沥青与沥青混合料试验技术培训

沥青与沥青混合料检测试验技术培训主讲人： 苏 忠高 福建博海工程技术有限公司福建博海工程技术有限公司*11.沥青组分及分类主要组分：油分、树脂、沥青质分 类：天然沥青、石油沥青、沥青胶结料、乳化沥青2.石油沥青的技术性质（ 1）粘滞性：在外力作用下抵抗变形能力，用针入度表示。在规定温度、荷重、时间的条件下，以 0.1mm表示。针入度用于划分沥青的标号，针入度越小表示沥青越稠，反之亦然。（ 2）塑性 用延度表示。在一定的温度下，按一定的速度拉伸至断裂。低温延度值大，在低温环境下沥青的开裂性相对较小。（ 3）温度敏感性 以软化点表示：是沥青材料热稳定性的指标也是沥青条件粘度的表示方式。（ 4）加热稳定性 -抗老化性老化的影响因素，氧化、挥发、接触时间、光照、加热。一、沥青技术性能与试验方法Date2（ 5）沥青感温性：用针入度指数表示，在不同温度条件下，沥青粘度随温度的改变而产生一定的改变，呈现出明显的状态变化，这种随温度的改变产生变化的特点称为沥青的感温性 针入度指数（ 6）粘附性：沥青克服外界不利影响因素，在集料表面的附着能力称为沥青的粘附性，是评价沥青技术性能的一项重要指标公路工程沥青及沥青混合料试验规程 (JTG E20-2011)2011年 9月 13日发布 2011年 12月 1日实施本次对原规程共修订 43项，增补 13项，删除 2项。主要修订内容有：l 修改完善了部分沥青及沥青混合料试验方法的适用范围、仪具与材料技术要求、方法与步骤等。l 在沥青混合料理论最大相对密度测定方法中，取消了真空度标准，统一采用负压标准，同时对试验步骤中的细节进行了修订。l 对沥青混合料试件密度的测定方法、体积参数计算方法进行了补充完善；同时对沥青混合料试件的保存条件提出了要求。l 增补了沥青恋曲蠕变劲度试验（弯曲梁流变仪法）。 Date3l 增补了沥青流变性质试验（动态剪切流变仪法）。l 增补了沥青断裂性能试验（直接拉伸法）。 低温抗开裂l 增补了压力老化容器加速沥青老化试验。 （压力老化仪 PAV）l 增补了乳化沥青与水混合稳定性试验。l 增补了沥青混合料中沥青含量试验（燃烧炉法）。l 沥青混合料抗剪强度试验（三轴压缩法）l 增补了沥青混合料旋转压实试件制作方法（ SGC方法）。l 增补了沥青混合料旋转压实和剪切性能试验（ GTM方法）l 增补了沥青混合料单轴压缩动态模量试验。l 增补了沥青混合料四点弯曲疲劳寿命试验。l 增补了稀浆混合料车辙变形试验l 增补了稀浆混合料拌和试验。l 增补了稀浆混合料配伍性等级试验。l 删除了 T0723沥青合混合料中沥青含量试验（回流式抽提仪法）、T0724沥青混合料中沥青含量试验（脂肪抽提器法）。Date43、沥青取样与试样准备 (T0601-2011)（ 1）沥青取样方法适用范围： 用于生产厂、储存或交货验收地点为检查沥青产品质量而采集各种沥青材料的样品。取样数量： 常规检验的取样粘稠或固体沥青 4.0Kg (原规程 1.5Kg)液体沥青 1L沥青乳液 4L非常规应根据实际确定。（ 2）取样仪具与材料盛样器 根据沥青品种选择沥青取样器：金属制、带塞、塞上有金属长柄提手。（ 3）取样方法和步骤取样和盛样器应干净、干燥，盖子是否配合严密。仲裁样应采用未使用过的新容器存放，且由供需双方人员共同取样。取样后双方在密封条上签字盖章。Date5A、储油罐中取样按液面上、中、下位置各取规定数量 （ 液面高各为 1/3等分处，但距罐底不得低于总液面高度的 1/6)各取 1 4L样品 。 将取出的 3个样品混合后取 4.0Kg数量样品作为试样B、从槽车、罐车、沥青油布车中取样u旋开取样阀待流出 4kg或 4L时取样u仅有放料阀，放出全部沥青的一半时取样u在装料或卸料过程取样，按时间间隔均匀取样至少 3个规定数量混匀再取规定试样C、从沥青储存池中取样分间隔每锅至少取 3个样品， 混匀后再取 4kg作为试样D、从沥青运输船取样每个舱从不同的部位取 3个样品，混匀后再取 4kg作为一个舱的沥青样品供检验用E、从沥青桶中取样当能确定是同一批生产的产品时，可随机取样选取沥青样品桶数Date6选取沥青样品桶数沥青桶总数 选取桶样 沥青桶总数 选取桶样2-8 2 217-343 79-27 3 344-512 828-64 4 513-729 965-125 5 730-1000 10126-216 6 1001-1331 11（ 4）沥青试样制备方法（ T0602-2011）u 目的：为沥青的各项试验做准备，以确保试验结果的代表性和准确性。u 适用范围：道路石油沥青、煤沥青、聚合物改性沥青等需要加热后才能进行试验的沥青样品。u 也适用于对乳化沥青试样进行各项性能测试。每个样品的数量根据需要决定，常规测定不 宜少于 600g 。u 仪器： 烘箱： 200 （有温度控制调节器） 加热炉具：电炉、燃气炉Date7 石棉垫：不小于炉具加热面积 滤筛：筛孔孔径为 0.6mm 烧杯： 1000ml 乳化剂 天平：称量 2000g感量不大于 1g，称量 100g感量不大于 0.1g 温度计： 0 100 及 200 分度 0.1 沥青盛样器皿 玻璃拌、溶剂、洗油、棉纱等Date8u 方法与步骤u 热沥青试样制备放入烘箱（温度为软化点以上 90 通常为 135 、脱水、过 0.6mm筛l 当石油沥青试样中含有水分时，将盛样器皿放在可控温的砂浴、油浴、电热套上加热脱水，不得已采用电炉、燃气炉加热脱水时必须加放石棉垫。l 在沥青温度不超过 100 的条件下，仔细脱水至无泡沫为止，最后的加热温度不宜超过软化点以上 100 （石油沥青）或 50 （煤沥青）4.沥青的标号划分（ 1）道路石油沥青A、道路石油沥青的适用范围应符合下表路道石油沥青的适用范围沥青等级 适用范围A级沥青 各个等级的道路，适用于任何场合和层次B级沥青 1.快速路、主干道沥青下面层及以下的层次，次干道及其他等级道路的各个层次；2.用做改性沥青、乳化沥青、改性乳化沥青、稀释沥青的基质沥青。C级沥青 市政道路不使用 Date9B、道路石油沥青的标号160号 130号 110号 90号 70号 50号 30号C、当缺乏所需标号的沥青时可参配，但质量应符合下表要求。D、道路石油沥青的主要技术要求道路石油沥青的主要技术要求试验项目 70（ A） 50（ A）针入度 (25,100g,5s) (0.1mm) 6080 4060延度 (5cm/min,15) 不小于 (cm) 100 100软化点（环球法） () 46 49闪点 (COC) 不小于 () 260含蜡量（蒸馏法） 不大于 (%) 2.0密度 (15) (g/cm 3) 实测记录溶解度（三氯乙烯） 不小于 (%) 99.5薄膜加热试验163 5h质量损失 不大于 (%) 0.8 0.8针入度比 不小于 (%) 61 63延度 (10) 不小于 (cm) 6 4Date10（ 2）道路用乳化石油沥青PC-1 PC-2 PC-3 BC-1 BC-2 BC-3PA-1 PA-2 PA-3 BA-1 BA-2 BA-3PC 洒布型阳离子； BC 洒布型阴离子；PA 拌和型阳离子； BA 拌和型阴离子。道路用乳化石油沥青的技术要求项 目 PC-3， PA-3 PC-2， PA-2粘 层 用 透 层 用筛 上剩余量 不大于 （ %） 0.1 0.1电 荷 阳离子 带 正 电 （ +）阴离子 带负电 （ -） 阳离子 带 正 电 （ +）阴离子 带负电 （ -）破乳速度 试验 快裂 慢裂粘度 沥 青 标 准粘度 计 C25,3 (s) 820 820恩格拉度 E25 16 16蒸 发 残留物含量 不小于 （ %） 50 50蒸 发 残留物性 质 针 入度 (100g, 25 , 5s) (0.1mm) 45150 50300残留延度比 (25 ) 不小于 (%) 40 40溶解度（三 氯 乙 烯 ） 不小于(%) 97.5 97.5贮 存 稳 定性 5d 不大于（ %） 5 51d 不大于（ %） 1 1与 矿 料的粘附性 裹覆面 积 不小于 2/3 2/3日低温 贮 存 稳 定度 (-5 ) 无粗 颗 粒或 结块 无粗 颗 粒或 结块Date11指 标 要求 试验 方法1.18mm筛 上剩余量 (%) 50物性 延度 (5 ) (cm) 10质 软 化点 TR&B ( ) 50粘层用改性乳化沥青，一般采用粘层用改性乳化沥青，一般采用 SBR 胶乳进行改性，胶乳进行改性，应符合下表的技术要求应符合下表的技术要求Date12（ 3）道路用液体石油沥青快凝 中凝 慢凝AL-(R)12 AL-(M)16 AL-(S)16液体石油沥青技术指标要求见下表试验项 目 单 位 慢裂 AL(S)-3 试验 方法粘度 C60,5 S 1625 T 0621蒸 馏 体 积 ， 360 前 % 100 T 0633含水量 不大于 % 2 T 0612Date13（ 4）道路用煤沥青 T 1 T95.沥青的试验（ 1）针入度 适用于测定道路石油沥青、改性沥青以及液体石油沥青、乳化沥青蒸发后残留物的针入度； 本方法测定聚合物改性沥青的改性效果时，仅适用于融混均匀样品； 针入度指数 PI，用于描述沥青的温度敏感性，宜用 15 、 25 、 30 3 个温度条件测定；针入度后按规定的方法计算得到，若 30 时的针入度值过大，可采用 5 代替。当量软化点 T800是相当于沥青针入度为 800时的温度，用以评价沥青的高温稳定性；当量脆点 T1.2是相当于沥青针入度为 1.2时的温度，用 以评价沥青的低温抗裂性。针入度试验的三次关键性条件分别是温度（ 25 ）时间（ 5S）荷重（ 100g）试验精密度或允许差针入度为 0 49（ 0.1mm） 允许差值为 2（ 0.1mm）针入度为 50 149（ 0.1mm） 允许差值为 4（ 0.1mm）Date14l 针入度仪：为提高测试精度，针入度试验宜采用能够自动计时的针入度仪进行测定，要求针和针连杆必须在列明显摩擦下垂直运动，针的贯入深度必须准确至 0.1mm。l 标准针：由硬化回火的不锈钢制成，洛氏硬度 HRC54 60，表面粗糙度 Ra0.2 0.3m , 针及针杆决质量 2.5g0.05g 针杆应打印有号码标志。每根针必须附有计量部门的检验单，并定期进行检验。l 将试样注入盛样器皿中，试样高度应超过预计针入度值 10mm,并盖上盛样皿，以防落入灰尘。盛有试样的盛样皿在 15 30 室温中冷却不少于 1.5h（小盛样皿）、 2h（大盛样皿）或 3h（特殊盛样皿）后，应移入保持规定试验温度 0.1 的恒温水槽中，并应保温不少于 1.5h(小盛样皿 )、 2h（大试样皿）或 2.5h(特殊盛样皿 )l 同一试样平行试验至少 3次，各测试点之间及盛样皿边缘的距离不应小于 10mml 测定针入度大于 200的沥青试样时，至少用 3支标准针，每次试验后将针留在试样中，直至 3次平行试验完成后，才能将标准针取出。l 测定针入度指数 PI时，按同样的方法在 15 、 25 、 30 （或 5 ） 3个或 3个以上（必要增加 10 、 20 等）温度条件下分别测定沥青的针入度，但用于仲裁试验的温度条件应为 5个Date15（ 2）软化点 （环与球软化点法）适用于测定道路石油沥青、煤沥青的软化点，也适用于测定液体石油沥青经蒸馏或乳化沥青 破乳蒸发后残留物的软化点。软化点在 80 以下者将装有试样的试样环连同试样底样置于装有 50.5 水的恒温水槽中至少 15min。用新煮沸冷却至 5 的蒸馏水 3mim以内调节至维持每分钟上升50.5软化点在 80 以上者将装有试样的试样环连同试样底样置于装有 321 水的恒温水槽中至少 15min。用 321 甘油，其他步骤同上试验精密度或允许差软化点小于 80 时 允许差值为 1 准确度 0.5软化点大于 80 时 允许差值为 2 准确度 0.5 Date16（ 3）延度试验 适用于测定道路石油沥青、液体沥青蒸发残留物和乳化沥青蒸发残留物等材料的延度； 通常采用的试验温度为 25 、 15 、 10 或 5 ；试件在室温中冷却不少于 1.5h,然后用热刮刀刮除高出试模的沥青，使沥青面与试模面齐平。沥青的刮法应自试模的中间刮向两端，且表面应刮得平滑。将试模连同底板再放入规定试验温度的水槽中保温 1.5h. 检查延度仪延伸速度是否符合规定要求，然后移动滑板使其指针正对标尺的零点。将延度仪注水，并保温达到试验温度0.1拉伸延度为 5cm/min0.25/min ，当低温为 1cm/min0.05cm/min ；试验结果小于 100cm时 允许差值为平均值的 20%取 3个测定结果的平均值的整数作为延度试验结果。Date17（ 4）密度与相对密度 为沥青混合料配合比设计和沥青原材料质量与体积之间换算提供必要的参数； 测定沥青密度的标准温度为 15 ； 不能采用温度修正方法即：取消原规程 沥青与水的相对密度（ 25/25 ）=沥青的密度（ 15 ） 0.996 ；l 比重瓶：比重瓶的容积为 20 30ml，质量不超过 40gl 温度计：量程 0 50 ，分度值 0.1l 使恒温水槽及烧杯中的蒸馏水达到规定的试验温度 0.1. 沥青密度试验结果准确至 3位小数，重复性试验的允许差为 0.003g/cm3（石油沥青及液体沥青）； 对固体沥青重复性试验的允许差为 0.01g/cm3；l 比重瓶水值的测定步骤l 1、 将比重瓶及瓶塞放入恒温的水槽中的烧杯里，烧杯底浸没水中的深度应不少于 100mm,烧杯口露出水面，并用夹具将其固牢。l 2、待烧杯中水温再次达到规定温度并保温 30min后，将瓶塞塞入瓶口，使多余的水由瓶塞上的毛细孔中挤出。此时比重瓶内不得有气泡。l 3、将烧杯从水槽中取出，再从烧杯中取出比重瓶，立即用干净软布将瓶塞顶部探试一次，再迅速擦干比重瓶外面的水分，称其质量（ m2），准确至 1mg。瓶塞顶部只能擦拭一次，即使由于膨胀瓶塞上有小水滴也不能再擦拭。 比重瓶的水值应经常校正，一般每年至少进行一次。 Date18（ 5）闪点与燃点 （克利夫兰开口杯法） 本方法适用于克利夫兰开口杯（简称 COC）测定黏稠石油沥青、聚合物改性沥青及闪点在 79 以上的液体石油沥青的闪点和燃点，以评定施工的安全性。 燃点是施工安全的一项参数性指标。l 温度计 :量程 0 360 ，分度值 2l 闪点燃点试验：开始加热试样，升温速度迅速地达到 14 17/min。l 继续加热，保持试样升温速度 5.5/min0.5/min ，并按上述操作要求用点火器点火试验。 预期闪点前 28 能使升温速度控制在5.5/min0.5/min ；试样温度达到预期闪点前 28 时开始，每隔 2 将点火器的试焰沿试验杯口中心以 150mm半径作弧水平扫过 1次；当试样液面上最初出现一瞬即灭的蓝色火焰立即从温度计上读记温度，作为试验的闪点；当试样接触火焰立即着火，并能继续燃烧不小于 5S时，停止加热，并读记温度计上的温度，为燃点；精密度或允许差：闪点 8 燃点 8Date19（ 6）溶解度 适用于测定石油沥青、液体石油沥青或乳化沥青蒸发后残留物的溶解度；溶剂 三氯乙烯（化学纯）。 同一试样至少平行试验 2次，取其平均值作为试验结果，当 2次试验结果之差大于 0.1%时，对于溶解度 99%的试验结果，准确至 0.01%；对于 99%的试验结果，准确至 0.1%。（ 7）蜡含量 （蒸馏法） 适用于裂解蒸馏法测定道路石油沥青的蜡含量； 蜡的存在对石油沥青的路用性质造成极为不利的影响,确切掌握沥青中的蜡含量对了解沥青品质非常重要； 沥青含蜡量的试验过程裂解分馏脱蜡回收蜡Date20l 自动制冷装置：冷浴槽可容纳 3套蜡冷却过滤装置，冷却温度能达到 -30 ，并且能控制在 -300.1 。冷却液介质可采用工业酒精或乙二醇的水溶液等。l 立式可调高温炉：炉 温 55010l 温度计：量程 -3060 ，分度值 0.5l 将高温炉预加热并控制炉内恒温 55010l 向蒸馏烧瓶中装入沥青试样 (mb)50g1g ，准确至 0.1g。l 设定制冷温度，使其冷浴温度保持在 -200.5 。把温度计浸没在冷浴 150mm深处。l 石油沥青中的蜡含量测定是个比较复杂的问题，它是以蒸馏法馏出油分后，使蜡在规定的溶剂及低温下结晶析出，蜡含量以质量百分率 表示。Date21（ 8）老化试验 测定沥青的质量变化、针入度比、延度、软化点等性质的变化，以评定沥青的老化性能；沥青蒸发损失试验：试验条件 （温度 163、 5h）总时间不超过 5.25h适用于 B级（中、轻交通）道路石油沥青。薄膜加热试验： （标准法）试验条件 （温度 163 0.1 、 5h）总时间不超过5.25h适用于 A级（重交通）道路石油沥青。旋转薄膜加热试验：试验条件 （温度 163 0.5 、 75min）若 10min内达不到试验温度，试验终止 适用于 A级（重交通）道路石油沥青。（ 9）其它性能 标准粘度、脆点、燃点等。l Date22l 沥青运动黏度试验（毛细管法） T0619-2011 采用毛细管黏度计测定黏稠石油沥青、液体石油沥青及其蒸馏后残留物的运动黏度试验温度为 135 （黏稠石油沥青）及 60 （液体石油沥青）l 沥青动力黏度试验 T0620-2000本方法适用于采用真空减压毛细管黏度计测定黏稠石油沥青的动力黏度、非经注明，试验温度为 60 ，真空度为40kPal 沥青标准黏度试验 T0621-1993本方法适用于采用道路沥青标准黏度计测定液体石油沥青、煤沥青、乳化沥青等材料流动状态时的黏度。应注明温度及流孔孔径，以 Ct.d表示 t为试验温度（ ）； d为孔径（mm)。l 沥青赛波特黏度试验（赛波特重质油黏度计法） T0623-1993本方法采用赛波特重质油黏度计测定较高温度时的黏稠石油沥青、乳化沥青、液体石油沥青等的条件黏度，并用于确定沥青的施工温。通常情况下，黏稠石油沥青的测定温度为120 180 ，乳化沥青及液体石油沥青的标准试验温度为25 及 50 。 Date23l 沥青旋转黏度试验（布洛克菲尔德黏度计法） T0625-2011 本方法测定的不同温度的黏度曲线，用于确定各种沥青混合料的拌和温度和压实温度。l 乳化沥青筛上剩余量试验 T0652-1993 本方法适用于测定各类乳化沥青筛上剩余物含量，评定沥青乳液的质量。滤筛：筛孔为 1.18mml 乳化沥青微粒离子电荷试验 T0653-1993本方法适用于测定各类乳化沥青微粒离子的电荷性质，即阳、阴离子的类型。l 乳化沥青储存稳定性试验 T0655-1993 本方法适用于测定各类乳化沥青的储存稳定性。非经注明，乳化的储存温度为乳液制造时的室温，储存时间为 5d，根据需要也可以为 1d.Date246.改性沥青的技术性能与试验及标号划分（ 1）概念u 基质沥青加入改性剂，用于改善结合料性能u 改性剂：在沥青或沥青混合料中加入天然或人工的有机或无机材料可溶融、分散在沥青中，改善和提高沥青路面性能的材料（ 2）改性剂分类u 无机：抗剥落剂、抗老化剂、矿物添加剂（如：硫磺、碳黑、石棉）u 有机： SBS 热塑性弹性体类 () 、 SBR 橡胶类 () 、u PE、 EVA 热塑性树脂类 ()（ 3）改性沥青的目的u 防止和减轻沥青路面出现早期损坏u 提高路面的适用性能，减少维护费用u 减少维修养护对交通的影响，延长使用寿命（ 4）技术性能与试验针入度 针入度指数 延度 软化点 运动粘度 闪点溶解度 离析，软化点差 弹性恢复 粘韧性 韧性RTFOT后残留物 质量损失 针入度比 延度粘温曲线：普通沥青结合料的施工温度宜通过在 1350C及 1750C条件下测定的粘度温度曲线按下表的规定确定。在粘温曲线上，粘度为（ 0.17 0.02） Pss 时的温度为拌和温度范围，粘度为（ 0.28 0.03） Pss 时的 温度范围为压实成型温度 。 Date25粘度适宜于拌和的沥青结合料粘度适宜于成型的沥青结合料粘度测定方法表观粘度（ 0.170.02）Pa.s（ 0.280.03）Pa.s T0625运动粘度 （ 17020） 2/s （ 28030） 2/s T0619赛波特粘度 （ 8510） s （ 14015） s T0623沥青混合料拌和及成型的适宜温度相应的粘度Date262.缺乏粘温曲线数据时沥青混合料拌制工艺及拌和温度应符合下表的要求 。项目 热拌沥青混合料（普通石油沥青） 改性沥青混合料集料加热温度 165 180 180 200拌和阶段 加集料和 结合料 加矿粉 后 加集料和 纤维 加结合 料 加矿粉后拌和时间 15s 20s 15s 15s 20s拌和温度 150 160 165 175出料温度 150 160 160 175沥青加热温度 150 160 160 175试件制作温度 145 155 160 175注： SBS改性沥青加热温