公路瀝青材料內聚特性檢測技術規(guī)程

公路瀝青材料內聚特性檢測技術規(guī)程范圍本文件規(guī)定了瀝青材料內聚特性試驗檢測儀器設備、檢測步驟、計算方法、檢測記錄和報告等要求。本文件適用于公路工程道路石油瀝青以及聚合物改性瀝青的內聚特性檢測，包括原樣瀝青、壓力老化后的瀝青和薄膜加熱試驗（或旋轉薄膜加熱試驗）后的瀝青，以及回收路面瀝青。其他行業(yè)可參照執(zhí)行。規(guī)范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。JTGE20公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程術語和定義下列術語和定義適用于本文件。內聚特性cohesioncharacteristics瀝青材料各個分子間相互結合緊密程度的特征，通過抵抗外力拉伸作用產(chǎn)生的內聚力、內聚能來表征。內聚力cohesionforceF瀝青材料試件在規(guī)定溫度和拉伸速度下進行拉伸時所承受的力，以牛頓（N）計。伸長變形值elongationdeformationvalueL瀝青材料試件在規(guī)定溫度和拉伸速度下進行拉伸，在一定條件下所達到的長度，以厘米（cm）計。內聚能cohesionenergyE瀝青材料消除分子間作用力所需要的能量。在一定溫度和拉伸速下拉伸試件直至斷裂（或至一定長度仍未斷裂），以伸長變形值與對應的內聚力曲線形成的封閉區(qū)域的面積來表示，以焦耳（J）計。注：在平面坐標系中以伸長變形值為橫坐標，對應的內聚力為縱坐標，計算內聚力-伸長變形值曲線與橫坐標形成的封閉區(qū)域面積。儀器設備和材料測力延度儀：應具有自動控溫、控速系統(tǒng)，拉伸速率滿足5cm/min±0.25cm/min。具備拉力及伸長變形值的記錄功能。應滿足試件浸沒于水中，能保持在規(guī)定的試驗溫度及規(guī)定的拉伸速度條件下拉伸試件，且試驗時應無明顯震動。水槽控制溫度的準確度為0.1℃。烘箱：最高工作溫度不低于200℃，裝有溫度自動調節(jié)器。溫度計：量程0℃～50℃，分度值0.1℃。試模底板：玻璃板或磨光的銅板、不銹鋼板（表面粗糙度Ra0.2μm）。試模：黃銅制，由兩個端模和兩個側模組成，試模內側表面粗糙度Ra0.2μm。其形狀及尺寸如圖1所示。說明：A——兩端模環(huán)中心點距離111.5mm～113.5mm；B——試件總長74.54mm～75.5mm；C——端模間距29.7mm～30.3mm；D——肩長6.8mm～7.2mm；E——半徑15.75mm～16.25mm；F——最小橫斷面寬9.9mm～10.1mm；G——端?？趯?9.8mm～20.2mm；H——兩半圓心間距離42.9mm～43.1mm；I——端?？字睆?.5mm～6.7mm；J——厚度9.9mm～10.1mm。圖1測力延度儀試模砂浴或其他加熱爐具。隔離劑：甘油滑石粉（甘油與滑石粉的質量比2:1）。其他：平刮刀、XX網(wǎng)、酒精、食鹽等。準備工作瀝青取樣現(xiàn)場瀝青取樣應依據(jù)JTGE20中T0601的要求進行。試驗室瀝青取樣應采用恒溫烘箱加熱，道路石油瀝青加熱溫度宜控制在135°C-145°C，SBS改性瀝青加熱溫度宜控制在165°C-175°C。瀝青加熱次數(shù)不應超過兩次，攪拌均勻后再進行取樣。樣品制備將隔離劑拌合均勻，涂于清潔干燥的試模底板和兩個側模的內側表面，并將試模在試模底板上裝妥。按JTGE20中T0602規(guī)定的方法準備試樣，然后將試樣自試模的一端至另一端往返數(shù)次緩緩注入模中，最后略高出試模。灌模時不得使氣泡混入。試件在室溫中冷卻不少于1.5h，然后用熱刮刀刮除高出試模的瀝青，使瀝青面與試模齊平，瀝青的刮法應自試模的中間刮向兩端，且表面應刮得平滑。保溫將延度儀注水，水面距試件表面不應小于25mm，開啟保溫使水槽溫度達到試驗溫度±0.1℃。將制備好的試樣連同試模和底板一起放入已達到規(guī)定試驗溫度的延度儀水槽中保溫1.5h。試驗溫度按瀝青類型確定，道路石油瀝青試驗溫度為10℃，聚合物改性瀝青試驗溫度為5℃。試驗步驟將盛有試樣的試模自底板上取下，將試模兩端的孔分別套在滑板及槽端固定板的金屬柱上，并取下側模。開動延度儀，設置拉伸速率為5cm/min±0.25cm/min，然后移動滑板使其指針正對標尺的零點。按規(guī)定的速率拉伸，并注意觀察試樣的延伸情況，此時應注意，在試驗過程中，水溫應始終保持在試驗溫度規(guī)定范圍內，且儀器不得有振動，水面不得有晃動，當水槽采用循環(huán)水時，應暫時中斷循環(huán)，停止流動。在試驗中，當發(fā)現(xiàn)瀝青細絲浮于水面或沉入槽底時，應在水中加入酒精或食鹽，調整水的密度至與試樣相近后，重新試驗。試件拉斷時，輸出并記錄試驗過程中試件的伸長變形值L和內聚力值F。若伸長變形值達到150cm時仍未拉斷，則終止試驗，輸出并記錄試驗過程中試件的伸長變形值L和內聚力值F。內聚能計算方法在平面坐標系中以伸長變形值L為橫坐標，對應的內聚力F為縱坐標，內聚力-伸長變形值曲線與橫坐標形成的封閉區(qū)域面積，為瀝青材料的內聚能E。a.道路石油瀝青b.聚合物改性瀝青說明：L1——斷裂處試件的伸長變形值（即延度）（cm）；F1——最大內聚力（N）；E——內聚能（J）。圖2內聚力、伸長變形值與內聚能的關系圖對于每個瀝青試樣，內聚能E為內聚力的定積分，作為伸長變形值的函數(shù)，按公式（1）計算。宜根據(jù)內聚力和伸長變形值的測試數(shù)據(jù)，使用數(shù)據(jù)處理軟件或計算機工作表進行計算。（1）式中：E——內聚能（J）；dx——沿x軸方向伸長變形值變化量（cm）；f（x）——產(chǎn)生伸長變形值變化量dx的平均作用力（N）；L——試件拉伸至斷裂（或至一定長度仍未斷裂）時的伸長變形值（cm）。報告同一樣品每次平行試驗不少于3個，當三次測定值均符合重復性試驗允許誤差要求時，取其平均值作為內聚能試驗結果；若最大值或最小值不符合重復性試驗要求時，應重新進行試驗。試驗應報告瀝青類型、試驗溫度（℃）、拉伸速度（cm/min）、斷裂處試件的伸長變形值L1（精確至0.1cm）、最大內聚力F1（精確至0.1N）以及內聚能E（精確至0.1J）?！稙r青材料內聚特性檢測記錄表》宜參照附錄A。精密度伸長變形值L1的重復性試驗允許誤差為平均值的20%，再現(xiàn)性試驗的允許誤差為平均值的30%。最大內聚力值F1和內聚能E的重復性試驗允許誤差為平均值的15%，再現(xiàn)性試驗允許誤差為平均值的20%。附錄A（資料性）檢測報告樣式瀝青材料內聚特性檢測記錄表見表A.1。表A.1瀝青材料內聚特性檢測記錄表委托單位樣品名稱工程名稱樣品型號工程部位/用途樣品數(shù)量檢測日期樣品狀態(tài)檢測儀器送樣日期試驗