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

1、道路實(shí)驗(yàn)與檢測(cè)技術(shù)之瀝青材料試驗(yàn),一、實(shí) 驗(yàn) 目 的,1.通過瀝青三大指標(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

2、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

3、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,恒溫烘箱中（烘箱溫度80左右）加熱至瀝青全部熔化。 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：

4、加熱時(shí)間不超過30min 瀝青溫度不超過100 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(yàn)項(xiàng)目所需的量并有富余。 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)(Penetration test),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?。?。 實(shí)質(zhì)上，針入度是測(cè)定瀝青稠度的一種指

5、標(biāo)。 通常稠度高的瀝青，其粘度亦高。,針入度試驗(yàn)（續(xù)） (Penetration test),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(JTJ 052 T 0604-93)規(guī)定： 常用的試驗(yàn)條件為：P 25 、100g、5s,針入度試驗(yàn)方法,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0.1mm 標(biāo)準(zhǔn)針：不銹鋼制成，硬度為5460 針的表面粗糙度為0.20.3m 針與柄的總質(zhì)量為2.50.05g 盛樣皿：試樣皿內(nèi)徑551mm,內(nèi)部深度351mm（針入度200時(shí)用） 內(nèi)徑701mm,內(nèi)部深度

6、451mm（大試樣皿，針入度在200350時(shí)用）,針入度試驗(yàn)方法,樣品準(zhǔn)備：在1530空氣中冷卻 小試樣皿1.01.5h 大試樣皿 1.52.0h 在規(guī)定試驗(yàn)溫度0.1的恒溫水浴中恒溫 小試樣皿1.52h 大試樣皿 22.5h 開始試驗(yàn)： 試驗(yàn)溫度250.1 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1cm）， 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

7、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50.25cm/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。,延度試驗(yàn)（續(xù)）（Ductility）,我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定： 對(duì)中、輕交通量道路石油瀝青， 試驗(yàn)溫度 T=25， 拉伸速度 v=50.25cm/min下的延度； 對(duì)重交通量道路石油瀝青， 試驗(yàn)溫度 T=15， 拉伸速度 v=50.2

8、5cm/min下的延度。,延度試驗(yàn)方法,延度儀：試件浸沒于水中，試驗(yàn)過程中無(wú)明顯振動(dòng)。 保持規(guī)定的試驗(yàn)溫度（25，15，10，5） 規(guī)定的拉伸速度5cm/min，使試件拉足。 試模：八字模，由黃銅制成 由兩個(gè)端模和兩個(gè)側(cè)模所組成 金屬板，由黃銅或不銹鋼制成，表面粗糙度0.2m 樣品準(zhǔn)備：甘油滑石粉拌和的隔離劑涂在金屬板和銅模的內(nèi)側(cè)面 八字模在金屬板上組裝好 瀝青樣品從模的一端至另一端往返注入 試樣略高出模具 注：兩個(gè)端模不涂隔離劑 （為何？）,延度試驗(yàn)方法,樣品準(zhǔn)備：試件在1530空氣中冷卻3040min 在試驗(yàn)溫度的水浴中保持30min 用熱刀刮平（瀝青面與模面齊平），自模的中間刮向兩邊 試

9、樣連同金屬板再浸入水浴中11.5h 開始試驗(yàn)：確定延度儀的拉伸速度，試驗(yàn)溫度0.5 試件從金屬板上取下，模具兩端套在滑板及槽端上，去掉側(cè)模 水面距試件表面不小于25mm 求試件拉斷時(shí)指針?biāo)笜?biāo)尺上的讀數(shù)，即為試樣的延度（cm） 注：試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理見（P305） 8，9，10條。,（三）軟化點(diǎn)實(shí)驗(yàn),軟化點(diǎn)試驗(yàn)（Softening point）,該法是瀝青試樣注于內(nèi)徑為18.9mm的銅環(huán)中， 環(huán)上置一重3.5g的鋼球， 在規(guī)定的加熱速度（5/min）下進(jìn)行加熱， 瀝青試樣逐漸軟化，直至在鋼球荷重作用下， 使瀝青產(chǎn)生25.4mm撓度時(shí)的溫度，稱為軟化點(diǎn)。,軟化點(diǎn)試驗(yàn)（續(xù)）（Softening poin

10、t）,根據(jù)已有研究認(rèn)為： 瀝青在軟化點(diǎn)時(shí)的粘度約為1200Pas。 或相對(duì)于針入度值800（1/10mm）。 據(jù)此，可以認(rèn)為：軟化點(diǎn)是一種人為的“等粘溫度”。 故軟化點(diǎn)既是反映瀝青材料熱穩(wěn)定性的一個(gè)指標(biāo)， 也是瀝青粘度的一種量度。,軟化點(diǎn)試驗(yàn)方法,環(huán)與球軟化點(diǎn)儀：雙環(huán)結(jié)構(gòu)，由鋼球，試樣環(huán)，定位環(huán)， 試驗(yàn)架，燒杯組成 鋼球直徑9.53mm，質(zhì)量3.50.05g，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)使鋼球定位于試樣環(huán)中央 試驗(yàn)架由兩個(gè)連接桿，三層平行金屬板組成 中層板與下層板之間的距離為25.4mm 燒杯容積為8001000ml，直徑不小于86mm 高度不小于120mm，無(wú)嘴高型燒杯 樣品準(zhǔn)備：試樣環(huán)放在涂有隔離劑的金屬板上或玻璃板上 試樣注入試樣環(huán)內(nèi)，略高出環(huán)面 試樣在1530空氣中冷卻30min 用熱刀刮平（瀝青面與環(huán)面齊平） 恒溫水浴50.5，保持15min,軟化點(diǎn)試驗(yàn)方法,開始試驗(yàn)：燒杯內(nèi)5的蒸餾水， 放置試樣環(huán)，套上鋼球定位環(huán)，整個(gè)環(huán)架放入燒杯內(nèi)， 調(diào)整水面（水面至液面指示線） 環(huán)架上任何部分均不得有氣泡 垂直插入溫度計(jì)，至試樣環(huán)下面齊平 求水溫以50.5/min速度上升，試樣受熱軟化下墜至 與下層底板表面接觸時(shí)的溫度，即