道路實(shí)驗(yàn)與檢測(cè)技術(shù)之瀝青材料試驗(yàn)

瀝青材料試驗(yàn)

大連理工大學(xué)土木水利實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心道路工程實(shí)驗(yàn)室《道路實(shí)驗(yàn)與檢測(cè)技術(shù)》教學(xué)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.通過(guò)瀝青三大指標(biāo)實(shí)驗(yàn)，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(cè)定方法和瀝青標(biāo)號(hào)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(gè)指標(biāo)歸類：第一類為瀝青的路用性能（針入度、延度、軟化點(diǎn)、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(diǎn)）石油瀝青的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

蠟對(duì)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(shí)會(huì)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(shí)會(huì)使瀝青變得脆硬，導(dǎo)致低溫抗裂性降低；此外，蠟會(huì)使瀝青與石料粘附性降低，在有水的條件下，會(huì)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(huì)使瀝青路面的抗滑性降低，影響路面的行車安全。

對(duì)于瀝青含蠟量的限制，由于世界各國(guó)測(cè)定方法不同，所以限制值也不一致，其范圍為2%～4%。我國(guó)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(píng)價(jià)方法1.瀝青的分級(jí)指標(biāo)---用針入度和60度粘度測(cè)定法2.瀝青的高溫穩(wěn)定性指標(biāo)---軟化點(diǎn)和60度粘度測(cè)定3.瀝青的低溫抗裂性指標(biāo)---用脆點(diǎn)和延度測(cè)定4.瀝青的抗老化性能指標(biāo)---用旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱測(cè)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(cè)定三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.針入度實(shí)驗(yàn)2.延度實(shí)驗(yàn)3.軟化點(diǎn)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)粘稠石油瀝青路用性能最常用的經(jīng)驗(yàn)指標(biāo)為：針入度、延度、軟化點(diǎn)，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(hào)）延度——塑性（低溫抗裂性）軟化點(diǎn)——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(cè)定瀝青的條件粘度軟化點(diǎn)是瀝青達(dá)到規(guī)定條件粘度時(shí)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(wú)泡沫）注：加熱時(shí)間不超過(guò)30min瀝青溫度不超過(guò)100℃③瀝青通過(guò)0.6mm的濾篩，目的：過(guò)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(yàn)項(xiàng)目所需的量并有富余。④瀝青一次灌入各項(xiàng)試驗(yàn)的模具中。注：反復(fù)加熱的次數(shù)不得超過(guò)兩次；灌模剩余的瀝青不得重復(fù)使用。（一）針入度實(shí)驗(yàn)針入度試驗(yàn)

(Penetrationtest)該法是瀝青材料在規(guī)定溫度條件下，以規(guī)定質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)針經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間貫入瀝青試樣的深度（以1/10為單位計(jì)）。針入度試驗(yàn)常用條件為5℃、15℃、25℃和35℃等，但標(biāo)準(zhǔn)針質(zhì)量和貫入時(shí)間均為100g和5s.針入度值愈大，表示瀝青愈軟（稠度愈?。?shí)質(zhì)上，針入度是測(cè)定瀝青稠度的一種指標(biāo)。通常稠度高的瀝青，其粘度亦高。針入度試驗(yàn)（續(xù)）

(Penetrationtest)

實(shí)驗(yàn)條件以：PT、m、t表示。其中P為針入度，T為試驗(yàn)溫度，m為標(biāo)準(zhǔn)針（包括連桿及砝碼）的質(zhì)量，t為貫入時(shí)間。我國(guó)現(xiàn)行試驗(yàn)法(JTJ052T0604-93)規(guī)定：常用的試驗(yàn)條件為：P

25℃、100g、5s針入度試驗(yàn)方法①針入度儀：標(biāo)準(zhǔn)針的連桿無(wú)明顯摩擦垂直運(yùn)動(dòng)精度準(zhǔn)確至0.1mm②標(biāo)準(zhǔn)針：不銹鋼制成，硬度為54～60針的表面粗糙度為0.2～0.3μm針與柄的總質(zhì)量為2.5±0.05g③盛樣皿：試樣皿內(nèi)徑55±1mm,內(nèi)部深度35±1mm（針入度<200時(shí)用）

內(nèi)徑70±1mm,內(nèi)部深度45±1mm（大試樣皿，針入度在200～350時(shí)用）針入度試驗(yàn)方法④樣品準(zhǔn)備：在15～30℃空氣中冷卻小試樣皿1.0～1.5h大試樣皿1.5～2.0h在規(guī)定試驗(yàn)溫度±0.1℃的恒溫水浴中恒溫小試樣皿1.5～2h 大試樣皿2～2.5h⑤開(kāi)始試驗(yàn)：試驗(yàn)溫度25℃±0.1℃求5秒內(nèi)貫入試樣深度，即針入度值（1/10mm）

注：同一試樣平行試驗(yàn)至少3次，各測(cè)點(diǎn)間距離不應(yīng)小于10mm，每一次測(cè)定針必須干凈。試驗(yàn)結(jié)果必須在允許偏差范圍內(nèi)，否則試驗(yàn)重做。（二）延度實(shí)驗(yàn)延度試驗(yàn)

（Ductility）該法是將瀝青試樣制成8字形標(biāo)準(zhǔn)試件（最小斷面1cm2），在規(guī)定拉伸速度和規(guī)定溫度下拉斷時(shí)的長(zhǎng)度（以cm計(jì)）稱為延度。

瀝青的延性是瀝青受到外力的拉伸作用時(shí)，所能承受的塑性變形的總能力。通常是用延度作為條件延性指標(biāo)來(lái)表征延度試驗(yàn)（續(xù)）

（Ductility）

瀝青的延度是采用延度儀來(lái)測(cè)定。

瀝青延度的試驗(yàn)溫度與拉伸速率可根據(jù)要求采用，通常采用的試驗(yàn)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(shí)，應(yīng)在報(bào)告中注名。延度試攤驗(yàn)（續(xù)）（Du揉ct械il丙it答y）我國(guó)鴿現(xiàn)行磚規(guī)范冰規(guī)定施：對(duì)中、輕交通贏量道組路石富油瀝蹈青，試驗(yàn)語(yǔ)溫度T=2湊5℃，拉伸速嫁度v=見(jiàn)5±票0.導(dǎo)25石cm左/m皆in下的撿延度扶；對(duì)重交通量考道路石付油瀝青醒，試驗(yàn)居溫度T=看15欲℃，拉伸速武度v=鍛5±邪0.慮25藍(lán)cm描/m呢in下的延把度。延度試驗(yàn)方返法①延繳度儀午：試礦件浸周沒(méi)于帽水中挽，試膊驗(yàn)過(guò)棒程中喜無(wú)明妨顯振險(xiǎn)動(dòng)。保持規(guī)政定的試塞驗(yàn)溫度尖（25℃，15鏈℃，10美℃，5℃）規(guī)定紙的拉饅伸速潛度5cm靜/mi嬌n，使試習(xí)件拉足遍。②試模愛(ài)：八字講模，由似黃銅制揚(yáng)成由兩個(gè)挑端模和租兩個(gè)側(cè)野模所組述成金屬板岡，由黃紹銅或不首銹鋼制棕成，表覽面粗糙朱度0.竄2μ偉m③樣品加準(zhǔn)備此：甘常油滑室石粉明拌和貫的隔秀離劑域涂在尼金屬胡板和魚(yú)銅模很的內(nèi)稅側(cè)面八字模僻在金屬惡板上組跳裝好瀝青喂樣品屬?gòu)哪Ｇ诘囊惠v端至挨另一拳端往新返注辮入試樣略鼻高出模弓具注：梨兩個(gè)唯端模顫不涂碎隔離鉤劑提（為椅何？膛）延度試驗(yàn)方曲法③樣品陰準(zhǔn)備：那試件在15～30閑℃空氣中無(wú)冷卻30～40晃mi陜n在試驗(yàn)擦溫度的淘水浴中猴保持30m絨in用熱刀析刮平（丑瀝青面威與模面?zhèn)€齊平）子，自模瘦的中地間刮船向兩跟邊試樣吧連同農(nóng)金屬摧板再構(gòu)浸入臭水浴玻中1～1.5窯h④開(kāi)始有試驗(yàn)攝：確文定延輕度儀腦的拉謝伸速屬度，造試驗(yàn)旬溫度±0.改5℃試件報(bào)從金蜻屬板夾上取替下，漂模具丟兩端皺套在掉滑板陰及槽勾端上物，去掉餅側(cè)模水面足距試汁件表棕面不級(jí)小于25m氏m求試縱件拉伙斷時(shí)碼指針書(shū)所指隊(duì)標(biāo)尺傭上的什讀數(shù)鹽，即修為試董樣的技延度硬（cm）注：試率驗(yàn)數(shù)據(jù)飛整理見(jiàn)意（P30辭5）8，9，10條。（三妖）軟化瞞點(diǎn)實(shí)驗(yàn)軟化點(diǎn)蜓試驗(yàn)沸（Sof斃ten獅ing先po則int）該法是瀝青蜂試樣彼注于闖內(nèi)徑梯為18.絞9mm的銅慣環(huán)中歐，環(huán)上寸置一朱重3.5秋g的鋼享球，在規(guī)走定的烘加熱佛速度破（5℃碑/m憑in）下進(jìn)錘行加熱涼，瀝青試王樣逐漸軍軟化，夸直至在紅鋼球荷莫重作用償下，使瀝青上產(chǎn)生25舞.4秤mm撓度時(shí)問(wèn)的溫度漂，稱為蠢軟化點(diǎn)漆。軟化點(diǎn)填試驗(yàn)（續(xù)）（Sof伙ten滿ing傘po億int）根據(jù)已隊(duì)有研究置認(rèn)為：瀝青在帽軟化點(diǎn)隙時(shí)的粘巴度約為120填0Pa訴·s?；蛳鄬?duì)嗽于針入營(yíng)度值800（1/1插0mm）。據(jù)此，雖可以認(rèn)杏為：軟化點(diǎn)夸是一種俊人為的票“等粘綢溫度”。故軟外化點(diǎn)橋既是統(tǒng)反映腹瀝青估材料集熱穩(wěn)衣定性堪的一戀個(gè)指乖標(biāo)，也是旦瀝青后粘度遍的一接種量誤度。軟化混點(diǎn)試驗(yàn)遇方法①環(huán)與娘球軟化饞點(diǎn)儀：我雙環(huán)結(jié)膏構(gòu)，由柳鋼球，統(tǒng)試樣環(huán)洗，定位番環(huán)，試驗(yàn)戲架，差燒杯癥組成鋼球亡→直頑徑9.白53稈mm，質(zhì)宋量3.5防±0.慌05g，由鋼莊制成試樣環(huán)庭→內(nèi)徑19賭.8竭mm（上療內(nèi)徑訴），15.欄9mm（下內(nèi)訪徑）定位環(huán)攏→使鋼陡球定位煩于試樣榆環(huán)中央試驗(yàn)架滔→由兩廣個(gè)連接揮桿，三光層平行繩金屬板殿組成中層板遇與下層帽板之間閱的距離為25悼.4梁mm燒杯砌→容矛積為800～10水00猴ml，直徑則不小于86渡mm高度搬不小絮于120妖mm，無(wú)普嘴高功型燒綢杯②樣品匹準(zhǔn)備：梳試樣環(huán)劑放在涂學(xué)有隔離虜劑的金繡屬板上符或玻璃利板上試樣獨(dú)注入價(jià)試樣司環(huán)內(nèi)淹，略顛高出盲環(huán)面試樣旱在15～30℃空氣中培冷卻30聲mi遮n用熱刀側(cè)刮平（含瀝青面需與環(huán)面脆齊平）恒溫紋水浴5±造0.割5℃，保節(jié)持15匹mi哲n軟化憲點(diǎn)試驗(yàn)謎方法③開(kāi)始這試驗(yàn)：璃燒杯內(nèi)5℃的蒸餾爐水，放置試傾樣環(huán)，降套上鋼妹球定位畫(huà)環(huán)，整牢個(gè)環(huán)架站放入燒黨杯內(nèi)，調(diào)整豪水面務(wù)（水佛面至縫液面儀指示脹線）環(huán)架荒上任痛何部職分均尊不得震有氣味泡垂直插葉入溫度運(yùn)計(jì)，至賢試樣環(huán)荷下面齊尾平求水溫墊以5±壩0.棍5℃她/m疲in速度上至升，試敞樣受熱愁軟化下填墜至與下層踩底板表燈面接觸帆時(shí)的溫汪度，即仗為試樣許的軟化糠點(diǎn)(℃)注：取要平行測(cè)蜓定兩個(gè)且結(jié)果的借算術(shù)平蠻均值為遵測(cè)定結(jié)拼果瀝青三棍大指標(biāo)（試?guó)B驗(yàn)準(zhǔn)餡備時(shí)旦間)針入度空中筆冷卻1--門-1.閣5小時(shí)恒溫聞水浴1.悉5-圈--遲2小時(shí)軟化點(diǎn)空