马歇尔稳定度作业指导书(终).doc

文件编号： ZY01-055-2008 作 业 指 导 书（沥青混合料马歇尔稳定度试验）（沥青混合料浸水马歇尔稳定度试验）（真空饱水马歇尔试验）编写： 日期： 审核： 日期： 批准： 日期： 受控状态： 持有者姓名： 分 发 号： 持有者部门： 江苏省交通科学研究院股份有限公司作业指导书 沥青混合料马歇尔稳定度试验目录1 主要设备及开展项目32 仪器设备操作规程33 检测工作程序及剩余样品处置54 试验操作过程55 数据处理规定146 测量不确定度报告157 原始记录表格191主要设备及开展项目表1 主要仪器设备主要仪器设备仪器名称规格型号生产厂家测量范围准确度等级马歇尔电动击实仪TX-3MDJ-I南京拓兴西安公路研究所/恒温水浴HH-60南京东迈科技公司/0.1马歇尔稳定度仪DF-6南京拓兴0-30kN0-10mm0.5%0.03mm表2 开展检测项目开展检测项目项目名称试验方法方法来源测量范围允许误差范围沥青混合料马歇尔稳定度T0725-2000JTJ052-2000/沥青混合料浸水马歇尔稳定度T0725-2000JTJ052-2000/沥青混合料真空饱水马歇尔稳定度T0725-2000JTJ052-2000/2仪器设备操作规程2.1马歇尔稳定度仪：马歇尔稳定度仪2.1.1开机预热十分钟后，即可开始试验2.1.2将测定密度后的试件置于恒温水槽中至少保持30min40min（夹头和试件一同保温） 试件和夹头放入恒温水槽中保温2.1.3将试件夹头内表面拭净，在夹头的导向杆上涂少量机油使之润滑 润滑压头导向杆2.1.4从水槽中取出试样放在夹头上，再将上夹头相对放在试件上，然后一起放在仪器的托盘中心位置 夹头放在仪器托盘中心位置2.1.5放好试件，按“启动”键，加荷设备开始做加载操作，当试件受压时，显示器显示试件受压的加荷过程，当确认达最大压力时，自动停止加荷并卸载，显示器显示“稳定度”及“流值” 流值 稳定度 启动键2.1.6抬起压头，取出试件2.1.7 试验结束后，一定要将仪器上残留的水擦干，以防仪器生锈2.1.8试验过程中，对试件要轻拿轻放避免试件受到损坏2.1.9要佩带防热的橡胶手套，以防烫伤3检测工作程序及剩余样品处置委托送样：接样员判断样品是否接收如可接收，接收样品并填写委托单样品编号样品区下放通知单至主管处主管根据计划下发通知单给试验员试验员从待检样品区取样品试验员进行试验检测（未进行完试验放入在检样品区）试验检测完毕填写仪器使用记录对试验区卫生进行清理剩余样品放入已检样品区按规定集中处理由指定人员出具报告报告审核、批准报告盖章、发送。4试验操作过程4.1 试验准备4.1.1 设备有效性检查：试验前先检查马歇尔稳定度仪是否在使用有效期范围内。如果使用有效期在范围内，可继续进行试验；如果不在范围内，通知设备管理员进行设备检定。 有效性标识4.1.2 仪器设备准备(1) 检查稳定度上下压头内壁是否干净：目测上下压头内壁是否有混合料印迹， 用凡士林涂抹在内壁上。(2) 检查压头滑杆是否润滑：用凡士林对滑杆进行润滑。 润滑压头内壁与滑杆(3) 经检查，若试验主检设备能正常使用，在试验前将设备使用记录“使用前”一栏填写“正常”；若试验主检设备不能正常使用，填写设备维修单，通知设备管理员进行维修。4.1.3 试验辅助用品准备：马歇尔稳定度试验过程中所需要的试验辅助用品如表3所示。表3 试验辅助用品表试验用品名称数 量用 途铁锹1把取集料样品干净生铁托盘1个装取集料样品装混合料的生铁盘1个装取混合料样品铁铲2把称取集料、混合料机油1瓶擦拭试模内壁纱布1团擦拭试验仪器和试模游标卡尺1个测量试件尺寸凡士林1瓶润滑仪器部件标签6张标识样品手套2副防止温度烫伤工作服1件卫生用品当进行试验时必须穿上工作服，将手套、标签、铁铲、平铲装入专用箱内带入试验室进行试验，试验完将以上工具放入工具箱带回放入员工办公室柜子内。铁锹、托盘、生铁盘等从混合料样品区拿取。4.1.4 试验样品准备（1）样品为沥青混合料准备工作确认样品：接样员在接到委托试验信息后应立即通知试验主管进行试验，主管安排指定试验员进行样品确认。烘散样品：试验员打开烘箱，将烘箱温度设定150。当温度到达设定温度后将沥青混合料放入烘箱中进行低温烘散。时间控制在半小时内。加热试模及工具：在沥青混合料保温的同时，进行金属试模和铁铲的保温，保温温度100，直到成型试件时拿出试模，试模和铁铲保温时间不少于1小时，常温沥青混合料试模不加热。烘散样品 加热试模及工具取样：从烘箱内取出以烘散样品，取不少于2倍试验用量的混合料，采用四分法取足试验用量的混合料。 四分法取样确定保温温度并保温：根据通知单提供的成型温度提高5设为样品保温温度，将混合料放置于以达到保温温度的烘箱内保温1.52.5小时，进行后续成型试验。（2）样品为集料准备工作确定制作沥青混合料试件的拌和与压实温度:当使用普通道路石油沥青时，以运动粘度为(17020)mm2/s时的温度为拌和温度(28030)mm2/s时的温度为压实温度。当使用改性沥青时，拌合与压实温度以沥青材料商提供值为准。注：对于添加木质素纤维、聚脂纤维的沥青混合料拌和及成型温度在沥青材料商提供值提高510。 样品取样：将一袋集料样品倒入专用板上拌均匀（如集料潮湿需先对集料进行加热，加热温度105，加热时间4小时），按四分法进行分样，分样重量不少于所需样品的2倍。在分样中再四分法称取集料的重量，集料的重量=沥青混合料重量矿料占混合料比例，各档料的重量=集料的重量各档料的比例，沥青的重量=沥青混合料重量沥青占混合料比例。样品加热：将集料和沥青放入烘箱进行保温（烘箱温度已达到要求加热温度），集料保温温度180-185（SBS改性沥青），集料保温温度165-170（70号道路石油沥青），集料保温时间2小时；70号道路石油沥青加热温度150-155，SBS改性沥青加热温度160-165，沥青加热时间2.5小时，其它沥青材料加热温度按委托人要求进行； 样品取样 样品加热拌和锅加热设定：将沥青混合料拌和机预热至拌和温度以上10左右备用，拌合锅内壁及搅拌叶擦拭干净，保证沥青用量的准确性。 拌合温度设定将所需质量并预热的粗细集料置于拌和机中，用料铲手工拌合均匀后，在集料中间位置挖出一凹巣，用小铲加入需要数量的已加热至拌和温度的沥青（沥青质量误差不得超过1g）。开动拌和机，搅拌1-1.5min，然后暂停拌和，加入单独加热的矿粉，继续拌和均匀为止，并使沥青混合料保持在要求的拌和温度范围内。标准的总拌和时间为3min。在拌合需加入纤维等添加物时，需先将纤维等添加物和矿料一起干拌10s-20s，在集料中间位置挖出一凹巣，用小铲加入需要数量的已加热至拌和温度的沥青，开动拌和机，搅拌1-1.5min，然后暂停拌和，加入单独加热的矿粉，继续拌和均匀为止，并使沥青混合料保持在要求的拌和温度范围内。标准的总拌和时间为3min。 倒入集料和沥青 矿粉单独加入 拌合好的混合料放入烘箱4.1.5成型马歇尔击实试件（详见混合料马歇尔击实成型作业指导书ZY01-243-2008）4.2试验步骤4.2.1马歇尔稳定度（1）用卡尺(或试件高度测定器)测量试件直径和高度，十字交叉分别测四个高度取平均值(如试件高度不符合63.5mm1.3mm要求或两侧高度差大于2mm时，此试件应作废)，并按压实沥青混合料物理性质作业指导书的方法测定试件的物理指标（详见沥青混合料密度试验作业指导书ZY01-043-2008）。 测量试件尺寸（2）将恒温水槽(或烘箱)调节至要求的试验温度，对粘稠石油沥青或烘箱养生过的乳化沥青混合料为601，对煤沥青混合料为33.81，对空气养生的乳化沥青或液体沥青混合料为251，将试件置于已达规定温度和恒温水槽(或烘箱)中保温3040min。试件之间应留有至少2cm间隔，底下应垫起，离容器底部不小于5cm。 设定水槽温度（3）马歇尔试验仪的上下压头放入水槽(或烘箱)中达到600.5的温度，将上下压头从水槽(或烘箱)中取出拭干净内面。为使上下压头滑动自如，可在下压头的导棒上涂少量黄油，再将试件取出置于下压头上，盖上上压头，然后装在加载设备上。 上下压头放入水槽中 压头导棒上涂少量黄油（4）将流值测定装置安装于导棒上，使导向套管轻轻地压住上压头，同时将稳定度、流值读数调零。流值测定装置安装于导棒上 稳定度、流值读数调零（5）启动加载设备，使试件受压，加速速度为(505)mm/min。当试验荷载达到最大值时，仪器自动停止加载，读取屏幕显示的荷载读数和流值读数(从恒温水槽中取出试件至测出最大荷载值的时间，不应超过30s)。启动设备进行试验 记录数据4.2.2浸水马歇尔试验（1）试件放入规定温度的水槽中（60）中保温48h。（2）步骤同上述马歇尔稳定度试验。4.2.3试验结束后将上下压头里外擦干净放回升降杆上，关闭仪器电源。4.2.4填写马歇尔稳定度原始记录，试验员将任务单号、样品编号、仪器名称、型号和编号及其它信息填写完整。原始记录如填写错误，则在其上面划一横杠，在其右上角签上自己的姓名，保持卷面整洁，空白处划杠。4.3计算4.3.1计算公式：（1）稳定度及流值由荷载测定装置读取的最大值即试样的稳定度，以kN计。由流值计及位移传感器测定装置读取的试件垂直变形，即为试件的流值FL，以mm计，准确至0.1mm。（2）马歇尔模数试件的马歇尔模数按下式计算式中：T试件的马歇尔模数，kN/mm； MS试件的稳定度，kN； FL试件的流值，0.1mm。（3）试件的浸水残留稳定度按下式计算MSO试件的浸水残留稳定度，%；MS1试件浸水48h后的稳定度，kN。4.3.2精确度和允许误差当一组测定值中某个数据与平均值大于标准差的k倍时，该测定值应予舍弃，并以其余测定值的平均值作为试验结果。当试验数n为3、4、5、6个时，k值分别为1.15、1.46、1.67、1.82。4.4 样品处理及卫生要求4.4.1 试验结束后，将破坏试验样品放置到规定垃圾存放处，并且将标签上“已检”一栏划“”；4.4.2 称集料、沥青或混合料过程中，称完后将托盘擦拭干净，用平铲将混合料盘表面铲干净，沥青铝锅表面擦拭干净，铲子擦拭干净；4.4.3 拌料过程中，拌完拌和锅内外、地面需擦拭干净；4.4.4 成型过程中，成型后成型机及地面需擦拭干净，混合料盘需用平铲铲干净，铲子需干净；4.4.5 试验完后，稳定度仪表面需擦拭干净，仪器控制台需擦拭干净。4.5 出具报告4.5.1根据委托信息、原始记录进行报告编制；4.5.2报告送审核人员进行审核、签字；4.5.3报告送批准人员进行审核、签字；4.5.4报告复印、盖章，进行存档。5. 数据处理规定5. 1 有效数字5. 1.1 （末）的概念：所谓（末）指的是任何一个数最末一位数字对应的单位量值。5. 1.2 有效数字：任何一个数通过位数截取都可得到一个近似数，该近似数的绝对误差的模小于0.5（末）时，从左边第一个非零数字算起，直到最末尾为止的所有数字。5. 2近似数运算：5. 2. 1 加、减运算：参加加减运算时以各数中（末）最大的数为准，其余的数均比它多保留一位，多余位数舍去。计算结果的（末）应与参与运算的数中（末）最大的那个数相同。若计算尚需参与下一步运算，则可多保留一位。例如：18.3+1.4546+0.876=18.3+1.45+0.88=20.6320.6如是最后计算结果，取20.6若尚需参与下一步运算，取20.635. 2. 2 乘、除运算参与数的乘除运算时，以有效数字最少的数为准，其余的数均较之多保留一位，。运算结果（积或商）的有效数字位数，应与参与运算的数中有效数字位数最少的那个数相同。若计算结果尚需参与下一步运算，则有效数字可多取一位。例如： 1.1m0.3268 m0.10300 m =1.1 m0.327 m0.103 m =0.0370 m30.037 m3运算结果为0.037 m3。若需参与下一步运算，则取0.0370 m3。5. 2. 3 数字修约确定数字的修约间隔k（1、2、5）和有效数字位数后按下列方法进行：修约间隔整数倍数的一系列（修约数的上一个至下一个即可）数中，最接近拟修约数的数则为修约数。如1.150001按0.1修约间隔（0.1表明k=1，及1位小数），相临修约数有：1.2、1.1，两数中1.2最接近1.150001,故1.2为修约数；如果修约间隔整数倍数的一系列数中，有连续两个数同等地接近拟修约数，则两个数中只有为修约间隔偶数倍的数才是修约数。6测量不确定度报告6. 1数学模型:6. 1. 1依据JTJ052-2000公路工程沥青和沥青混合料试验规程建立数学模型：Y =X式中：Y计算稳定度值（kN） X六次稳定度试验平均值X=(X1+X2+X3+X4+X5+X6)/6（kN）6. 1. 2测量的最佳值设X=(X1+X2+X3+X4)/4=(12.42+13.27+12.65+12.85+12.83+12.12)=12.69（kN）6. 1. 3 方差与灵敏系数（1） 方差：根据前面已建立的数学模型得 （2） 灵敏系数： C1=f/xi 即：C1=C(X)= Y/X=16.1.4 标准不确定度的计算（1） 由仪器引入的标准不确定度 u(x1)u(x1)= /k X1的允许误差 =0.1 均匀分布,包含因子 k=31/2 则： u(x1)=0.058（2）被测量结果的分散性影响u(x2) u(x2)= s/n1/2=0.1616.1.5计算合成标准不确定度u C(y)：=0.17 得：uC(y)=0.176.1.6扩展不确定度U： U=kuC(y)=0.346.1.7不确定度报告 y= y U =12.690.346.2数学模型:6.2.1依据JTJ052-2000公路工程沥青和沥青混合料试验规程建立数学模型：MSO=MS1/MS100%MS试件的稳定度，kN；MSO试件的浸水残留稳定度，%;MS1试件浸水48h后的稳定度，kN6.2.2求被测量的最佳值MS1=13.50，MS=14.00, MSO=96.4%6.2.3方差与灵敏系数（1）方差：根据前面已建立的数学模型得 u C2(MSO)=(MSO/MS1)2u2(MS)+ (MSO/MS)2u2(MS)（2）灵敏系数： Ci=f/xi 即：C1=C(MSO)= MSO/MS1=0.071C2=C(MSO)= MSO/MS=-0.0696.2.4标准不确定度的计算测量读数F的标准不确定度 u(MS1)和u(MS)u(F)= /ku(F)= /k F的允许误差 =0.01 均匀分布,包含因子 k=31/2 则： u(MS1)=0.006u(MS)=0.0066.2.5合成标准不确定度u C2(MSO)=(MSO/MS1)2u2(MS)+ (MSO/MS)2u2(MS) 得：uC(y)=0.7%6