沥青溷合料实验规程.ppt

2012.04 公路工程沥青及沥青 混合料试验规程 主 要 内 容 一、沥青路面设计方法 二、沥青材料及沥青混合料材料 三、公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订 四、沥青混合料理论及配合比设计理论 沥青路面设计方法 我国沥青路面设计方法的发展 沥青路面设计方法 n 现行沥青路面设计方法 面层 基层 垫层 路基 双圆均 布荷载 总体控制指标：路表回弹弯沉 所有结构层综合承载力的反映 以路面破坏为参考确定指标 分项控制指标：层底弯拉应力 分项控制指标：层底弯拉应力 控制结构层的疲劳性能 以材料极限拉应力确定指标 沥青路面设计方法 n 现行沥青路面设计方法 设计弯沉修正常数项公路等级系数面层类型系数 基层类 型系数 容许弯拉应力 材料极限抗拉强度 结构系数，通过疲劳方程求得 沥 青 材 料 来源：天然沥青、石油沥青、焦油沥青、煤沥青、页岩沥青 。其中石油沥青产量最大，应用最广 加工方法：蒸馏沥青、氧化沥青、溶剂沥青、调和沥青 原油性质：石蜡基沥青、环烷基沥青（优质的重交通沥青） 、中间基沥青（普通道路沥青） 沥青用途：道路沥青、建筑沥青、机场沥青、其他沥青 n 沥青分类 沥 青 材 料 二组分：沥青质和软沥青质 三组分：沥青质、油分和树脂 四组分：沥青质、胶质、芳香分、饱和分。 沥青质：含量增加，稠度提高，软化点上升。优质沥青必须含有一定数量 的沥青质，但克拉玛依沥青是个例外 胶质：对沥青延性、粘结力有很大影响 芳香分和饱和分：都属油分，起润滑和柔软作用，含量增加，软化点降低 ，针入度变大，稠度降低 五组分：沥青质、氮基、第一酸性分、第二酸性分、链烷分 n 沥青的组成 沥 青 材 料 密度：大小和化学组成有关，一般密度大的沥青其性能较好 。实质上是沥青质含量高，饱和分含量低。 热膨胀系数：线膨胀系数和体膨胀系数 表面张力：与温度等因素有关 介电常数 比热容 导热系数 n 道路石油沥青的物理性质 道路沥青的技术指标和技术要求 针入度：划分沥青标号，越小说明沥青稠度越大 软化点：反映的是沥青的黏度，与沥青标号有关；还可反映 沥青的温度敏感度，一般认为软化点高，其等黏温度也高， 或温度稳定性好 延度：反映沥青的柔韧性，越大说明沥青柔韧性越好。如低 温下延度大，说明沥青抗裂性能好。一般来说，延度大的沥 青含蜡量低，黏结性和耐久性都好 n 针入度分级技术指标 道路沥青的技术指标和技术要求 溶解度：表明沥青的有效成分，溶剂：三氯乙烯、二甲苯 闪点：与沥青中轻质油分有关 薄膜烘箱试验：反映沥青的耐老化性能 含蜡量：对沥青温度稳定性和黏结性有较大影响 脆点：反映沥青材料的低温性能 我国道路石油沥青采用针入度作为分级标准，提出三个等级 。在技术指标中增加了反映沥青感温性能的指标针入度指 数PI，沥青高温性能指标-60黏度，并选择10 延度作为评 价沥青低温性能的指标。 n 针入度分级技术指标 道路沥青的技术指标和技术要求 针入度分级有局限性，在25温度下，针入度相同的两种沥 青，其黏度往往会有较大差别。而黏度是表征沥青黏结性能 的重要指标，反映了沥青在中温和高温下的力学性能 美国各州公路与运输工作者协会（AASHTO) 美国试验与材料协会（ASTM) 日本的60 黏度分级的半氧化沥青技术表准 n 沥青黏度分级 道路沥青的技术指标和技术要求 车辙因子：动态剪切流变仪（DSR） 黏度：毛细管黏度计或旋转黏度计 拉伸应变：直接拉伸誓言几句 蠕变劲度：弯曲梁流变仪 质量损失：压力老化箱和旋转薄膜烘箱 n 沥青性能分级：Superpave 沥 青 材 料 沥青在外力作用下抵抗剪切变形的能力 测试方法:毛细管黏度计、双筒旋转黏度计、滑板黏度计、流 出型黏度计 n 沥青的黏滞性 表征沥青对温度变化的敏感性 表示方法:黏温指数、针入度温度敏感性系数、针入度指数、 针入度黏度指数、塑性温度范围 n 沥青的感温性 沥 青 材 料 沥青与石料之间相互作用所产生的物理吸附和化学吸附的能力 评定方法:水煮法试验、浸水法试验、净吸附法试验、示踪盐法 光电分光光度法试验 n 沥青的黏附性 评定方法：薄膜烘箱试验法、老化指数法、SHRP压力老化容 器法 n 沥青的耐久性 沥 青 材 料 弹性：在低温下，黏度增大，流动性降低，表现出弹性性质； 在瞬间荷载作用下，也表现为弹性性质 塑性、脆性和韧性：车辙是塑性变形积累的结果；冬季开裂是 脆性所致；韧性与脆性相反，延度是韧性的度量方法，添加聚 合物改性剂有助于韧性的改善 黏性：是物体抵抗剪切变形的能力 n 沥青的流变性 沥 青 材 料 针入度和软化点之间的关系 针入度与黏度的关系 软化点与黏度的关系 沥青延度与其黏流性质的关系 脆点与黏度的关系 n 沥青黏流指标间的关系 沥 青 材 料 蠕变：在应力保持不变的情况下，应变随时间的延长而增大。 可用蠕变模量来估算沥青路面的车辙量。 松弛：物体在恒定的应变条件下，应力随时间逐渐减小的力学 行为 劲度模量：体现了沥青力学性能随温度和荷载作用时间的变化 规律。并非常数 n 沥青的劲度模量 沥 青 材 料 动态剪切流变试验 美国SHRP规范定义复数剪切模量和 相位角的比值为车辙因子，其值越大 表示沥青的弹性性质越显著。 虽然车辙因子用以表征沥青材料的 抗永久变形的能力，反映了沥青的高 温稳定性，但其与交通荷载之间的关 系还不清楚。 n 沥青的劲度模量的测试方法 沥 青 材 料 弯曲梁流变试验(BBR) 美国SHRP研发的能准确评价低温下 沥青劲度和蠕变速率的方法。是应用 工程上梁的理论，量测沥青小梁试件 在蠕变荷载作用下的劲度。可获得两 个参数：蠕变劲度和m值，后者是荷 载作用时沥青劲度的变化率。 n 沥青的劲度模量的测试方法 沥 青 材 料 直接拉伸试验 美国SHRP为测试沥青的拉伸性能研 发的试验，用以测定沥青在低温时的 极限拉伸应变。 沥青成型为哑铃状，试件约重2kg。 试验在很低温度下进行，应变很小， 采用激光测微计。 n 沥青的劲度模量的测试方法 改 性 沥 青 材 料 树脂类：聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、乙烯-醋酸乙烯（EVA） 橡胶类：丁苯橡胶（SBR）、氯丁橡胶（CR）、橡胶粉 热塑性弹性体类：苯乙烯丁二烯嵌段共聚物（SBS）、苯乙烯-异戊二烯嵌 段共聚物（SIS）、苯乙烯-聚乙烯、丁基聚乙烯（SE/BS） 一般认为，树脂类改性沥青具有良好的高温稳定性和抗车辙能力，但对于沥 青路面的低温抗裂性无明显改善；橡胶类具有较好的低温抗裂性能和较好的黏 结性能；热塑性弹性体类具有较好的温度稳定性，能明显提高基础沥青的高低 温性能，降低温度敏感性，增强耐老化疲劳性能。当前，用于沥青改性的聚合 物主要是SBS、PE、EVA、SBR四种。 n分类 沥 青 混 合 料 最大公称粒径：特粗式、粗粒式、中粒式、细粒式、砂粒式 密实性：密实式、半密实、半开式、开式 拌合与摊铺温度：热拌热铺、冷拌冷铺、热拌冷铺 组成结构：悬浮密实、骨架空隙、骨架密实、SMA 功能：沥青玛蹄脂碎石、排水性、防滑式、浇筑式、环氧沥 青混合料、彩色、储存式、再生、乳化、稀浆封层等 n 沥青混合料类型 沥 青 混 合 料 沥青结合料的黏度 集料岩石的种类 集料的颗粒形状 集料级配 矿粉的品种与用量 沥青结合料用量 环境温度与行车荷载 n 沥青混合料强度理论 沥青混合料性能评价方法 轮辙试验 沥青路面分析仪轮辙试验 蠕变试验 三轴试验 简单剪切 n沥青混合料高温抗车辙性能评价 沥青混合料性能评价方法 低温弯曲试验 低温弯曲蠕变试验 沥青混合料脆化点温度 J积分试验 n沥青混合料低温抗裂性评价 沥青混合料性能评价方法 残留稳定度试验 冻融劈裂试验 浸水轮辙试 n沥青混合料抗水损害性能评价 沥青混合料性能评价方法 试件法 试块法 试槽法 现场法 n沥青混合料耐疲劳性能评价 公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订 2000-6-15发布，同年10-1实施 是对公路工程沥青及沥青混合料试验规程（JTJ052-93） 的修订 共修订15项，增补16项 nJTJ052-2000 公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订 对沥青混合料的密度测试条件进一步作了明确规定，空隙率 计算时明确采用毛体积密度，用表干法、蜡封法或体积法测 定。当试件基本上不吸水，按规定容许采用水中重法测定时 也可用表观密度代替 马歇尔试验方法中增补了大型马歇尔试件内容 增补了为沥青混合料进行水稳定性检验的冻融劈裂试验 配合设计规范确定了沥青混合料面层的设计参数，温度的确 定 nJTJ052-2000的修订内容 公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订 增补室内试验用轮碾法成型的试件表面测定构造深度和渗水 性的试验方法 增补检验SMA路面沥青用量的析漏试验及分散试验 增补评价沥青混合料低温抗裂性能的弯曲蠕变试验 增补评价抗剥落剂性能的试验方法及沥青混合料的老化试验 方法 nJTJ052-2000的修订内容 公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订 增补沥青针入度试验方法中测定针入度指数、当量软化点、 当量脆点的方法，沥青酸值的测定方法，沥青粘度测定方法 ，沥青与石料的低温粘结力试验，聚合物改性沥青的离析试 验、沥青弹性恢复试验等 增补与乳化沥青稀浆封层有关的两个试验方法，即乳化沥青 稀浆封层混合料固化时间试验和负荷轮碾压试验方法 对沥青蜡含量试验方法等也有局部修订 nJTJ052-2000的修订内容 公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订 2011-9-13发布，同年12-1实施 随着我国公路建设的快速发展，国外许多新设备、新技术和 新方法在沥青及沥青混合料中得到广泛应用。为提高我国沥 青及沥青混合料的试验和评价水平，原规程需作进一步修订 和完善，并非常有必要补充一些新的试验方法。为此，交通 运输部在2007年度公路工程行业标准制修订项目计划中 下达了原规程的修订任务，由交通运输部公路科学研究院负 责修订工作 共修订43项，增补13项，删除2项 nJTG E20-2011 公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订 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 器与材料技术要求、方法与步骤 在沥青混合料理论最大相对密度测定方法中，取消了真空袋 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 对沥青混合料试件密度的测定方法、体积参数的计算方法进 行了补充完善；同时对沥青混合料试件的保存条件提出要求 nJTG E20-2011的修订内容 公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订 增补沥青弯曲蠕变劲度试验（弯曲梁流变仪法） 增补沥青流变性质试验（动态剪切流变仪法） 增补沥青断裂性能试验（直接拉伸法） 增补压力老化容器加速沥青老化试验 增补乳化沥青与水混合稳定性试验 增补沥青混合料中沥青含量试验（燃烧炉法） 增补沥青混合料旋转压实试件制作方法（SGC方法） 增补沥青混合料旋转压实和剪切性能试验（GTM法） nJTG E20-2011的修订内容 公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订 增补沥青混合料单轴压缩动态模量试验 增补沥青混合料四点弯曲疲劳寿命试验 增补稀浆混合料车辙变形试验 增补稀浆混合料拌合试验 增补稀浆混合料配伍性等级试验 删除T0723沥青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） nJTG E20-2011的修订内容 公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订 增补沥青混合料单轴压缩动态模量试验 增补沥青混合料四点弯曲疲劳寿命试验 增补稀浆混合料车辙变形试验 增补稀浆混合料拌合试验 增补稀浆混合料配伍性等级试验 删除T0723沥青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） nJTG E20-2011的修订内容 公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订 包括99个测定沥青和沥青混合料基本工程性质的试验项目。 其中沥青试验54个，沥青混合料试验45个 “各级公路”是指高速公路、国省道、农村公路和技术标准上 的各级公路。对机场道面等专用公路，应充分考虑各自特点 ，参照规程执行。沥青试验包括道路石油沥青、改性沥青、 液体石油沥青、乳化沥青、改性乳化沥青等沥青技术要求试 验，沥青混合料包括普通沥青混合料、改性沥青混合料、稀 浆混合料等技术要求试验 n总则 公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订 适用条件：在生产厂、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：根据国标及ASTM取样法规定制定，将稠沥青或 固体沥青样品数量从1.5kg改为4kg。因为数量太少缺乏代表 性，数据可能不准，另外防止招标中随便拿一点样品去试验 来代替自己产品 取样地点：增加了从公路常用的沥青储存池中及验收地点取 样，并补充了油罐装料过程中取样方法 n沥青取样 公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订 从储油罐中取样：沥青热态长期静放会有轻度的分离，有点单位仅从储 罐顶面用小桶取样会影响实验结果 从油桶中取样，ASTM规定可从顶面下75mm处取样，根据我国实际情况 ，桶装沥青往往容易进水，且桶的上下部沥青可能不均匀，因此从顶面 下取样是不合适的，在侧面凿开取样时，为方便取样由75mm改为50mm 必须注意防水问题：进水后不仅增加了脱水程序，而且试样经常因脱水 加热发生老化 高温重复加热会造成沥青老化，因此规范规定应尽量减少加热次数，用 于质量仲裁检验的样品，重复加热次数不得超过两次 n沥青取样 公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订 适用条件：黏稠道路石油沥青、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试样 与原规程相比，本规程增加了聚合物改性沥青 石油沥青取样后送到试验室时通常已冷却固化，在沥青加热 、脱水、过滤过程中肯定会影响沥青本身性能，如针入度减 小、延度变小等，所以规定必须用烘箱加热融化沥青。尤其 是进行质量仲裁试验时，严禁用电炉或明火加热，以免试验 数据失真 n沥青试样准备方法 公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订 适用条件：使用比重瓶测定沥青材料的密度与相对密度 沥青密度用于储油容器中沥青体积与质量的换算，相对密度用于沥 青混合料理论密度计算，供配合比设计及空隙率计算使用，但测定 相对密度或密度的温度各国有所不同。本次修订试验温度为15和 25。需要时也可在其他温度测试，但需在报告中注明 对液体沥青相对密度测定方法，国标GB/T8928中并无规定， ASTM D3142及AASHTO T227是采用比重计测定的，方法很简单 。同时测定沥青API度，API度=（141.5/相对密度15）-131.5 n沥青试样准备方法 公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订 适用条件：用于测定道路石油沥青、聚合物改性沥青针入度以及液体石 油沥青蒸馏或乳化沥青蒸发后残留物的针入度，以0.1mm计。 针入度条件有三项：温度、时间和针质量。这三项要求不符合要求时， 将影响实验结果 沥青的针入度指数是沥青结合料的温度敏感性指标，反映了针入度随温 度而变化的程度，由不同温度的针入度按规定方法计算得到，无量纲。 针入度指数不仅可以评价沥青的温度敏感性，同时也可以用来判断沥青 的胶体结构。按照沥青的针入度指数PI值可以分为溶胶型结构（PI-2） 、溶凝胶型结构（PI=-2+2)、凝胶型结构（PI+2） 考虑到针入度值受人为影响因素较多，因此取消了手动针入度仪，统一采用自动 针入度仪进行测定 n沥青针入度试验 公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订 标准针对测试结果影响很大 试验规程及国标规定有两种尺寸的盛样皿，但在46试验时，沥青的针 入度往往超过350，故本试验法按照ASTM D5的规定，补充了一种特制盛 样皿的规格要求，内深不小于60mm，试样体积不少于125ml 针入度试验结果手温度影响较大，控制温度至关重要 由于玻璃皿的容积越小，保持水温越困难，本实验方法仍维持原试验规 程的容积不小于1L，高度不小于80mm的规定 将沥青试样注入试皿时，不应留有气泡，若有气泡，致密的沥青结构变 为海绵结构使针入度值偏高，可用明火将其消掉，以免影响结果。 n沥青针入度试验 公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订 通过实验发现，如果试样在室温下冷却1h，在水浴保温1h，针入度值偏 高，说明试样内部的温度不是实际要测定的温度，尤其是工地的试验室 ，夏季温度很高，所以此次将水浴保温时间去掉了下限 影响沥青针入度测定值的一个非常重要的步骤就是标准针与试样表面的 接触情况。试验时应让标准针刚好接触试样表面。可将针入度仪置于光 线照射处，从试样表面观察标准针的倒影 沥青针入度值在试模不同部位试验时有区别，在试模边部及中央表现尤 为明显。如果小于10mm，针入度值会偏高，因为针孔距离过近，破坏了 沥青原有的组织结构 n沥青针入度试验 公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订 适用条件：适用于测定道路石油沥青、聚合物改性沥青、液体石油沥青 蒸馏残留物和乳化沥青蒸发残留物等材料的延度 道路石油沥青、液体石油沥青、聚合物改性沥青的试验温度和拉伸速度 有区别，低温时需要在试验报告中特别注明 对延度仪的测定长度不宜大于150cm 本规程对延度仪的试模参照ASTM D113的尺寸图进行了修改 注意隔离剂的离析 影响延度的因素包括水浴温度、试件在水浴中的恒温时间、水浴密度、 试验温度、拉伸速度。温度方面：一是低温延度，当试验温度高于规定 时，试验结果偏大，相反偏小；二是高温延度，对较软的沥青结果可能 偏小 n沥青延度试验 公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订 实际试验时，采用玻璃板方便，故本试验法规定为玻璃板或 不锈钢板 将试件在室温中冷却的时间进行了修改 建议刮刀的加热温度不宜超过软化点以上100.在实验过程 中还需结合实践经验操作 当沥青细丝浮于水面时，应在水中加入酒精，沉入槽底时， 加入食盐，试验时应确保水面不受扰动 对允许误差的修订，本试验方法考虑到我国现状，采用法国 的表示方法同时适当放宽，较能符合实际情况 n沥青延度试验 公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订 适用条件：测定道路石油沥青、聚合物改性沥青的软化点，也可用于测 定液体石油沥青、煤沥青蒸馏残留物或乳化沥青蒸发残留物的软化点 对石油沥青，软化点不可能高于80，我国规范采用水槽方法，对一些 聚合物改性沥青、建筑石油沥青，软化点可能高于80，则应按ASTM D36规定使用甘油浴试验。软化点结构受温度影响因素一是起始温度，当 起始温度高时，对较稠硬的沥青基本无影响，对较软沥青结果则偏小； 二是升温速度，速度快，结果偏大，反之则偏小 温度计修改为0-100 试验方法中水温采用电磁振荡搅拌器使水循环，可使水温更加均匀 关于允许误差，和日本道路协会及ASTM的规定相同 n沥青软化点试验 公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订 适用条件：测定道路石油沥青、聚合物改性沥青、液体石油 沥青或乳化沥青蒸发残留物的溶解度 沥青中能在溶剂中溶解的部分为有效成分 ASTM D2042中规定用古氏坩埚及玻璃纤维滤纸，本试验规程 相同 古氏坩埚及滤纸的溶剂挥发后置于烘箱的温度，国标及1983 年试验规程均为105-110，本试验法中规定温度为 1055 n沥青溶解度试验 公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订 表征沥青在高温下和空气接触后的抗氧化、抗热老化能力的性质，从而 预测沥青稳定性程度的一种试验方法 烘箱与薄膜加热烘箱相同 在试样制备过程中，试样的加热温度不能过高 在向盛样皿中倾倒试验时，注意勿使试样滴落在盛样皿的外壁上或高于 试样液面的内壁上 一定要保证试验温度为1631，保持时间为5h 为使质量变化测定结果的准确，试验时需戴干净的手套或用夹子拿盛样 皿，称量时亦用夹子并避免温度变化的干扰 计算时质量减少表示沥青老化，质量增加同样表示沥青老化 报告要求准确至0.01g n沥青蒸发损失试验 公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订 适用于测定石油沥青、聚合物改性沥青薄膜烘箱加热后质量和性质的变 化，测定项目可根据需要决定 盛样皿维持原规程的厚度范围0.7-1.0mm，能够满足使用要求 不得将不同品种或不同标号的沥青同时放入薄膜烘箱中加热试验，因不 同品种沥青在加热过程中可能相互感染 试验初始阶段，位置不同的温度计显示温度之差为2-4.5，30min后显 示值基本一致 关于沥青老化前后指标的表示方法，国内外大都相同，但其中沥青的老 化指数定义较乱。我国用双对数黏度差最合适，本方法在规定了黏度比 之外，还规定了老化指数的计算方法 通常情况下，薄膜加热后，针入度减小，软化点升高，延度减小，如果 实验结果与之相反，应检查仪器及操作方法 n沥青薄膜加热试验 公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订 优点是试样在垂直方向旋转，沥青薄膜较薄，能连续介入热空气，以加 速老化，试验时间缩短 对聚合物改性沥青，当黏度较高的改性沥青在进行RTFOT试验时，在旋转 过程中沥青容易堆积在瓶口处，有时就会发生沥青从瓶口流出的现象， 如果不注意可能发生冒烟或着火。因此对高黏度的改性沥青在进行试验 时可根据需要选择试验方法 RTFOT后的质量变化可得到一个质量损失值或质量增加值，这是因为实验 过程中沥青挥发性组分挥发导致质量损失，样品发生氧化反应导致质量 增加，综合效应是挥发性组分低的样品通常质量增加，挥发性组分高的 样品质量损失 n沥青旋转薄膜加热试验 公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订 适用于克利夫兰开口杯测定黏稠石油沥青、聚合物改性沥青及闪点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 本方法将闪点和燃点两个指标同时纳入，对煤沥青不适合热拌混合料， 在适用范围里取消了煤沥青，增加了聚合物改性沥青 采用克利夫兰开口杯法按AASHTO T48规定适用于黏稠石油沥青和聚合物 改性沥青，对闪点79以上的液体石油沥青，采用泰格环试验方法 根据我国情况，规定温度计为0-360 点火器的形状及产生的试焰对测定的精密度有一定影响，采用金属管燃 气点火用具 采用普通的燃气或电炉加热，将使试验更为简单 n沥青闪点与燃点试验 公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订 适用于测定石油沥青、煤沥青或乳化沥青的含水量 有水的道路石油沥青不得铺筑路面 本实验方法仍维持使用玻璃烧瓶 投入一些玻璃毛细管或无釉瓷片后，毛细玻璃孔内空气体积膨胀，不断 放出小气泡以使液体均匀沸腾，从而避免爆沸 本试验法考虑到乳化沥青测定的需要，增补了在回馏过程中，水分接收 器中的水将达到最大容积前，停止加热，在溶剂停止滴出前，迅速取下 接受器，将溶剂及水倒入一个量筒中，然后装好继续加热回馏的做法 n沥青含水量试验 公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订 适用于测定各种沥青材料的弗拉斯脆点 目的是了解沥青材料低温时的变形能力。脆点是沥青在等速降温条件下 ，用弯曲受力方式测定的沥青发生脆裂破坏时的温度 脆点实质上反映了沥青由黏弹性状态变为玻璃状态的温度，它是一种等 劲度温度，一般认为沥青出现弯曲脆裂时的劲度为2100MPa，针入度为 1.2-1.25（0.01mm）。通常情况下，对同一种油源所产生的沥青，其脆点 温度越低，低温抗裂性能也就越好。但是，脆点只是某一特定试验方法 下的条件劲度温度，试验方法改变，试验结果也随之改变。沥青的低温 脆性还与其老化性质和荷载作用方式有关，所以，路面低温性能无法单 纯用脆点来评价 n沥青脆点试验 公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订 弗拉斯脆点弯曲器，1983年试验规程按瑞士进口仪器规定为塑料管，现 根据国际及国外标准，统一采用硬质玻璃或其他绝缘材料制成 薄钢片在国标及国外标准中规定为“有弹性的钢片”，实际使用发现普通钢 片易锈蚀，故仍决定使用“有弹性的不锈钢片”的规定。只是钢片的尺寸由 原来的长度为40mm0.5mm统一修改为长度41mm0.5mm 冷却装置按照国标进行了修改，补充了玻璃筒也可用一个合适尺寸的冷 藏瓶或其它冷浴代替的条款 弗拉斯脆点的试验误差普遍反映较大，其中一个重要原因是每次试验时 的起始温度不同，第二次试验的起始温度往往低于第一次的温度。为提 高试验精密度，本方法增加规定了并行试验3次，每次试验都必须使温度 回升到第一次试验时相同的状态开始，并取误差在3范围内3个测定值 的平均值作为试验结果 n沥青脆点试验 公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订 本试验法仍保留了2000年试验规程中的方法，基本上没有改 动。考虑到现状部分沥青材料需要做灰分含量，所以扩大了 适用范围，增加了岩沥青、湖沥青等天热沥青材料的灰分含 量试验。 n沥青灰分含量试验 公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订 公路的道路石油沥青对蜡含量有严格限制，蜡对沥青路用性能有不利影 响，体现在增大温度敏感性、影响沥青粘结力及抗水剥离性、容易低温 开裂和使沥青收缩应力迅速增加等方面 我国规定用裂解蒸馏法测定道路石油沥青的蜡含量 沥青长期静止存放会出现分离，所以要求取样时必须搅拌均匀 砂芯漏斗的孔径仍然保留JIJ052-2000的尺寸 在将装有试样的冷却筒置入冷却装置时及冷却操作过程中，要注意防止 冷却筒各结合处渗漏 蒸馏过程中，软木塞的大小应与蒸馏瓶口尺寸合适 n沥青蜡含量试验 公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订 蒸馏时对接馏分用的锥形瓶一定要按要求置于冰水中，否则蒸馏出来的 馏分得不到冷却 不均匀加热会造成蜡含量偏低 蒸馏过程中的速度和时间一定要控制好 取馏分值多少会影响蜡含量测定。不考虑蜡含量高低而随意取馏分油质 量，测量值离散性很大，误差增大 漏斗要经常清洗 冷却后过滤困难，有两个原因，一是样品冷却过程中有滴漏；二是自然 过滤时间短，因此，使用前一定要检查柱杆塞和冷却筒间磨口的严密性 ，同时在抽滤时要用三通阀调节真空度，慢慢抽滤保证滤液为液滴状 n沥青蜡含量试验 公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订 适用于检验沥青与粗集料表面的黏附性及评定粗集料的抗水剥离能力 对于最大粒径大于13.2mm的集料应用水煮法，对最大粒径小于或等于 13.2mm的集料应用水浸法进行试验。当同一种料源集料最大粒径既有大 于又有小于13.2mm的集料时，取大于13.2mm水煮法试验为标准，对细粒 式沥青混合料应以水浸法试验为标准 对沥青混合料的综合抗水损害能力必须通过浸水马歇尔试验、冻融劈裂 试验等进行检验，采用多指标评价沥青与集料的黏附性 由于沥青的温度较高，在提取集料时，要轻拿轻放，不得晃动集料。对 于掺有抗剥落剂的沥青进行黏附性试验，可适当延长浸煮时间，可检测 抗剥离效果，确认其长效性能 评定黏附性等级，最好的方法就是采用一次性纸杯盛水观测。评定等级 时人为因素影响大，本方法规定以两名以上经验丰富的试验人员分别目 测后取平均值表示 n沥青与粗集料的黏附性试验 公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订 吸附剂含水量增加，柱收率可提高，但含水量超过1%时，试样饱和分中 混有芳香分；低于1%时，芳烃与胶质不能很好分离，当含水量为1%时效 果最好。当氧化铝的含水量为0时，溶剂对饱和分的选择性很好，即分离 出的饱和分很纯，但分离效果不太好，有部分饱和分进入了芳香分中， 同时有部分的芳香分进入了胶质中。 作吸附剂的氧化铝使用前必须活化，氧化铝的活性是通过活化后的氧化 铝中蒸馏水的加入量来实现的。加入适量的水可以提高吸附剂线性容量 和分离效能，还可以减少填装过程中在柱子中形成的静电效应，并降低 其不可逆吸附。所以应严格按照试验规程要求，按氧化铝净重加入1%氧 化铝 在按照石油沥青组分测定法进行柱色谱分离时，实际操作中，有的试验 室采用正庚烷和石油醚互换为冲洗溶剂 必须严格保证试验温度 要缓慢将样品加入吸附柱中 n沥青化学组分试验（四组分法） 公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订 本试验法仅选用坎芬式黏度计一种规格，但也允许采用其他 类型的毛细管黏度计 我国仅规定分度值为0.1的温度计，恒温水槽的保温精密度 也是 0.1 如果黏度计的装液温度与试验温度不同，试验温度下试液体 积将改变，因此必须在试验温度下装液 重力加速度对运动黏度的结果有影响 n沥青运动黏度试验（毛细管法） 公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订 60动力黏度是反映道路沥青高温抵抗永久变形能力的一项重要参数， 测试方法有旋转黏度计法和真空减压毛细管法 本规程推荐采用AI式真空减压毛细管，也允许其他形式毛细管 道路沥青最常用的是100号毛细管，含蜡量较高的道路沥青黏度较小，可 用50号毛细管，沥青黏度较大的可用200号毛细管，400R及800R型毛细管 ，适合于聚合物改性沥青等情况 本试验法按ASTM仅规定烘箱温度为1355，对半氧化沥青或改性沥 青试验时，可参照日本标准适当提高 黏度计的清洗以洁净为度 n 沥青动力黏度试验（真空减压毛细管法） 公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订 本试验方法的适用范围补充了乳化沥青。黏度的表示方法考 虑到了计算机使用的方便，统一改为Ct,d的形式（t为测试温 度，d为流孔直径） 本试验采用新的黏度计标准 试验条件中增加了沥青黏度计与循环恒温水槽连接及保温等 工作，以提高试验精密度 盛样管中沥青装入的数量以达到球塞杆的标记为准 n 沥青标准黏度试验（道路沥青标准黏度计法） 公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订 试样在规定温度下，由恩格拉黏度计规定尺寸的流孔，流出 50mL所需时间与流出同体积的水所需时间的比值，用恩格拉 度表示。我国将恩格拉度与道路沥青标准黏度并列作为划分 乳化沥青标号的标准 乳化沥青试样过滤的筛孔孔径，按本试验规程，均使用 1.18mm 测定黏度计的水值，用25、50 50mL直接测定及ASTM两个 方法，供实际使用 n 沥青恩格拉黏度试验（恩格拉黏度计法） 公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订 试样在规定温度下，自赛波特重质油黏度计的规定尺寸的流 孔孔径流出60ml试验的时间。常用于测定施工温度下的沥青 黏度 赛波特黏度计 试样瓶应用溶剂、洗液清洗，烘干后备用，不得用棉纱等纤 维类擦拭，以免粘上纤维物堵塞流孔，影响试验结果的精密 度 沥青试样必须通过0.15mm的筛加入试样管，筛除试样中的杂 物或颗粒物 n 沥青波特黏度试验（赛波特重质油黏度计法） 公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订 适用于评价SBR改性沥青、橡胶和树脂等沥青，以及用于做排水路面的高 黏度改性沥青改性效果的一种比较好的方法 黏韧性反映了聚合物沥青的抗冲击破坏能力及握裹力，表示在断裂前单 位体积所消耗功的总量。韧性反映了聚合物沥青粘结力的大小，表示在 外力作用下，产生塑性变形过程中，吸收能力的能力 许多试验室具备万能材料试验机，具有自记功能，可以采用这类设备黏 韧性试验的应力-应变曲线确定，或通过计算机采集数据，采用积分方法 计算曲线所包围的面积，直接得出试验结果 n 沥青黏韧性试验 公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订 适用于测定牛顿流体或非牛顿流体的剪应力与剪变率之比，即表观黏度 。此黏度计用于测量沥青的高温黏度 本次修订根据我国工程实践，将确定沥青混合料的拌合温度和压实温度 的方法统一为布氏旋转黏度测定方法 参考ASTM和AASHTO方法，并结合我国实践，规定可采用135和175 ，也可根据需要旋转其他温度。另外，对于含不溶矿物质的改性沥青 材料，采用本方法确定施工温度会较实际温度要高，建议对含不溶矿物 质的改性沥青材料不宜采用此方法确定施工温度 按照仪器说明书旋转转子型号 试验开始前必须将水准气泡调至居中 n 沥青旋转黏度试验（布洛克菲尔德黏度计法） 公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订 在做沥青旋转黏度试验时，要使用标准温度计做对比试验 转速的旋转以接近标准黏度的试验转速为宜，宜大不宜小 向黏度计倒入试样前，应搅拌均匀 对同一试样，当转子、转速相同、测试温度相同、试样质量 不同时，测定的黏度值则不同 温度与黏度密切相关，黏度值将随温度增加而减小，因此试 样在恒温过程中试验人员要注意观测温度是否有变化 n 沥青旋转黏度试验（布洛克菲尔德黏度计法） 公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订 沥青组分中属于酸性的物质有环烷酸、地沥青酸。沥青的酸 性越大，与矿料的黏结就越好，沥青从矿料表面的剥离程度 也就越小 测试原理是将沥青溶解于苯和乙醇的混合溶剂中，以氢氧化 钾的乙酸标准溶剂中和沥青中的游离酸，由消耗氢氧化钾乙 醇溶液的体积来计算 n 沥青酸值测定方法 公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订 乙醇易着火，应远离且通风，试验人员也避免吸入乙醇蒸汽或接触皮肤 试验前，需要将支架、荷载头、液体浴中的任何颗粒和污垢擦拭干净 在加热改性沥青、老化沥青或黏度较高的沥青时，具体的加热温度要根 据沥青样品的黏稠度选择合适的加热温度，使沥青流动，易于浇筑 对任何沥青应避免反复加热，加热时间最少化，有助于避免沥青老化， 在加热过程中应该加盖和偶尔搅拌，以保证样品的均匀性 浇筑沥青过程中要注意沥青中不能带有气泡，以保证试件表面光洁，没 有蜂窝和麻面 试件的尺寸对试验数据很重要 n 沥青弯曲蠕变劲度试验（弯曲梁流变仪法） 公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订 对装有试件的试模不宜过度冷却，时间过长可能引起沥青胶结料的硬化 ，从而增加试验数据的变异性 在脱模过程中，不要使试件变形，确保试件的原始尺寸 应根据计算机的提示输入试件名称、规格型号、试件编号、试验时间、 试验荷载、试验温度、试件在试验温度时放入水浴中时间和计算机控制 试验系统的有关信息等 需要用接触荷载保证荷载轴和支座及试件的接触 用荷载传感器测得的试件上的实际荷载用于计算试件中的应力 n 沥青弯曲蠕变劲度试验（弯曲梁流变仪法） 公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订 环境室用来控制试验温度的箱体，通过加热或制冷来保持一个恒定的试 件环境温度。环境室中的加热和制冷的介质不应影响沥青胶结料的性质 。环境室中的温度控制可用循环的液体或可调节的气体，可以用水和氮 气 加载装置应能提供应力控制荷载或应变控制荷载。如果是应变控制荷载 ，加载装置应提供一个周期扭矩以足够让指定应变的角度旋转应变精度 小于100rad。如果是应力控制荷载，加载装置应提供一个精度不大于 10mNm指定扭矩的周期扭矩 修整多余的沥青时，修整工具的温度要保证足够热，但不能太热以致试 件边缘裂解 n 沥青流变性质试验（动态剪切流变仪法） 公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订 本方法对试件破坏应变大于10%的试件不适用 通过直接拉伸试件板施加荷载，荷载框架的加载点总长度至少100mm 系统应包括两个夹具，每个夹具包括一个特殊形式的栓，并应牢固的安 装在试验板的加载板上 数据采集系统应具有分别采集荷载、长度和温度的数据通道 数据采集和显示系统应具有显示应力-应变曲线的能力 酒精不能作为沥青胶结料试件破坏试验的冷却介质 试件应该是放置室内自然冷却 试件放入恒温的冷浴中养护，要严格控制时间，避免试件过度硬化 如果断裂在试件颈部，要注明 n 沥青断裂性能试验（直接拉伸法） 公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订 在道路使用期间，沥青胶结料的老化受混合料体积性质、混合料渗透性 、集料性质和其他与混合料相关的多种变量因素的影响，本试验的目的 是评价不同沥青在选定的老化温度和压力条件下抵抗氧化老化的能力 将所有瓶中残留物倒入容器中搅拌，如果残留物已冷却，应将其加热到 足够流动状态在灌样 当20h老化阶段结束后，用压力缓速排放阀开始慢慢减小PAV的内部压力 当马上进行残留物的性能测定时，将容器中的残留物在设定163的烘箱 中加热（151）min，加热到足够的流动以便浇注试件，并适当的搅拌去 除气泡 n 压力老化容器加热加速沥青老化试验 公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订 浮漂度是试样在规定的浮漂仪中，自放入一定温度的水槽内 起，逐渐软化至被水冲破所需要的时间 浮漂度的试验温度在液体石油沥青及煤沥青的标准中一般有 规定，我国液体石油沥青蒸馏后残留物的浮漂度试验温度为 50，在煤沥青标准中无规定，在ASTM D490中规定为32 和50 浮漂仪尺寸按AASHTO T50作了修改 n 沥青浮漂度试验 公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订 蒸馏温度范围的修改 按ASTM方法补充了蒸馏温度范围316 以及各温度范围的 速度 n 液体石油沥青蒸馏试验 公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订 沥青闪点是试样在规定的开口杯盛样器内按规定的升温速度受热时所挥 发的气体以规定的方法与试焰接触，初次发生一瞬间即灭的火焰时的试 样温度。与黏稠石油沥青不同，液体石油沥青闪点试验采用泰格开口杯 法，该方法用于闪点较低的沥青 液体石油沥青当闪点低于93时，国外均不采用克里夫开口杯测定，而 采用泰格开口杯，两者所不同的主要是泰格杯采用油浴（或水槽）加热 ，不用明火加热，对含低沸点溶剂的液体石油沥青更加安全 n 液体石油沥青闪点试验（泰格开口杯法） 公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订 本试验方法仍规定采用短颈蒸馏瓶 用铁皮制成圆柱形罩，内衬3-4mm厚的石棉层。罩侧有2个对 称的云母小窗，以便观察 本试验法按ASTM及AASHTO的方法进行补正 n 煤沥青蒸馏试验 公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订 焦油酸含量及含酚量都是测定蒸馏出馏分与氢氧化钠溶液作用形成水溶 性酚钠物质的含量，利用双球测定管试验法 煤沥青的焦油酸含量包括煤沥青中酚含量和酸性有机物，是通过测定总 的蒸馏馏分与苛性钠溶液作用形成水溶性酚钠物质的含量求得 煤沥青馏分在原来的含酚量试验中用的是中油馏分，现修改为煤沥青蒸 馏试验的全部馏分 在双球测定管中最先流出的是下部的苯和水，经氢氧化钠溶液洗涤、静 置后，焦油酸处于管的最上部，最后可将其放出称取质量或用比重瓶测 定求算焦油酸质量 n 煤沥青焦油酸含量试验 公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订 煤沥青中的酚能溶解于水，易导致路面的强度降低，同时酚水溶物有毒 ，污染环境，因此对其在煤沥青中的含量必须加以限制。采用国际碱液 萃取双球计量的方法。该方法是将蒸馏试验蒸馏出的中油馏分，用纯苯 稀释用氧化钠饱和后，在双球分液漏斗中，用氢氧化钠使其与酚及其同 系物作用生成酚盐，酚盐溶于碱液，不溶于油，可根据碱液的体积增量 ，计算酚含量 先用洗液和蒸馏水先后洗涤双球分液漏斗，再用氢氧化钠溶液洗涤数次 n 煤沥青酚含量试验 公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订 萘在煤沥青中，低温时易结晶析出，是煤沥青失去塑性，导致路面冬季 开裂。在常温条件下，易挥发，加速煤沥青老化，并且挥发出的气体， 对人体有毒害。因此，要限制煤沥青中萘的含量。采用气相色谱法测定 ：首先以纯萘用二甲苯溶解，制成标样，然后将煤沥青蒸馏试验得到的 170-270和270-300馏分用二甲苯稀释，制成样品用气相色谱仪测定谱 图后，量出标样和样品的萘峰高，最后计算出煤沥青中萘含量 n 煤沥青萘含量试验（色谱柱法） 考虑到色谱柱法测定煤沥青的萘含量比较复杂，有的单位没有此种仪器 ，仍保留了1983年试验用抽滤法测定萘含量的方法 n 煤沥青萘含量试验（抽滤法） 公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订 甲苯不溶物含量是煤沥青中不溶于热甲苯的物质含量。这些不溶物主要 为游离碳，并含有氧、氮和硫等结构复杂的大分子有机物，以及少量的 灰分。这些物质含量过多会降低煤沥青的黏结性，因此必须加以限制。 规程采用抽提法测定甲苯不溶物，将煤沥青试样在滤纸筒内，放于脂肪 抽提仪中，用热苯连续洗涤，直至透明无色，最后烘干称出残渣质量， 计算甲苯不溶物含量 在1983年实验规程中，将石油沥青的溶解度和煤沥青的游离碳含量合并 成一个试验法，因石油部门及冶金部门分别提出了两个国家标准，采用 的溶剂及实验方法不同，所以本试验规程也将两个实验方法分别纳入本 规程 n 煤沥青甲苯不溶物含量试验 公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订 沥青是乳化沥青中最主要的原材料，占总量的50-70%。沥青的针入度、 组成和化学结构对其乳化的难易有较大影响。通常饱和分子含量高和酸 值低的基质沥青较难乳化，要求乳化剂具有较长的烷基链。乳化沥青蒸 发残留物含量测定法是检验沥青乳液中实际沥青含量的试验方法，用此 方法获得的沥青残留物还可以进行性质测定以便评价其使用效果。沥青 乳液中沥青的含量可以改变乳化沥青的黏度和其他性能，其含量高，乳 液的黏度就大，储存稳定性较好，但是沥青含量过高，会使乳液黏度变 大储存稳定性差，不利于施工储存，含量过低，会使乳液黏度变小，施 工时容易流淌等。 n 乳化沥青蒸发残留量含量试验 公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订 乳化沥青是将沥青热熔，经过机械作用，以细小的微粒状态分散于含有 乳化剂的水溶液之中，形成水包油状的沥青乳液。此项试验是为了检验 乳液中沥青微粒的均匀程度，也就是检验沥青的乳化效果，在乳化完成 后，沥青颗粒应分布均匀稳定，不应含有大量的粗颗粒及结块。当乳化 效果不好，乳液中含有大量的粗颗粒及结块时，在工程实际中经常会出 现乳液的结皮、絮凝、油水分层、聚团等不良现象，另外，在用此乳液 施工时，容易造成喷洒设备的堵塞或与矿料拌合不匀影响施工质量。 n 乳化沥青筛上剩余量试验 公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订 本次对试验时集料颗粒在室温中放置的时间、浸煮方法等做了补充 考虑到乳化沥青最终要经受和沥青相同的自然因素作用，同时，沥青与 粗集料黏附性的试验方法-水煮法已是比较成熟的方法。因此，本次修订 中结合沥青与粗集料粘附的特点，采用水煮法试验来检验乳化沥青与粗 集料的黏附性 阴离子乳化沥青、非离子乳化沥青与粗集料的黏附性试验方法没有修订 n 乳化沥青与粗集料的黏附性试验 公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订 乳化沥青随着储存温度的升高，其稳定性越老越差，甚至会结块，这是 由于乳液的水分不断蒸发，温度越高，蒸发的越快。尤其表层水分散失 严重，明显改变油水比，使得表层破乳结皮，从而分层结团，内部乳液 在较高温度下，少部分乳液将破乳，致使油水分离，从而影响产品质量 。因此，产品出来后，要尽快将乳液温度降下来，避免影响产品的储存 稳定性 n 乳化沥青储存稳定性试验 公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订 乳化沥青低温储存稳定性试验是在试样在遭受冰冻后，测定其状态发生 的变化，它可以反映试样在低温储存时的稳定性。国外对乳液的冰冻温 度计冻融循环次数不同，我国阳离子乳化沥青研究采用日本的方法，冻 融温度为-5，这种温度较适用于沥青乳液在初冬时期施工的实际情况 n 乳化沥青低温储存稳定性试验 公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订 适用于非离子慢裂乳化沥青与水泥材料的拌合试验，以判定水泥及乳化 沥青综合稳定材料的施工性能 当在工程实际中存在其他类型的乳化沥青与水泥稳定集料同时使用的情 况，可参照本方法进行有关试验。我国现行的技术要求对适用于“拌制中 、细、砂粒式沥青混合料和稀浆封层”的乳化沥青要求进行拌合试验并要 求筛余量不超过5%，但是在实际工程中也有成功应用于稀浆封层的乳