道路實驗與檢測技術(shù)之瀝青材料試驗

道路實驗與檢測技術(shù)之瀝青材料試驗

一、實驗?zāi)康?.通過瀝青三大指標(biāo)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(biāo)的測定方法和瀝青標(biāo)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(biāo)準(zhǔn)。二、標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)“重交通量道路石油瀝青的技術(shù)要求”中8個指標(biāo)歸類：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）第二類為瀝青成分的控制指標(biāo)（溶解度、含蠟量）第三類為瀝青的工藝性質(zhì)（閃點）石油瀝青的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

蠟對瀝青性能的影響，現(xiàn)有研究認(rèn)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；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，會使路面石子產(chǎn)生剝落現(xiàn)象，造成路面破壞；更嚴(yán)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。

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2%～4%。我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,重交通量道路石油瀝青的

含蠟量（蒸餾法）不大于3%

含蠟量（蒸餾法）不大于3%。

瀝青的含蠟量石油瀝青的評價方法1.瀝青的分級指標(biāo)---用針入度和60度粘度測定法2.瀝青的高溫穩(wěn)定性指標(biāo)---軟化點和60度粘度測定3.瀝青的低溫抗裂性指標(biāo)---用脆點和延度測定4.瀝青的抗老化性能指標(biāo)---用旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱測定5.瀝青的綜合指標(biāo)---用蠟含量,密度,溶解度,針入度指數(shù)測定三、實驗內(nèi)容1.針入度實驗2.延度實驗3.軟化點實驗評價粘稠石油瀝青路用性能最常用的經(jīng)驗指標(biāo)為：針入度、延度、軟化點，通稱“瀝青三大指標(biāo)”。瀝青三大指標(biāo)針入度——粘滯性（確定瀝青標(biāo)號）延度——塑性（低溫抗裂性）軟化點——感溫性（高溫穩(wěn)定性）瀝青三大指標(biāo)（續(xù)）針入度是在規(guī)定溫度下測定瀝青的條件粘度軟化點是瀝青達(dá)到規(guī)定條件粘度時的溫度延度與瀝青的流變特性、膠體結(jié)構(gòu)和化學(xué)組分等有密切的關(guān)系瀝青試樣準(zhǔn)備①恒溫烘箱中（烘箱溫度80℃左右）加熱至瀝青全部熔化。②盛樣器皿在有石棉墊的爐具上緩慢加熱。目的：脫水（即無泡沫）注：加熱時間不超過30min

瀝青溫度不超過100℃③瀝青通過0.6mm的濾篩，目的：過濾（去雜質(zhì)）注：盛樣器皿要干凈,干燥數(shù)量要滿足一批試驗項目所需的量并有富余。④瀝青一次灌入各項試驗的模具中。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。（一）針入度實驗針入入度度試試驗驗(Penetrationtest)該法法是是瀝青青材材料料在在規(guī)規(guī)定定溫溫度度條條件件下下，，以以規(guī)規(guī)定定質(zhì)質(zhì)量量的的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)針針經(jīng)經(jīng)過過規(guī)規(guī)定定時時間間貫貫入入瀝瀝青青試試樣樣的的深深度度（（以以1/10為單單位位計計））。。針入入度度試試驗驗常常用用條條件件為為5℃℃、15℃℃、25℃℃和35℃℃等，，但標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)針針質(zhì)質(zhì)量量和和貫貫入入時時間間均均為為100g和5s.針入入度度值值愈愈大大，，表表示示瀝瀝青青愈愈軟軟（（稠稠度度愈愈小?。?。。實質(zhì)質(zhì)上上，，針針入入度度是是測測定定瀝瀝青青稠稠度度的的一一種種指指標(biāo)標(biāo)。。通常常稠稠度度高高的的瀝瀝青青，，其其粘粘度度亦亦高高。。針入入度度試試驗驗（續(xù)續(xù)））(Penetrationtest)實驗驗條條件件以以：：PT、m、t表示示。。其中中P為針針入入度度，，T為試試驗驗溫溫度度，，m為標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)針針（（包包括括連連桿桿及及砝砝碼碼））的的質(zhì)質(zhì)量量，，t為貫入時時間。我國現(xiàn)行行試驗法法(JTJ052T0604-93)規(guī)定：常用的試試驗條件件為：P25℃℃、100g、5s針入度試驗方法法①針入度儀儀：標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)針的連連桿無明明顯摩擦擦垂直運動動精度準(zhǔn)確確至0.1mm②標(biāo)準(zhǔn)針：：不銹鋼鋼制成，，硬度為為54～60針的表面面粗糙度度為0.2～0.3μμm針與柄的的總質(zhì)量量為2.5±±0.05g③盛樣皿：：試樣皿皿內(nèi)徑55±1mm,內(nèi)部深度度35±1mm（針入度度<200時用）內(nèi)徑70±1mm,內(nèi)部深度度45±1mm（大試樣樣皿，針針入度在在200～350時用）針入度試驗方法法④樣品準(zhǔn)備備：在15～30℃空氣中冷冷卻小小試樣樣皿1.0～1.5h大試樣皿皿1.5～2.0h在規(guī)定試試驗溫度度±0.1℃的恒溫水水浴中恒恒溫小試樣皿皿1.5～2h大試樣皿皿2～2.5h⑤開始試驗驗：試試驗溫度度25℃±±0.1℃求5秒內(nèi)貫入入試樣深深度，即即針入度度值（1/10mm）注：同一一試樣平平行試驗驗至少3次，各測測點間距距離不應(yīng)應(yīng)小于10mm，每一次測測定針必必須干凈凈。試驗結(jié)果果必須在在允許偏偏差范圍圍內(nèi)，否否則試驗驗重做。。（二）延度實驗延度試驗驗

（Ductility）該法是將瀝青試試樣制成成8字形標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)試件（（最小斷斷面1cm2），在規(guī)定拉拉伸速度度和規(guī)定定溫度下下拉斷時時的長度度（以cm計）稱為為延度。。瀝青的延延性是瀝瀝青受到到外力的的拉伸作作用時，，所能承受受的塑性性變形的的總能力力。通常是用用延度作作為條件件延性指指標(biāo)來表表征延度試驗驗（續(xù)）（Ductility）瀝青的延延度是采采用延度度儀來測測定。瀝青延度度的試驗驗溫度與與拉伸速速率可根根據(jù)要求求采用，，通常采采用的試驗溫度為25℃、15℃、10℃或5℃；拉伸速度為5±0.25cm/min。當(dāng)?shù)蜏夭捎?±0.05cm/min拉伸速度時，應(yīng)應(yīng)在報告中注名名。延度試驗（續(xù)）（Ductility）我國現(xiàn)行規(guī)范規(guī)規(guī)定：對中、輕交通量道路石油油瀝青，試驗溫度T=25℃，拉伸速度v=5±0.25cm/min下的延度；對重交通量道路石油油瀝青，試驗溫度T=15℃，拉伸速度v=5±0.25cm/min下的延度。延度試驗方法①延度儀：試件浸浸沒于水中，試試驗過程中無明明顯振動。保持規(guī)定的試驗驗溫度（25℃，15℃，10℃，5℃）規(guī)定的拉伸速度度5cm/min，使試件拉足。。②試模：八字模模，由黃銅制成成由兩個端模和兩兩個側(cè)模所組成成金屬板，由黃銅銅或不銹鋼制成成，表面粗糙度度0.2μm③樣品準(zhǔn)備：甘油油滑石粉拌和的的隔離劑涂在金金屬板和銅模的的內(nèi)側(cè)面八字模在金屬板板上組裝好瀝青樣品從模的的一端至另一端端往返注入試樣略高出模具具注：兩個端模不不涂隔離劑（（為何？））延度試驗方法③樣品準(zhǔn)備：試件件在15～30℃空氣中冷卻30～40min在試驗溫度的水水浴中保持30min用熱刀刮平（瀝瀝青面與模面齊齊平），自模的中間刮向向兩邊試樣連同金屬板板再浸入水浴中中1～1.5h④開始試驗：確定定延度儀的拉伸伸速度，試驗溫溫度±0.5℃試件從金屬板上上取下，模具兩兩端套在滑板及及槽端上，去掉側(cè)模水面距試件表面面不小于25mm求試件拉斷時指指針?biāo)笜?biāo)尺上上的讀數(shù)，即為為試樣的延度（（cm）注：試驗數(shù)據(jù)整整理見（P305）8，9，10條。（三）軟化點實驗軟化點試驗（（Softeningpoint）該法是瀝青試樣注于內(nèi)內(nèi)徑為18.9mm的銅環(huán)中，環(huán)上置一重3.5g的鋼球，在規(guī)定的加熱速速度（5℃/min）下進(jìn)行加熱，，瀝青試樣逐漸軟軟化，直至在鋼鋼球荷重作用下下，使瀝青產(chǎn)生25.4mm撓度時的溫度，，稱為軟化點。。軟化點試驗（續(xù)）（Softeningpoint）根據(jù)已有研究認(rèn)認(rèn)為：瀝青在軟化點時時的粘度約為1200Pa·s?；蛳鄬τ卺樔攵榷戎?00（1/10mm）。據(jù)此，可以認(rèn)為為：軟化點是一種人人為的“等粘溫度”。故軟化點既是反反映瀝青材料熱熱穩(wěn)定性的一個個指標(biāo)，也是瀝青粘度的的一種量度。軟化點試驗方法①環(huán)與球軟化點儀儀：雙環(huán)結(jié)構(gòu)，，由鋼球，試樣樣環(huán)，定位環(huán)，，試驗架，燒杯組組成鋼球→直徑9.53mm，質(zhì)量3.5±0.05g，由鋼制成試樣環(huán)→內(nèi)徑19.8mm（上內(nèi)徑），15.9mm（下內(nèi)徑）定位環(huán)→使鋼球球定位于試樣環(huán)環(huán)中央試驗架→由兩個個連接桿，三層層平行金屬板組組成中層板與下層板板之間的距離為25.4mm燒杯→容積為800～1000ml，直徑不小于86mm高度不小于120mm，無嘴高型燒杯杯②樣品準(zhǔn)備：試試樣環(huán)放在涂有有隔離劑的金屬屬板上或玻璃板板上試樣注入試樣環(huán)環(huán)內(nèi)，略高出環(huán)環(huán)面試樣在15～30℃空氣中冷卻30min用熱刀刮平（瀝瀝青面與環(huán)面齊齊平）恒溫水浴5±0.5℃，保持15min軟化點試驗方法③開始試驗：燒杯杯內(nèi)5℃的蒸餾水，放置試樣環(huán)，套套上鋼球定位環(huán)環(huán)，整個環(huán)架放放入燒杯內(nèi)，調(diào)整水面（水面面至液面指示線線）環(huán)架上任何部分分均不得有氣泡泡垂直插入溫度計計，至試樣環(huán)下下面齊平求水溫以5±0.5℃/min速度上升，試樣樣受熱軟化下墜墜至與下層底板表面面接觸時的溫度度，即為試樣的的軟化點(℃)注：取平行測定定兩個結(jié)果的算算術(shù)平均值為測測定結(jié)果瀝青三大指標(biāo)（試驗準(zhǔn)備時間間)