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公路工程试验检测人员 业务考试考前辅导班 沥青与沥青混合料、无机结合料稳定材料 主讲：杨俊池 广东交通职业技术学院 2009年4月14日 联系方式 n姓名：杨俊池 手机nE-mail： QQ：66864171 n办公地点：11-203（校友楼） n个人网站： （路桥资讯网） （土木工程在线） （路桥检测网） 专题一 沥青与沥青混合料测试技术 n沥青与沥青混合料的 技术性质和技术要求 n沥青胶结材料试验检 测技术 n沥青混合料试验检测 技术 n沥青混合料配合比设 计方法 n现行规程： n公路工程沥青及沥青混合料试验 规程JTJ052-2000 n公路沥青路面施工技术规范JTG F40-2004 沥青的技术性质和技术标准 n沥青化学成分 1、化学成分：高分子碳氢化合物（C H）、 非金属衍生物（O S N）、少量金属元素。 2、化学通式：CnH2n+aObScNd 其中：C占80-87 ，H占10-15，N S O0.3。 3、化学组分划分： 四组分法：饱和分（稠度 温度感应性） 、芳香分（有较强的溶解能力）、胶质 （粘附力强）、沥青质（热稳定性 流变 性 粘性）。 石油沥青三（四）大组分： 油分（流动性）、树脂（粘结性及塑性） 、沥青质（温度稳定性 粘性 硬度）、 蜡（降低粘塑性和温度稳定性） n沥青分类 我国通用命名与分类方法（按自然界获得方式分 ）： 地沥青：按产源分为天然沥青与石油沥青（最 常用） 天然沥青按针入度可分为：固体沥青（80 0.1mm）、粘稠沥青（80-300 0.1mm）、液体沥 青（300 0.1mm）。 焦油沥青（俗称柏油）：按加工有机物名称命 名可分为煤沥青（较常用）、木沥青、页岩沥 青等。 n沥青路面使用性能的气候分区： 1、气候分区指标：采用工程所在地最近30年内年最热月平均最 高气温的平均值（一级指标，3个区）；采用工程所在地最 近30年内的极端最低气温（二级指标，4个分区）；采用工 程所在地最近30年内的年降雨量的平均值（三级指标，4个 区）。 2、气候分区的确定：由一、二、三级区组合而成，综合反映该 区的气候特征。每个气候分区用三个数字表示：第一个数字 代表高温分区；第二个数字代表低温分区；第三个数字代表 雨量分区。 注意：数字越小表示气候因素对沥青路面的影响越严重。 如某个地区气候区划分为1-2-3，表示该地区表现出夏季炎 热，冬季寒冷的半干旱气候的特点，因此，该地区对沥青混 合料的高温稳定性和低温抗裂性都有很高的要求。 又如：广东气候分区：1-4-1（夏炎热冬温潮湿） 石油沥青的技术性质： 1、粘滞性：在外力作用下，沥青粒子产生相互位移时抵抗抗剪 切变形的能力（针入度、软化点）。 2、延性：受到外力拉伸作用时所能承受的塑性变形的总能力（ 延度）。 3、感温性：随温度改变产生粘度变化的特点（针入度指数PI） 。 针入度指数PI：应用针入度和软化点试验结果来表征沥青感温性 的一种指标，它表示软化点之下的沥青感温性，可用下式计算 获得： 式中：PI针入度指数；A针入度温度感应系数，由沥青的针 入度和软化点确定（如上式）。P25,100,5在25，100g，5s 条件下的 针入度（0.1mm）；TRB环球法测定的软化点（）。 PI-2：感温性大，PI+2：感温性较低。路用沥青PI一般 为-1+1，PI越大，表明沥青对温度的敏感性越小。 n4、粘附性：沥青克服外界不利因素在集料 表面的附着能力（影响使用质量、耐久性 ）。评价方法：水煮法、水浸法。 n5、耐久性：抗老化性（评价：加热蒸发损 失试验、薄膜烘箱加热试验）。 n引起沥青老化的直接因素：热的影响（挥 发）、氧的影响（氧化）、光的影响（光 化学反应）、水的影响（催化）、渗流硬 化（轻组分渗流到矿料的孔隙中导致硬化 ）。 3、技术要求（标准）： 沥青标号（7个）：30号、50号、70号、90号、110 号、130号、160号（其中30号仅适用于沥青稳定基 层）。 沥青等级：A、B、C级 道路石油沥青的适用范围 A级沥青:各个等级的公路，适用于任何场合和层次 B级沥青：高速公路、一级公路沥青下面层及以下的层 次，二级及二级以下公路的各个层次；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：三级及三级以下公路的各个层次 技术指标：针入度、PI、TRB、60动力粘度、 10延度、15延度、闪点（COC）、含蜡量、溶解 度、15密度、老化性能指标等。 n其它沥青材料 乳化沥青 1、用途：沥青表处、贯入式路面、常温混合料路面 、透层、粘层、封层。 2、分类：阳离子、阴离子（按电荷带电情况分） 3、选用：根据使用目的、矿料种类、气候条件等 阳离子：中、碱性石料、干燥状态、高温施工 阴离子：酸性石料、潮湿状态、低温施工 4、乳化沥青的形成机理： 沥青微滴能够均匀地分散在水中而形成稳定地分散系 主要在于：乳化剂降低界面能的作用；界面膜 的稳定作用；界面电荷的稳定作用。 改性沥青 1、定义：所谓改性沥青，也包括改性沥青 混合料，按照我国现行公路沥青路面施工 技术规范及公路改性沥青路面施工技术 规范的定义，是指“掺加橡胶、树脂、高 分子聚合物、磨细的橡胶粉或其他填料等外 掺剂（改性剂），或采取对沥青轻度氧化加 工等措施，使沥青或沥青混合料的性能得以 改善而制成的沥青结合料”。改性剂是指“ 在沥青或沥青混合料中加入的天然的或人工 的有机或无机材料，可熔融、分散在沥青中 ，改善或提高沥青路面性能（与沥青发生反 应或裹覆在集料表面上）的材料”。 2、改性沥青的分类及适用范围 我国目前使用的聚合物改性剂主要是SBS、SBR、EVA、 PE，因此将其分为SBS(属热塑性橡胶类)、SBR(属橡 胶类)、EVA及PE(热塑性树脂类)三类。 类SBS类热塑性橡胶类聚合物改性沥青。-A型及 -B型适用于寒冷地区，-C型用于较热地区，-D 型用于炎热地区及重交通量路段。 类SBR橡胶类聚合物改性沥青。-A型用于寒冷地区 ，-B和-C适用于较热地区。 类聚合物改性沥青。如乙烯-醋酸乙烯脂(EVA)、聚 乙烯(PE)改性沥青，适用于较热和炎热地区。 根据沥青改性的目的和要求选择改性时，可作如下初 步选择： (1)为提高抗永久变形能力，宜使用热塑性橡胶类、 热塑性树脂类改性剂。 (2)为提高抗低温开裂能力，宜使用热塑性橡胶类、 橡胶类改性剂。 (3)为提高疲劳开裂能力，宜用热塑性橡胶类、橡胶 类、热塑造性树脂类改性剂。 (4)为提高抗水损害能力，宜使用各类抗剥落剂等外 掺剂。 参考剂量：SBS（34）、 SBR（34）、 EVA/PE（45） 3、改性沥青组成及其作用、特点 （1）组成：沥青、改性剂、添加剂 （2）作用及特点： 提高抗车辙能力和抗低温缩裂能力 增强抗剥落性能 提高路面的抗疲劳性能 稳定性较好 沥青混合料的技术性质与技术标准 n定义：沥青混合料是指矿料（包括碎石、石屑、 砂）和填料（矿粉）与沥青结合料经混合拌制而 成的混合料的总称（其中矿料起骨架作用，沥青 与填料起胶结填充作用）。 一、沥青混合料概述 1、沥青混合料的分类： 按类型：石油沥青混合料和焦油沥青混合料 按施工温度：热拌热铺、常温 按矿料级配类型：连续级配（如AC）、间断级配 （如SMA） 按混合料密实度：a、密实式沥青混合料（沥青砼） ：AC-I（剩余空隙率3-6）；AC-II（剩余空隙率4 -10），属于连续密级配。b、连续半开级配沥青 混合料（沥青碎石AM）：剩余空隙率10左右。c、 开级配沥青混合料（排水式沥青磨耗层混合料OGFC ）：剩余空隙率15以上 按矿料最大粒径dmax:特粗式（dmax=37.5mm）、粗粒 式（dmax=26.5mm和31.5mm）、中粒式（dmax=16mm和 19mm）、细粒式（dmax=13.2mm和16mm）、砂粒式（ dmax=4.75mm）。 n注：我国在沥青路面中采用最多的类型是以石油沥 青作为结合料，采用连续级配的密实式热拌热铺沥 青混凝土。 2、公路沥青路面施工技术规范JTG F40-2004对 沥青混合料分类的重新说明： n（1）连续密级配沥青砼混合料：连续密级配原理 n密实型沥青砼混合料：设计空隙率3-6（重交 通4-6，行人2-5），用DAC表示。 n密级配沥青稳定碎石：设计空隙率仍为3-6， 以ATB表示。 n注：与传统AC-I一致，级配范围进一步扩大，公称 粒径由4.7526.5mm扩展到最大为37.5mm(增加了 特粗式)。 n（2）连续半开级配沥青混合料（沥青稳定碎石） ：压实后剩余空隙率6-12，用AM表示。 n（3）开级配沥青混合料：压实后空隙率18以上 ，其代表类型有排水式沥青磨耗层混合料（OGFC ）、排水式沥青稳定稳定碎石基层（ATPB）。 n（4）间断级配沥青混合料：空隙率3-4，典型 代表为沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA）。 n热拌沥青混合料类型（新规范）：P291表8-3 n密级配：AC-I、沥青砼DAC、沥青稳定碎石ATB n半开级配：沥青碎石AM n开级配：排水式沥青磨耗层OGFC、排水式沥青稳 定稳定碎石ATPB n间断级配：沥青玛蹄脂碎石混合料SMA n3、沥青混合料组成结构类型： n悬浮密实结构：矿料从大到小连续存在，呈密实 状态，但较大颗粒被较小颗粒挤开，不能形成骨架 。 n级配类型：连续型密级配 n典型代表：AC-I n路用特点：粘聚力较高，但摩阻力较低，高温稳定 性较差（具有良好的水稳性、低温抗裂性和耐久性 ）。 n骨架空隙结构：粗矿料较多，足以形成骨架，而 细矿料较少，不足以填充空隙。 n级配类型：连续型开级配 n典型代表：沥青碎石AM、排水沥青混合料OGFC。 n路用特点：摩阻力较高，但粘结力低，强度较高， 高温稳定性较好，耐久性较差。 n骨架密实结构：介于之间，既 有足够的粗矿料形成空间骨架，又有 一定数量的细矿料填充空隙。 n级配类型：间断型密级配 n典型代表：沥青玛蹄脂碎石混合料SMA n路用特点：不仅具有较高的粘聚力， 同时又有较高的内摩阻力，兼具 两种结构的优点，是一种较理想的路 用结构类型。 二、沥青混合料的路用性能： 1、高温稳定性：马歇尔稳定度试验、车辙试验 2、低温抗裂性：预估开裂温度、评价低温变形能力 或应力松弛能力、评价断裂能（三类评价方法） 3、耐久性：抗老化性、水稳性、抗疲劳性 我国现行规范采用空隙率、饱和度和残留稳定度等指 标表征沥青混合料的耐久性（评价指标）。 4、抗滑性：构造深度、抗滑值 5、施工和易性：评价方法不成熟（严格控制材料组 成和配合比） 三、热拌沥青混合料的技术标准和体积参数 1、技术标准：P295 表8-4、P296 表8-5表8-7 2、体积参数：与体积有关的指标 P297 密度：压实沥青混合料试件单位体积的质量 a、理论最大密度t：该密度是假设沥青混合料被压实至完全 密实，没有空隙的理想状态下的最大密度，即压实沥青混合 料试件全部被矿料（包括矿料内部空隙）和沥青所占有，且 空隙率为零的密度。（真空法） b、表观相对密度（视密度）a：在规定条件下，沥青混合料 试件的单位表观体积（沥青混合料实体体积与不吸水的内部 闭口孔隙体积之和）的干质量。（水中重法） C、毛体积密度b：沥青混合料单位毛体积（包括沥青混合料 实体矿物成分的体积、不吸水的闭口孔隙、能吸收水分的开 口空隙所占体积之和）的干质量。（表干法） 空隙率VV：压实状态下沥青混合料内矿料与沥青体积之外 的空隙（不包括矿料本身或表面已被沥青封闭的孔隙）的 体积占试件总体积的百分率。 沥青体积百分率VA：压实沥青混合料试件中沥青实体的体 积占试件总体积的百分率。 矿料间隙率VMA：压实沥青混合料试件中矿料实体以外的 空间体积占试件总体积的百分率，它等于试件空隙率与沥 青体积百分率之和。 沥青饱和度VFA：压实沥青混合料试件中沥青实体体积占 矿料骨架实体以外的空间体积的百分率，又称沥青填隙率 。（以上体积参数计算公式详见教材P297-P298） n四、沥青混合料的组成材料要求：P299 nP300表8-9 8-10、P301表8-11 8-12、P302表8-13 8-15 n沥青混合料性质主要取决于：组成材料性质、配合 比、施工（制备）工艺。 n1、沥青：根据气候条件、交通性质选用不同标号。 n较热、交通繁忙地区（面层上层）：宜选用稠度大 软化点高的沥青，避免夏季沥青路面泛油发软。 n寒冷地区：宜选用稠度较小延度大的沥青，避免冬 季沥青路面开裂。 n2、粗集料（碎石）：尽量选用高强、碱性、洁净、 干燥、无风化、不含杂质的粗集料。力学指标（压 碎值、洛杉矶磨耗率等）应符合相应道路等级的技 术要求。 n3、细集料（砂、石屑）：应符合细集料质 量技术要求（视密度、坚固性、砂当量等） n4、填料（矿粉）：碱性，各项指标（视密 度、含水量、粒度范围、外观亲水系数等） 应符合其质量技术要求。 n六、沥青混合料矿料级配范围 nP303表8-16（密级配）P304表8-17（粗、细 型密级配） 沥青材料试验检测方法 n一、沥青试验准备方法 n1、试验目的：供试验室进行各项试验使用。 n2、试验仪器与材料： n烘箱（200，可调）、加热炉具（电炉等）、石棉网、滤筛 （0.6mm）、乳化剂、烧杯（1000ml）、温度计、天平、沥青 盛样器皿、其他。 n3、试验方法与步骤： n烘箱加热：80左右（有水分），加热至沥青全部熔化后 供脱水用、软化点温度以上90，通常为135（无水分） n含有水分沥青试样加热脱水：砂浴、油浴、电热套，不得 已采用电炉、煤气炉加热脱水时必须加放石棉网。时间不超 过30分钟，温度不超过100，脱水至无泡沫为止，最终加热 温度不超过软化点以上100（石油沥青）或50（煤沥青） 。 n过筛：0.6mm（满足试验项目所需沥青样品并有富余）。 n反复加热次数不超过2次，以防沥青老化影响试验结果。 n灌模剩余的沥青应立即清洗干净，不得重复使用。 n4、沥青取样注意事项： n取样数量（常规检验）：粘稠、固体沥青 1.5kg；液体沥青1L；沥青乳液4L。 n盛样皿应采用密封金属容器，需加热沥青不得装 入纸袋（箱）、塑料袋，以免混入杂质。 n严格按规定方法进行取样，试样需具有代表性。 n用于质量仲裁检验样品，重复加热次数2次。 n注意防水问题（否则加热脱水易导致沥青老化， 影响检验结果）。 n对于仲裁试验，严禁用电炉或明火加热，宜采用 砂浴、油浴、电热套等，不得已采用电炉或煤气炉 ，必须加放石棉网。 n二、沥青针入度试验方法（P280） n几个基本概念： n针入度P：在规定时间和温度内，附加一定重量的 标准针垂直贯入试样的深度，以0.1mm表示。（表征 沥青的粘性，划分沥青标号依据） n针入度指数PI：用以描述沥青温度敏感性的一种 指标。 n当量软化点T800：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。 n当量脆点T1.2：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能。 n1、试验目的 n通过针入度的测定不仅能够掌握不同沥青的粘稠性 以及进行沥青标号的划分，针入度指数PI、当量软 化点T800、当量脆点T1.2分别用以评价沥青的温度敏 感性、高温稳定性和低温抗裂性能。 n2、试验条件 n非经注明，标准针（针、连杆、附加砝码）总质量 1000.1g，试验温度25，贯入时间5s。针入度 指数可在15、25、30等多个温度条件下测定 ，若30时的针入度值过大，可采用5代替。一 般选3个温度条件，仲裁应增至5个。 n3、适用范围 n石油沥青、改性沥青、液体沥青、液体沥青蒸馏或 乳化沥青蒸发后的残留物。用本方法评定聚合物改 性沥青效果时，仅适用于融混均匀的样品。 n4、试验仪器与材料 n沥青针入度仪（自动、手动 ） 标准针：针连杆500.05g ，附加砝码500.05g，总 质量1000.1g，标准针： 不锈钢，洛氏硬度HRC54-60 ，表面粗糙度Ra0.2-0.3m ，针及针杆总质量 2.50.05g。要求较高，应 定期送计量部门检验。 盛样皿：金属，圆柱形平底 。 n5、试样准备 n取样加热脱水（注：最后加热温度石 油沥青软化点以上100，煤沥青软 化点以上50，加热时间30分钟） 过筛（0.6mm）注入沥青室温（15- 30）冷却恒温11.5h（小） n6、试验步骤 n操作注意问题： n水温控制在试验温度的0.1，使试样表面以上的水层 深度不小于10mm，贯入试样时间为5s，读数精确至0.1mm。 n同一试样平行试验至少3次，各测试点之间及测点与盛样 皿边壁之间的距离不应小于10mm。 n每次试验毕，均应换一根测针或将测针取下，用蘸有三氯 乙烯溶液的棉球擦净测针，再用干棉球或回丝将测针擦干， 再进行下一次检测。 n当试样为针入度大于200的沥青时，检测应用三支标准测 针，每次试验后，将针留在试样内，直到三次平行试验均结 束后，才能取出测针。 n若需测定PI，则按同样方法分别测定15、25、30（ 或5）3个温度条件下的P。 n7、PI、T800、T1.2的计算 n诺模图法(快速草算):“试验规程”P36 图 2 n用P15、P25、P30三点绘制回归直线（最小二乘 法法则）并延长，分别与P为800及1.2的水平 线相交，交点温度即为T800、T1.2。以图中O点 为原点，绘制回归直线平行线，与PI线相交 ，交点处PI值即为PI。 n注意：此法不能检验P对数、温度直线回归的 相关系数，仅供快速草算使用。 n公式计算法： n令y=lgP,x=T,则由lgP=K+AlgpenTy=a+bx(转化为 标准的一元一次直线回归方程) n式中： nT不同试验温度，相应温度下的针入度为P nK回归方程的常数项（K=a） nAlgpen回归方程系数b，即针入度温度指数（ Algpen=b） n注意：按上式回归时必须进行相关性检验，当温 度条件为3个时，直线回归相关系数R0.997（置 信度95）。否则，试验结果无效。 n求a、b方法有两种：用计算器计算、公式计算 n8 试验报告 n应报告试验温度T及对应的针入度P，由此求得的PI、T800 、T1.2的方法和结果，当采用线性回归计算时，应报告回归 的直线相关系数R。 n同一试样3次平行试验结果的最大值和最小值之差在允许 偏差范围内时，计算3次试验结果的平均值，取至整数作为 针入度试验结果，以0.1mm为单位。 n9 精度或允许差 n当试验结果小于50（0.1mm）时，重复性试验精度的允许 差为2（0.1mm），再现性试验精度的允许差为4（0.1mm）。 n当试验结果等于或大于50（0.1mm）时，重复性试验精度 的允许差为平均值的4%，再现性试验精度的允许差为平均值 的8%。 n回归时必须进行相关性检验，当温度条件为3个时，直线 相关系数R不得小于0.997（置信度95%），否则试验无效。 n三、沥青延度试验方法（P284） n沥青延度定义：规定形状试样（八字模）在规定 温度（15、10或5）下，以一定速度（ 50.25cm/min，低温时采用10.05cm/min）受拉 伸至断开时的长度，用D（cm）表示。它反映沥青的 塑性（延性），路用沥青以延度大者为佳。 n1、试验目的： n当沥青受到外力的拉伸作用时，能够产生一定的塑 性变形，通过延度试验测定沥青能够承受的塑性变 形总能力，以此来评价沥青的塑性（或延性）。 n2、试验条件： n15、10或5（普通道路石油沥青一般采用15 ，10延度作为选择性指标；改性沥青通常采用5 ） n50.25cm/min（低温时可采用10.05cm/min） n3、适用范围： n道路石油沥青、液体沥青蒸 馏残留物和沥青蒸发残留物 等材料延度测定。 n4、试验仪器与材料： n延度仪：1.0m、1.5m、2.0m （按长度）；普通、低温（ 按温度） n八字试模：黄铜制，由底板 、端模、侧模组成。 n甘油滑石粉隔离剂：甘油与 滑石粉的质量比为2：1 n恒温水槽（浴）等。 n5、试样准备： n涂隔离剂（底板、侧模）注模（往返数次，略高出试模 ，以防欠模，勿使气泡混入）室温冷却（15-30，30- 40min）恒温水浴保温30min刮平（用热刮刀自中间 往两端刮，注意平滑）再保温（连底板）1-1.5h n6、试验步骤： n在延度仪内注水并保温达试验温度0.5。 n将保温试件移入延度仪水槽内，去除底板，将试模两端的 孔分别套在行走装置及槽端的挂钩（金属柱）上，取下侧模 。注意水面距试件表面应不小于25mm。 n开动延度仪，直至试件被拉断时，读取指针所指标尺上的 读数。 n注意事项 n（1）试验中如发现沥青细丝浮于水面或沉于水槽底部，则应 在水中加酒精或食盐去改变水的密度，使与沥青相近后重新 试验。 n（2）试件拉断时，断面应成锥尖状，且断面积近似于零，当 无此结果时，应在报告中注明。 n7、资料整理（试验报告及精度要求）： n同一试样平行试验数不得小于3个。 n如三个测定结果均大于100cm（拉至100cm 未断），试验结果记作100cm。特殊需要也 可分别记录实测值。 n当试验结果小于100cm时，重复性试验精度 的允许差为平均值的20%，再现性试验精度的 允许差为平均值的30%。满足上述要求时，取 测试值的平均值作为该试件的延度值；不满 足上述要求时，重新取样试验。 n四、沥青软化点试验方法:环球法（P283） n沥青软化点定义：试样在规定尺寸金属环内，上置规定尺 寸（9.53mm）和重量（3.50.05g）钢球，放于水或甘油 中，以50.5/min速度加热至钢球下沉达规定距离（ 25.4mm）时的温度，以SP（）表示。 n1、试验目的： n在工程应用中为保证沥青不致由于温度升高而产生流动的状 态，因此取液化点与固化点之间温度间隔的87.21作为软化 点。软化点是沥青达到规定条件粘度时的温度，所以软化点 既是反映沥青材料稳定性的一个指标，也是沥青粘稠性的一 种量度。我国现行规范试验方法采用环球法。 n2、试验条件： nSP80：321甘油，50.5/min nSP80：50.5蒸馏水，50.5/min n3、适用范围： n道路石油沥青、煤沥青、液体石油沥青蒸馏残留物和沥青蒸 发残留物等材料延度测定。 4、仪器材料： n沥青软化点试验仪：手 动、全自动（电脑控制） n环夹 n加热炉具 n试样底板 n恒温水槽。 n其他：平直刮刀；甘油 滑石粉隔离剂（甘油:滑 石粉=2:1（质量比）； 新制蒸馏水；石棉网等。 n5、试样准备： n取样加热脱水涂隔离剂（底板）沥青 注入试样环（略高出环面，以防欠模）室 内冷却30min刮平（用环夹夹持，用热刮刀 将环面刮平）。 n注意：如估计试样软化点高于120，则底 板用金属，且环与底板均应预热至80100 。 n6、试验步骤： n（1）手动控制： n当试样软化点80以下时： na将装有试样的试样环连同底板、金属支架、钢球 、钢球定位环等置于50.5的保温槽水中至少 15min。 nb烧杯内注入煮沸并冷却至5的蒸馏水，使水面 略低于立杆上的深度标记。 nc将试样环放入支架中层板圆孔中，套上定位环并 将整个环架放入烧杯中，用5的蒸馏水调整水面至 深度标记处，消除环架上的气泡，插入温度计，使 测温探头端部放在中孔上（此时测温探头与试样齐 平）。 nd将烧杯移至放在石棉网的炉具上，将钢球放在 定位环中央，立即加热，使水温升温速率为 50.5/min。试样受热软化，钢球下坠，至与下 层板接触时，立即读取温度，精确至0.5。 n当试样软化点在80以上时： na将装有试样的试样环连同底板、金属支架、钢 球、钢球定位环等置于321的甘油保温槽中至 少15min。 nb烧杯内注入预热至32的甘油。 nc其余步骤均按（1）的方法进行。直至读出软化 点温度。 n（2）自动控制：略 n7、资料整理（试验报告、精度要求）： n同一试样平行试验两次，精度要求：重复 试验精度要求、再现试验精度要求（查表 ）。满足上表要求时，取其平均值作为软 化点值，精确至0.5。不满足上表要求时 ，重新取样试验。 n五、沥青密度与相对密度试验 P278 n1、试验目的与适用范围 n适用于利用比重瓶测定各种沥青材料的密度与相 对密度（标准温度：15）。沥青与水的相对密 度是指25相同温度下的密度之比。换算公式： 沥青与水的相对密度（25/25）=沥青的密度 （15）0.996 n2、仪具与材料 n比重瓶（20-30ml,40g）、恒温水槽、烘箱、天 平（1mg）、滤筛（0.6、2.36mm）、温度计、烧 杯、真空干燥器、玻璃仪器清洗液、三氯乙烯、 蒸馏水、表面活性剂（洗衣粉）、软布、滤纸等 。 n3、方法与步骤 n3.1准备工作 n洗涤比重瓶，烘干称质量m1(准确至1mg) n将盛有新煮沸并冷却的蒸馏水的烧杯浸入 恒温水浴中一同保温，在烧杯中插入温度计 ，水的深度必须超过比重瓶顶部40mm以上。 n使恒温水浴及烧杯中的蒸馏水达至规定的 试验温度0.1。如 n无特殊说明，试验温度均为15。 n3.2测定比重瓶的水值 n将比重瓶及瓶塞放入恒温水浴中，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。 n待烧杯中水温再次达至规定温度并保温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，比重瓶内不得有气泡。 n将烧杯从水浴中取出，再从烧杯中取出比重瓶， 立即用干净软布将瓶塞顶部擦拭一次，再迅速擦干 比重瓶外面的水分，称其质量（m2），准确至1mg。 注意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。 n以m2m1作为试验温度时比重瓶的水值。（注： 比重瓶水值校正，至少1次/年） n3.3 液体沥青试样的试验步骤 n将试样过筛（0.6mm）后注入干燥比重瓶中至满 ，注意不要混入气泡。 n将盛有试样的比重瓶及瓶塞移入恒温水浴（测定 温度0.1）内盛有水的烧杯中，水面应在瓶口 下约40mm。注意勿使水浸入瓶内。 n从烧杯内的水温达到要求的温度后起算保温 30min后，将瓶塞塞上，使多余的试样由瓶塞的毛 细孔中挤出。仔细用蘸有三氯乙烯的棉花擦净孔口 挤出的试样，并注意保持孔中充满试样。 n从水中取出比重瓶，立即用干净软布仔细地擦去 瓶外的水分或粘附的试样（注意不得再揩孔口）后 ，称其质量（m3），准确至1mg。 n3.4 粘稠沥青试样的试验步骤 n将准备好的沥青试样，仔细注入比重瓶中，约至2/3高度 。注意勿使试样粘附瓶口或上方瓶壁，并防止混入气泡。 n取出盛有试样的比重瓶，移入干燥器中，在室温下冷却不 少于1h，连同瓶塞称其质量（m4）准确至1mg。 n从水浴中取出盛有蒸馏水的烧杯，将蒸馏水注入比重瓶， 再放入烧杯中（瓶塞也放进烧杯中），然后把烧杯放回已达 试验温度的恒温水槽中，从烧杯中的水温达到规定温度时起 算保温30min后，使比重瓶中气泡上升到水面，用细针挑除 。保温至水的体积不再变化为止。待确认比重瓶已经恒温且 无气泡后，再用保温在规定温度水中的瓶塞塞紧，使多余的 水从塞孔中溢出，此时应注意不得带入气泡。 n保温30min后，取出比重瓶，按前述方法迅速揩干瓶外水 分后称其质量（m5），准确至1mg。 n3.5 固体沥青试样的试验步骤 n试验前，如试样表面潮湿，可用干燥、清洁的空气 吹干，或置50烘箱中烘干。 n将50100g试样打碎，过0.6mm及2.36mm筛，取0.6 2.36mm的粉碎试样不少于5g放入清洁、干燥的比重 瓶中，塞紧瓶塞后称其质量（m6），准确至1mg。 n取下瓶塞，将恒温水浴内烧杯中的蒸馏水注入比重 瓶，水面高于试样约10mm，同时加入几滴表面活性剂 溶液（如1%洗衣粉、洗涤灵），并摇动比重瓶使大部 分试样沉入水底，必须使试样颗粒表面上附气泡逸出 ，注意，摇动时勿使试样摇出瓶外。 n取下瓶塞，将盛有试样和蒸馏水的比重瓶置真空干 燥箱（器）中抽真空，逐渐达到真空度98kPa（ 735mmHg）不少于15min。如比重瓶试样表面仍有气泡 ，可再加几滴表面活性剂溶液，摇气动后再抽真空。 必要时，可反复几次操作，直至无气泡为止。抽真空 不宜过快，防止样品带出比重瓶。 n将保温烧杯中的蒸馏水再注入比重瓶中至满，轻轻 地塞好瓶塞，再将带塞的比重瓶放入盛有蒸馏水的烧 杯中，并塞紧瓶塞。 n将有比重瓶的盛水烧杯再置恒温水浴（试验温度 0.1）中保持至少30min后，取出比重瓶，迅速揩 干瓶外水分后称其质量（m7），准确至1mg。 n3.6 计算 n试验温度下液体沥青试样的密度或相对密度 按下式计算： n式中： nb试样在试验温度下的密度，g/cm3； nb试样在试验温度下的相对密度，无量纲 ； nm1比重瓶质量，g； nm2比重瓶与盛满水时的合计质量，g； nm3比重瓶与盛满试样时的合计质量，g； nw试验温度下水的密度，15水的密度为 0.99910g/cm3, 25水的密度为0.99703g/cm3 。 n试验温度下粘稠沥青试样的密度或相对 密度按下式计算： 式中： m4比重瓶与沥青试样的合计质量，g； m5比重瓶与试样和水的合计质量，g。 n试验温度下固体沥青试样的密度或相对密度按下 式计算： n式中：m6比重瓶与沥青试样的合计质量，g； n m7比重瓶与试样和水的合计质量，g。 n（7）同一试样应平行试验两次，当两次试验结果 的差值符合重复性试验的精度要求时，以平均值作 为沥青的密度试验结果，并准确至3位小数。 n（8）沥青密度（15）与相对密度（25/25）之 间可由下式换算： n沥青与水的相对密度（25/25）=沥青的密度（ 15）0.996 n六、沥青老化试验 n三种试验方法： n蒸发损失试验ASTM( 少用) n薄膜加热试验TFOT （标准方法） n旋转薄膜加热试验 RTFOT（可代替TFOT） n薄膜加热试验TFOT（标准方法） n（一）试验目的 n 主要用于测定道路石油沥青薄膜加热后的质量损失，并 根据需要测定薄膜加热后残留物的针入度、粘度、软化点、 脆点及延度等性质的变化，以评定沥青的耐老化性能。本试 验规定沥青试样厚度3.2mm，加热温度163，加热时间5h。 n（二）试验仪器 n1薄膜加热烘箱（一般为82型）：可在200范围内加热并 控温，控温精度不大于1。烘室中心有一可竖直转动的 轴，带动可以5.51r/min转动的水平圆盘架均速转动。烘 箱内设置测温装置，并可不开箱门读取箱内温度值。烘箱内 设通风装置，供热空气及蒸气逸出，空气进入。 n2盛样皿：铝或不锈钢冲制而成，数量不少于4个。 n3温度计：测温范围0200，精度0.5。 n4天平两台：称量500g，感量不大于0.1g，感量不大于1mg 。 n5其他：干燥器、计时器、加热设备、小锅等。 n（三）试验方法与步骤： n1、准备工作： n盛样皿编号，称量m0,准确至1mg。 n准备沥青试样，注入4个已称量的盛样皿 中500.5g，形成沥青厚度均匀的薄膜，放 入干燥器冷却至室温后称量m1，准确至1mg 。同时按规定方法，测定沥青试样薄膜加热 试验前的针入度、粘度、软化点、脆点及延 度等性质。 n将温度计垂直悬挂于转盘轴上，位于转盘 中心，水银球应在转盘顶面上的6mm处，并 将烘箱加热并保持至1631。 n2、试验步骤： n把烘箱调整水平，使转盘在水平面上以 5.51r/min的速度转动，转盘与水平面倾斜角不 大于3，温度计位置距转盘中心和边缘距离相等。 n在烘箱达到恒温163后，盛样皿迅速放入烘箱 内的转盘上，关闭烘箱门和开动转盘架；使烘箱内 温度回升至162时开始计时，连续加热5h并保持 温度1631。但从放置盛样皿开始到试验结束止 的时间不超过5.25h。 n取出盛样皿，置于干燥器中冷却至室温，随机取 出其中两只盛样皿用感量1mg的天平称量（m2）。 n将盛样皿置于石棉网上并一同放入1631烘箱 内旋转加热15min，取出石棉网和盛样皿，将沥青 残留物样品刮入一容器并加热搅拌均匀充分。 n分别测其针入度、粘度、软化点、延度、脆点等 性质,全部试验必须于72h内完成。 n（四）计算整理 n1、沥青薄膜试验后质量损失计算； n n式中，LT试样薄膜加热质量损失（%）； nm0盛样皿质量，g nm1薄膜烘箱加热前盛样皿与试样合计质量，g nm2薄膜烘箱加热后盛样皿与试样合计质量，g n注意：质量损失为负值，质量增加为正值。正值表明加 热时沥青试样不仅没有损失，而且还有一定增加，原因 在于加热过程中沥青与空气中某些成分发生反应引起的 。 n2、沥青薄膜烘箱试验后，残留物针入度比KP计算 ： nKP= 100 nKP试样薄膜加热试验后残留物的针入度比，% nP1薄膜加热试验前原试样的针入度，0.1mm nP2薄膜加热试验后残留物的针入度，0.1mm n3、沥青薄膜烘箱试验后，残留物软化点增值计算 ： nT=T2- T1 n式中T薄膜加热试验后软化点增值（）； nT1薄膜加热试验前软化点（）； nT2薄膜加热试验后软化点（）。 n4、沥青薄膜加热试验粘度比计算： n n式中： nKn沥青薄膜加热试验前后60粘度比； n2沥青薄膜加热试验后60粘度（Pas）； n1沥青薄膜加热试验前60粘度（Pas）。 n5、沥青老化指数计算： nC=lglg（2103）lglg（1103） n式中：C为沥青薄膜加热试验的老化指数。 n（五）试验精度要求 n当同一试样两个试样皿的质量损失百分率之差符 合表列精度要求时，取其平均值作为试验结果， 精确至小数点后两位。不符合时，应取样重新试 验。 n薄膜加热试验精度要求： n质量损失百分比范围（%）允许偏差（%） n 重复性试验 再现性试验 n0.4 0.04 0.16 n0.4 8 40 n七、沥青含蜡量试验方法（蒸馏法） P287 n沥青中蜡的存在，对石油沥青的路用性质造成极为不利的影 响，确切掌握沥青中蜡的含量对了解沥青的品质非常重要。 由于蜡在道路使用的温度范围内具有高温发软，低温变脆的 物理特性，因此，使用蜡含量高的沥青修筑的道路具有较差 的温度稳定性，夏天变软，易于产生车辙及拥包，冬天发脆 ，易于产生裂缝。所以，在高等级公路及机场道面施工中， 均希望选择低蜡含量的沥青。（国内：石蜡基原油炼制沥青 ） n沥青中蜡含量的检测方法相对比较复杂，国外测定沥青蜡含 量方法很多，如各种蒸馏法、硫酸法、组成分析法等。目前 我国要求的试验方法是以蒸馏法分离出油分后，将规定的溶 剂（乙醚-乙醇混合液）及规定的低温条件下（-200.5 ）结晶析出的固体物质当作蜡。本试验采用裂解蒸馏法在规 定条件下测定沥青中蜡的含量，以质量百分率表示。作为评 定沥青路用品质的一项重要指标。 沥青混合料试验检测方法 n一、沥青混合料试件制作方 法 P316 n1、制作方法：击实法、轮 碾法、静压法 n2、规格尺寸： n标准试件：101.6 h=63.5mm(dmax26.5mm ) n大型试件：152.4 h=95.3mm(dmax37.5mm ) n3、试验仪器：击实仪、搅 拌机、脱模器等 n4、试验准备 n备料、烘干材料、沥青加热、砂粉单独加热、试模加热备用 n5、试验步骤 n计算、称料 n用量：标准试件约1200g，大试件约4000g n试件数量：一般46个 n注意油石比与沥青含量的区别。 n拌合混合料 n加料顺序：砂石、沥青、矿粉；搅拌时间：3min n击实成型 n加料插捣：不分层，热刀插捣，周边15次，中间10次 n击实要求：落高45.7cm，击数75次（正反） n击实温度：120-150 n标准养护：室温冷却12h后脱模 n尺寸调整：q=63.5q0/h0(按比例) n卡尺量高：取圆周等分四点的平均值为试件高度值，精确至 0.01cm n二、试件密度检测 P319 n表干法（标准法）：吸水 率 2% n水中重法（阿基米德定律 ）：几乎不吸水、密实 n蜡封法：吸水率 2% n体积法：空隙率较大（不 能用表干法、蜡封法测定 ） n真空法：测最大理论密 度P322 n负压容器：有A（1000ml） 、B （1000ml） 、C （ 4000ml）三种类型 n三、马歇尔稳定度试验 P324 n1、仪器设备：马歇尔试验仪 n2、试验步骤：略 n标准方法 n标准试件恒温（60）30- 40min，大型试件恒温45- 60min后，测定试件的稳定度 及流值（自动打印）。 n浸水马歇尔试验 n应将试件浸水48h后，再测定 试件的稳定度及流值。 n四、沥青混合料车辙试验 P326 n（一）概述 n车辙试验是在规定尺寸的板块状压实试件上，用固 定荷载的橡胶轮反复行走后，测定其在变形稳定期 每增加变形1mm的碾压次数，即动稳定度，以“次 /mm”表示。车辙试验的温度与轮压，可根据有关规 定和需要选用。非经注明，试验温度为60，轮压 为0.7MPa。依需要，如在寒冷地区也可采用45或 其他温度，但应在报告中注明。计算动稳定度的时 间原则上为试验开始后40mm60mm之间。 n本方法适用于用轮碾成型机碾压或型的长300mm，宽 300mm，厚50mm的板块状试件，也适用于现场切割作 长30mm，宽150mm，厚50mm板块状试件。同时也适用 于测定沥青混合料的高温抗车辙能力，并作为沥青 混合料配合比设计的辅助性检验使用。 n（二）试验仪器 n1、车辙试验机 n主要由六个部分组成 ：试件台、试验轮、 加载装置、试模、变 形测量装置、温度检 测装置 n2、恒温室：60 1 n3、台秤：15kg,5g n（三）试验准备 n1、试验轮接地压强测定 ：0.70.05MPa，不符 合应适当调整。 n2、按规程规定用轮碾成 型法制车辙试验试块。 n3、需要时将试件脱模按 规定的方法测定密度及 空隙率等各项物理指标 。 n试件常温放置12h备用。 n（四）试验步骤 n1、将试件连同试模一起，置于达到试验温度 601的恒温室中，保温不少于5h，也不得多于 24h。在试件的试验轮行走的部位上，粘贴一个热电 隅温度计（也可在试件制作时预先将热电隅导线埋 入试件一角），控制试件温度稳定在600.5。 n2、将试件连同试模移置于轮辙试验机的试验台上， 试验轮在试件的中央部位，其行走方向须与试件碾 压或行车方向一致。开动车辙变形自动记录仪，然 后启动试验机，使试验轮往返行走，时间约1h，或 最大变形达到25mm时为止。试验时，记录仪自动记 录变形曲线。 n3、读取45min（t1）及60min（t2）时的车辙变形（ d1）及（d2），准确至0.01mm。 n当变形过大，在未试60min变形已达25mm时，则以达 到25mm时的时间为t2将其前15min为t1，此时的变形 量为d1。 （五）结果计算 1、沥青混合料试件的动稳定度按公式计算： 式中：DS沥青混合料的动稳定度（次/mm）； d1时间t1（一般为45min）的变量（mm）； d2时间t2（一般为60min）的变量（mm）； C1试验机类型修正系数，曲柄连杆驱动试件的变速分赴方 式为1.0，链驱动试验轮的高速方式为1.5。 C2试件系数，试验室制备的宽300mm的试件为1.0，从路面 切割的宽150mm的试件为1.5。 N 试验轮往返碾压速度，42次/mm 2、平行试验3个试件，变异系数小于20% ，取平均值，若大于 则分析原因并追加试验。如计算动稳定度大于6000次/mm， 记作：6000次/mm。 3、试验报告应注明试验温度、试验轮接地压强、试件密度、 空隙率及试件制作方法等。 n五、沥青与矿料粘附性试验 P329 n1、试验目的与适用范围 n用于测定沥青与矿料的粘附性，掌握集 料的抗水剥离能力，以评价沥青混合料 的水稳定性。 n测定方法： n水煮法 D13.2mm n水浸法 D13.2mm n注意：对同一种集料既有大于又有小于 13.2mm的不同粒径的集料时，以大于 13.2mm的水煮法试验结果为准，对细粒 式沥青混合料以水浸法试验结果为准。 n2、试验仪器 n天平：500g0.01g n恒温水槽：801 n拌合用小型容器：5L n烧杯：100ml n标准筛：9.5、13.2、19各一个 n烘箱：自动控温 n电炉 n试验架：用于悬挂试样 n其他：细线、玻璃板、搪瓷盘、拌合铲、石 棉网、纱布、手套等。 n3、试验方法 n水煮法：取13.2-19mm颗粒5个，烘干，加热 （130-150 ），置于热沥青中45s，冷却 15min，水煮微沸，3min后观察沥表剥落情况 ，评价等级，5-1级，5级最好，1级最差。 n水浸法：取9.5-13.2mm集料200g，洗净，烘 干，四分法取100g加热，加入沥青5 0.2g 并加热15min，拌均1-1.5min，取20个颗粒摊 于玻璃板，室温冷却1h，浸水（80 2 ） 30min后观察沥表剥落情况，评价等级，5-1 级，5级最好，1级最差。 n六、沥青含量检测方法 n1、离心分离法（标准方法，离心抽提仪） n2、回流式抽提仪法（该法耗时长，准确性较差，已 逐渐被新的方法代替） n3、高温燃烧法（未列入规程，该法简便、快捷、结 果较准确，不污染环境，应是未来发展方向） n原理：在一定条件下利用高温将沥青混合料中的沥 青成分分解为气体，再通过相应矿料质量修正，从 而确定出沥青的含量。 n4、射线法（受环境条件影响较大，误差也较大） n5、脂肪抽提器法（国外使用较多，国内滤纸筒问题 一直未解决，矿粉泄漏严重，少用） n沥青混合料离心抽提仪 nHYRS-6燃烧法沥青含量 测定仪 沥青混合料配合比设计 n一、沥青混合料的组成材料要求：P299 nP300表8-9 8-10、P301表8-11 8-12、P302表8-138-15 n沥青混合料性质主要取决于：组成材料性质、配合比、施工 （制备）工艺。 n1、沥青：根据气候条件、交通性质选用不同标号。 n较热、交通繁忙地区（面层上层）：宜选用稠度大软化点高 的沥青，避免夏季沥青路面泛油发软。 n寒冷地区：宜选用稠度较小延度大的沥青，避免冬季沥青路 面开裂。 n2、粗集料（碎石）：尽量选用高强、碱性、洁净、