 瀝青用量的確定：JTJ032-94中對每種瀝青砼有一規(guī)定的瀝青用量范圍，新標準中省略，采用經驗中的預估值為中值，0.3或0.5拌和5組瀝青混合料，綜合各項瀝青砼的技術指標確定最佳瀝青用量（見下面最佳瀝青用量的確定）礦料級配的設計（2）瀝青配合比的3階段設計 目標配合比設計 生產配合比設計 生產配合比驗證1、檢驗原材料的技術性質2、確定冷料的比例3、確定最佳瀝青用量1、確定熱料倉的摻比2、確定最佳瀝青用量1、驗證礦料級配2、驗證各項指標是否合格3、驗證瀝青用量4、試拌、試鋪，確