沥青路面试验及检测技术 左.ppt

沥青路面试验及检测技术 四川省交通运输厅交通勘察设计研究院左贵宁电话内容摘要 1 1我国目前广泛采用四组分分析方法 一 沥青 1 沥青质其含量的多少对沥青的流变特性有很大的影响 当沥青中的沥青质含量增加时 沥青稠度提高 软化点上升 沥青质的存在 对沥青的粘度 粘结力 温度稳定性都有很大影响 2 胶质胶质是沥青的扩散剂或胶溶剂 胶质与沥青质的比例在一定程度上决定沥青是溶胶或者凝胶的特性 胶质赋予沥青以可塑性 流动性和粘结性 对沥青的延性和粘结力有很大影响 3 芳香分和饱和分芳香分和饱和分都作为油分 在沥青中起着润滑和柔软作用 油分含量越多 沥青的软化点逾低 针入度愈大 稠度降低 4 蜡分 沥青中的蜡 主要是地蜡 在常温下 都是以固体形式存在 对沥青的性能有较大影响 对高温稳定性影响对低温抗裂性影响对集料粘附影响对路面抗滑影响 一 沥青 1 2石油沥青的八大指标 1 针入度试验简述 针入度是在规定温度 附加荷重和荷重作用时间的条件下 标准针贯入沥青中的深度 以0 1mm为单位 常用的试验条件为P25 100g 5s 针入度用来划分沥青的标号 针入度越小 表示沥青的稠度越大 反之 则越小 要点强调 a 应注意试样在水中的保温时间 若浸泡时间超出规范要求时间过长 将使得实测值偏大 b 试样浸水的温度应严格控制 试验前应对恒温水箱进行标定 若水温相对试验要求温度高 则实测值偏大 c 试验前应确认标准针是否有弯曲 若有变形 则会导致实测值偏小 d 标准针应与沥青表面恰好接触 检查频率 石油沥青每2 3天1次 改性沥青每天1次 一 沥青 2 软化点试验简述 软化点是沥青在规定尺寸的铜环内 其上放置一规定质量 3 5 0 05 g的钢球 以5 min的升温速度加热 沥青软化 钢球从沥青试样中沉落至规定的距离的底板时的温度 软化点实质上反映沥青的粘度 与沥青的标号有关 是一种条件粘度 即是在等粘度条件下以温度表示的一种粘度 软化点反映沥青的温度敏感性 一般认为 软化点高 则其等粘温度也高 温度稳定性好 或者说热稳定性好 要点强调 a 试样应在5 的水中静置15min左右 再进行刮皮平整表面的工作 否则易从试模中拉扯出沥青试验 影响试验结果 b 每次必须校核水的升温速度是否准确为5 min 否则将出现实测值的极大误差 水杯底部应具有搅拌功能 保证水温均匀 c 试验用水须为蒸馏水或洁净水 不可用含杂质过多的水 否则对实测值有较大影响 检查频率 石油沥青每2 3天1次 改性沥青每天1次 一 沥青 3 延度试验简述 沥青在一定温度下 按一定的拉伸至沥青断裂时的长度 以cm记 通常试验温度为15 5 拉伸速度为5cm min 延度反映沥青的柔韧性 延度越大 沥青的柔韧性越好 如在低温下延度越大 则沥青的抗裂性越好 沥青延度与其粘度 组分有密切关系 一般来说 延度大的沥青含蜡量低 粘结性和耐久性都好 反之 含蜡量达 延度小 粘结性和耐久性也差 要点强调 a 磨具应保证均匀涂抹合格的隔离剂 否则在进行刮摸去皮工作时极易拉扯试样中部 导致试样在试验中发生提前断裂 b 试样在规定水浴中应放置足够时间 否则易导致实测结果不准确 C 应保证试验温度的准确 检查频率 石油沥青每2 3天1次 改性沥青必要时进行 一 沥青 4 溶解度 沥青在溶剂中的溶解度表明沥青中的有效成分 常用的溶剂是三氯乙烯 苯 5 闪火点 沥青在加热过程中 其挥发油分与空气混合气体在高温下极易发生闪火 闪火时的温度为闪火点 闪火点与沥青中的轻质油分的含量有关 为保证施工安全 需要了解沥青材料的闪火温度 6 薄膜烘箱试验 沥青混合料生产过程中 沥青要加热 尤其在生产沥青混合料时 沥青薄膜状态与热集料接触 沥青发生明显的老化 室内模拟这一老化过程 将沥青放在盘中形成3 2mm厚的薄层 然后在163 的烘箱中烘5h 根据加热前后试样的质量变化 测定其质量损失率 以表示其轻质油分挥发的数量 同时测定针入度 软化点 延度等指标 比较试验前后沥青性质的变化 以表征沥青的耐老化性能 7 含蜡量 含蜡量的多少对沥青的性质有很大影响 8 脆点 将一定数量的沥青涂在金属片上 在规定的降温速率下使金属片弯曲 当沥青薄膜出现裂缝时的温度即为脆点 脆点指标反映沥青材料的低温性能 一 沥青 1 3沥青粘度1 3 1沥青粘度与路用性能的关系沥青粘度对其路用性能有很大的影响 沥青粘度大 粘结力强 所拌制的沥青混合料强度高 稳定性和耐久性好 粘度是沥青的力学指标 粘度的大小反映沥青抵抗流动的能力 粘度越大 沥青路面抗车辙的能力就越强 试验表明 沥青的粘度与沥青混合料动稳定度有密切关系 粘度越大 动稳定值就越高 一 沥青 1 3 2测试方法绝对粘度测试方法 运动粘度 毛细管法是测定沥青运动粘度的一种方法 该法是沥青试样在严密温控条件下 于规定温度 135 通过选定型号的毛细管粘度计 流经规定的体积 所需要的时间 s 真空减压毛细管法是测定沥青动力粘度的一种方法 该法是沥青试样在严密控制的真空装置内 保持一定的温度 60 通过规定型号毛细管粘度计 流经规定的体积 所需要的时间 s 条件粘度测定方法 标准粘度 1 标准粘度计法 我国现行试验法规定 测定液体石油沥青 煤沥青和乳化沥青等的粘度 采用道路标准粘度计法 液体状态的沥青材料 在标准粘度计中 于规定的温度条件下 通过规定的流孔直径 流出50ml体积 所需的时间 s 在相同温度和相同流孔条件下 流出时间越长 表示沥青粘度越大 2 针入度法 针入度试验室国际上普遍采用测定粘稠 固体 半固体 沥青稠度的一种方法 通常稠度高的沥青 其粘度也高 该法是沥青材料在规定温度条件下 以规定质量的标准针经过规定时间贯入沥青试样的深度 以0 1mm为单位 针入度值越大 表示沥青越软 稠度越小 粘度也越低 一 沥青 1 4沥青的粘附性及其与沥青路用性能的关系沥青的粘附性是指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 粘结力是指沥青本身内部的粘结能力 粘结性好的沥青一般其粘附能力也强 沥青对石料粘附性的优劣 对沥青路面的强度 水稳性以及耐久性都有很大影响 是沥青的重要性质之一 在干燥状态下 沥青与石料的粘附较好 但在潮湿状态下 由于水比沥青更容易浸润石料 石料表面的沥青就可能被水取代 沥青从石料表面剥离下来 当集料失去沥青的粘结作用 路面就出现松散 这就是雨季沥青路面经常出现松散的原因 一 沥青 1 4 1影响沥青与石料粘附的因素沥青品种 沥青中所含的表面活性物质 沥青酸 酸酐 酸值大于0 7的沥青为活性沥青 这种沥青对碱性岩石的干燥表面具有良好的粘附性 但与酸性石料却粘附不好 酸值小于0 7的非活性沥青 与大多数石料的表面都不能形成牢固的粘附 容易被水剥落 温度 当沥青温度升高时 沥青的粘度降低 流动度增大 便于沥青在石料表面自由地展开 促进浸润 提高沥青与石料的粘附性 石料种类 石料按所含SiO2的多少 分为酸性 碱性和中性 含量大于65 为酸性 小于52 为碱性 之间为中性 表面状态 光滑的石料表面 沥青易于浸润 但当遇水后却容易剥落 粘结不牢 石料表面粗糙 形成凹凸不平的表面 不仅增加了表面积 使石料增加了与沥青接触的机会 而且沥青能嵌入凹穴中 固化后形成牢固的机械嵌锁力 使沥青与石料牢固粘结 石料表面的清洁程度对沥青的粘附性有很大影响 一 沥青 1 4 2沥青粘附性的评定试验方法 1 水煮法 2 水浸法 3 马歇尔残留稳定度试验 4 冻融劈裂试验 5 浸水轮辙试验 水煮法粒径大于13 2mm的粗集料 采用水煮法判断沥青的粘附等级 取粒径13 2 19mm形状接近立方体的规则集料5个 洗净后置于烘箱烘干冷却 在集料中部系紧细线再置于105 烘箱中1h 然后用手提线浸入预先加热的沥青达一定时间 使得颗粒完全为沥青膜所裹覆 于室温中冷却15min后逐个提起集料浸入煮沸水中3min 取出后观察沥青膜剥离程度 并判定其粘附等级 注意控制煮沸水的火候 应微沸 但不可有沸腾的气泡产生 水浸法粒径小于13 2mm的粗集料 采用水浸法判断沥青的粘附等级 将20颗裹覆沥青的集料置于玻璃板上 放入80 的恒温水槽中保持30min后取出 再浸入冷水中 仔细观察沥青剥落情况 判断其粘附等级 一 沥青 1 5抗剥落剂在沥青中添加抗剥落剂 抗剥落剂都是表面活性物质 碱类胺类金属类要求 长期性能优良 耐热 耐水 且施工易于操作的抗剥落剂 一 沥青 1 6沥青的老化路用沥青材料在储运 加热 与集料拌和 施工和长期使用过程中 受到储运 施工 自然因素和交通荷载等各种因素的作用 而使沥青发生一系列的物理和化学的变化 如蒸发 脱氢 缩合 氧化等等 沥青逐渐变脆 改变原有的粘度和低温性能 这种变化称为沥青的老化 沥青路面要求有较长的使用年限 因此要求沥青材料具有较好的抗老化能力 即耐久性 老化评价方法 沥青蒸发损失试验沥青薄膜加热试验旋转薄膜烘箱试验蒸馏 一 沥青 内容摘要 二 集料 2 1粗集料在沥青混合料中 粗集料是指粒径大于4 75mm 2 36mm 的碎石 破碎砾石 筛选砾石和矿渣等 2 1 1粗集料密度 1 密度定义堆积密度 单位体积 含物质颗粒固体及其闭口 开口孔隙体积及颗粒间空隙体积 物质颗粒的质量 有干堆积密度及湿堆积密度之分 表观密度 视密度 单位体积 含材料的实体矿物成分及闭口孔隙体积 物质颗粒的干质量 表干密度 饱和面干毛体积密度 单位体积 含材料的实体矿物成分及其闭口孔隙 开口孔隙等颗粒表面轮廓线所包围的全部毛体积 物质颗粒的饱和面干质量 毛体积密度 单位体积 含材料的实体矿物成分及其闭口孔隙 开口孔隙等颗粒表面轮廓线所包围的毛体积 物质颗粒的干质量 各密度的相对密度是该密度同同温度水的密度的比值 二 集料 2 表观密度和毛体积密度的试验操作方法要点a 四分法取样 要求试样具有代表性 b 应对不同规格的集料分别测定 不得混杂 条件许可情况下进行单一级配测定 对于每一种规格的试样 应用规格的上下限筛孔对集料进行过筛 c 试样在浸泡前需先用清水对其表面进行充分的洗涤 将表面灰尘泥土尽量洗尽 d 加洁净水浸没试样 并充分搅荡 除却集料间气泡 所有试验试样置于相同室温条件下静置24h 期间用捣棒搅动 排出气泡 浸泡后再次用洁净水对集料进行清洗 保证试样表面无尘土沾染 e 网篮挂于挂钩上浸入水中 应保证网篮在水中时处于水平位置的 不可有倾斜 以免造成水中重测试的不准确 试验测试水温应用温度计进行监控 保证每组试样每次试验的温度相同且处于试验规定范围内 试样移入吊篮后 稍作晃动 保证篮底及试样间无水泡 再进行水中重的测试 二 集料 f 对于4 75mm以上的粗集料 建议准备至少两张毛巾 完全浸湿后尽量拧干 将试样倒在其中一张拧干的毛巾上 将毛巾对折 将两端握紧使整张毛巾成兜状 试样位于毛巾兜中 水平左右晃动毛巾 使试样在同毛巾摩擦及试样相互摩擦的过程中快速达到饱和面干的状态 过程中如毛巾过湿应迅速的将试样换置于另一张毛巾上 重复该过程 直至集料达到饱和面干的状态 在整个过程中 既要将表面水除干 又不能将颗粒内部的水吸出 且需注意不能有颗粒在试验过程中丢失 若颗粒尺寸不大 仅采用此方法即可 不需逐颗擦干 判断饱和面干状态的依据是 集料表面无水迹 无反射面发光 但须处于潮润状态 不可过干 g 对于2 36 4 75 的粗集料 该档集料的试验过程中应特别小心 不得丢失集料 进行水中重的测试时 可在网篮下加垫毛巾或塑料薄膜以防止集料从网篮中漏出 在晃动毛巾或檫拭集料的过程中可在诸如盆这样的稍大的广口容器中进行 这样可防止集料在不经意间丢失 h 试样至饱和面干且无水迹反光后 秤取其表干重mf 再将试样放入105 C的烘箱中烘干 秤取干重ma i 根据测得的数据计算得表观密度及毛体积密度 注 现在对粗集料的密度 相对密度的定义 测定 使用方法比较混乱 常常出现错误的理解 首先应特别注意各种相对密度和密度的不同用途 工程上常用相对密度而少用密度 例如在沥青混合料的配合比设计时 常用表观相对密度 毛体积相对密度 二 集料 二 集料 1 针片状颗粒对沥青混合料所造成的影响当集料中含有较多的针片状颗粒 就会导致颗粒之间相互搭架 细小颗粒没有进入其空隙中去 致使混合料不密实 针片状颗粒在沥青混合料施工和使用过程中 会产生不同程度的破损 使级配细化 沥青混合料内部出现损伤 影响混合料的强度 骨架密实结构沥青混合料对针片状颗粒比较敏感 应严格控制其针片状含量 细型密级配沥青混合料对针片状颗粒不太敏感 但针片状含量的增加会使混合料技术性能下降 不论是悬浮密实结构还是骨架密实结构 当针片状含量增加时 混合料的水稳定性 高温稳定性 抗疲劳性能都会降低 车辙深度和集料的破碎率也相应会有所增大 从实际工程中考虑 针片状的含量增加也会造成不容易压实 需要增大压实功 增大压实功又会造成针片状颗粒的破坏 形成恶性循环 2 1 2粗集料颗粒形状 2 试验方法对用于沥青混合料的粗集料 采用游标卡尺法测定其针状及片状颗粒含量 3 试验要点强调a 用目测挑出接近立方体的颗粒 剩下可能属于针状 细长 和片状 扁平 的颗粒 对于模棱两可无法立即判断的颗粒 应归入用尺量的组中 b 用卡尺逐颗测量石料的最大长度方向与最大厚度方向的尺寸之比大于3的颗粒定义为针片状颗粒 注意 亚针片状含量也应引起重视 二 集料 二 集料 2 1 4粗集料含泥量及泥块含量 1 粗集料清洁度对沥青混合料的影响对于密级配沥青混合料 随着粗集料混合料水洗法 0 075mm颗粒含量的增大 矿料级配最佳油石比呈显著的线性增大 对于密级配沥青混合料 随着粗集料混合料水洗法 0 075mm颗粒含量的增大 沥青混合料马歇尔稳定度MS 劈裂强度 车辙DS 浸水车辙残留DS和低温弯曲 呈显著的线性减小 随着粘附在粗集料表面上的泥粉含量增大 沥青与粗集料的粘附等级降低 粗集料表面粘附的沥青剥落面积增大 二 集料 2 试验方法要点简述 a 含泥量的测定 选用规定重量m0的粗集料水中浸泡24h 在水中对粗集料表面进行充分清洁 过程中应尽量小心不要将浊液溅出或被手带出 将浊液用1 18mm与0 075mm筛过筛 并重复加水洗料过筛的步骤 直至清洗液清澈 在过筛之前一定要用洁净水将两个筛浸润 在倒浊液的过程中应控制浊液缓缓地流出 不可过猛 应小心有颗粒损失 整个实验过程中所用的水应用蒸馏水或洁净水 不能使用含杂质多的不洁净水 秤取筛上余料及剩余粗粒质量m1 以m0 m1计算含泥量 二 集料 2 1 4粗集料压碎试验 集料压碎值用于衡量石料在逐渐增加的荷载下抵抗压碎的能力 是衡量石料力学性质的指标 以评定其在公路工程中的适用性 试验方法简述 将要求质量m0的试样分3次 每次数量大体相同 均匀装入试模中 压头放入试筒内石料面上 均匀地施加荷载 在10min左右的时间内达到总荷载400kN 稳压5s 然后卸荷 取出试样用2 36mm标准筛筛分经压碎的全部试样 称取通过2 36 筛孔的全部细料质量m1 以m0 m1计算集料压碎值 二 集料 要点强调 a 试样若较湿 应通过烘箱烘干 但烘箱温度不宜超过100 若温度过高 很可能会导致集料压碎值结果偏大 b 金属筒确定试验集料描述如下 将试样分3次 每次数量大体相同 均匀装入试模中 每次均将试样表面整平 用金属棒的半球面端从石料表面上均匀捣实25次 最后用金属棒作为直刮刀将表面仔细整平 此步骤的目的是使试验试样尽量密集接触 不会存留过大的集料间隙率 如试验中有较大的集料间隙率 将使得石料内部受力不均而导致压碎石料偏少 测得压碎值偏小 二 沥青 2 1 5粗集料洛杉矶试验 本方法适用于各种等级规格集料的磨耗试验 其目的测定标准条件下粗集料抵抗摩擦 撞击的能力 以磨耗损失 表示 试验方法简述 根据规范要求及实际情况秤取相应规格的粗料m0 并选择对应要求的钢球 两者一同放入磨耗机圆筒 在放入试样之前 应仔细检查筒内是否干净无杂物 按规范规定设定钢筒的回转次数 完成回转次数后 将试样仔细清出圆筒 不可有遗漏 之后 将试样用l 7 的方孔筛过筛 筛去试样中被撞击磨碎的细屑 用洁净水冲干净留在筛上的碎石 置105 5 烘箱中烘干至恒重 通常不少于4h 准确称量 m1 以m0 m1计算集料磨耗率 注 粗集料的洛杉矶磨耗损失是集料使用性能的重要指标 尤其是沥青混合料和基层集料 它与沥青路面的抗车辙能力 耐磨性 耐久性密切相关 一般磨耗损失小的集料 集料坚硬 耐磨 耐久性好 软弱颗粒含量多 风化严重的石料经过磨耗试验 粉碎严重 这个指标很难通过 所以世界各国的沥青路面规范都对粗集料的洛杉矶磨耗损失提出了要求 对要求粗集料嵌挤能力强的SMA等 磨耗损失的要求更有所提高 洛杉矶磨耗试验也是优选石料的一个重要手段 二 集料 2 1 6粗集料磨光试验 集料磨光值是利用加速磨光机磨光集料 用摆式摩擦系数测定仪测定的集料经磨光后的摩擦系数值 以PSV表示 集料磨光值是关系到一种集料能否用于沥青路面抗滑磨耗层的重要决定性指标 所以在工程上选取集料品种时应对此特别重视 试验方法简述 将集料过筛 剔除针片状颗粒 取9 5 13 2 的集料颗粒用水洗净后置于温度为105 5 的烘箱中烘干 注 根据需要 也可采用4 75 9 5 的粗集料进行磨光值试验 根据规范规定进行试件制备 试件通常在40 烘箱中养护3h 再自然冷却9h拆模 经过加速磨光机磨光后 用摆式仪对其进行磨光值的测读 二 集料 2 2细集料 2 2 1基本概念在沥青混合料中 细集料是指粒径小于2 36 的天然砂 人工砂 包括机制砂 及石屑 天然砂 由自然风化 水流冲刷 堆积形成的 粒径小于4 75 的岩石颗粒 按生存环境分河砂 海砂 山砂等 机制砂 由碎石及砾石经制砂机反复破碎加工至粒径小于2 36 的人工砂 亦称破碎砂 石屑 采石场加工碎石时通过最小筛孔 通常为2 36 或4 75 的筛下部分 混合砂 由天然砂 机制砂或石屑等按一定比例混合形成的细集料的统称 填料 在沥青混合料中起填充作用的粒径小于0 075 的矿物质粉末 通常是石灰岩等碱性料加工磨细得到的矿粉 水泥 消石灰 粉煤灰等矿物质有时也可作为填料使用 矿粉 由石灰岩等碱性石料经磨细加工得到的 在沥青混合料中起填料作用的以碳酸钙为主要成分的矿物质粉末 二 集料 2 2 2细集料表观密度 用容量瓶法测定细集料 天然砂 石屑 机制砂 在23 时对水的表观相对密度和表观密度 本方法适用于含有少量大于2 36 部分的细集料 试验方法要点简述 四分法取样适量烘干试样m0装入盛有半瓶洁净水的容量瓶中 取一定数量的洁净水 加入容量瓶中 保证水面盖过试样表面并距离试样表面有一定高度 晃动容量瓶使气泡充分排出 用洗耳球往瓶中添水 洗净附在瓶颈和瓶壁的试样后置于相同的室温下静置24h 期间应多次晃动容量瓶使气泡充分排出 用洗耳球缓慢加水至容量瓶顶部以下0 5cm处 静置5分钟后继续加水至水溢出容量瓶 用毛巾擦净漂浮物 塞上瓶塞 保证瓶中无任何气泡 记为m1 倒出瓶中料与水 洗净后加同温度洁净水至满瓶塞紧瓶塞无气泡 秤取瓶 水的总重量m2 以m0 m1 m2计算细集料表观密度及表观相对密度 二 集料 2 2 3细集料含泥量试验 本方法仅用于测定天然砂中粒径小于0 075 的尘屑 淤泥和粘土的含量 不适用于人工砂 石屑等矿粉成分较多的细集料 试验方法要点简述 取一定质量 m0 试验于纯净水中搅拌浸泡24h 手工淘沙 使尘屑 淤泥和粘土等浮于水中 过程中应当心不可使浊液溅出或被手带出浊液 缓缓地将浑浊液倒入1 18 至0 075 的套筛上 滤去小于0 075 的颗粒 重复上述过程 直至筒内砂样洗出的水清澈为止 再用小水冲洗剩留在筛上的细粒 以充分洗除小于0 075 的颗粒 然后将两筛上筛余的颗粒和筒中已经洗净的试样一并装入浅盘 置于温度为105 5 的烘箱中烘干至怛重 冷却至室温 称取试样的质量 m1 以m1 m2计算含泥量 注 不得直接将试样放在0 075mm筛上用水冲洗 或者将试样放在0 075mm筛上后在水中淘洗 以免误将小于0 075mm的砂颗粒当作泥冲走 二 集料 2 2 4细集料砂当量试验 本方法适用于测定天然砂 人工砂 石屑等各种细集料中所含的粘性土或杂质的含量 以评定集料的洁净程度 砂当量用SE表示 试验简述 按规范配置冲洗液 将规定质量的试样加入已注入100mm冲洗液的试筒中 静置10min 再先后使用振荡机和人工手动对试筒进行振荡 用冲洗管插入试筒试筒壁及试样进行冲洗 并继续加入冲洗液至380mm高 之后再次静置20min 用尺量测从试筒底部到絮状凝结物上液面的高度h1 将配重活塞徐徐插入试筒里 直至碰到沉淀物 量取套筒顶面至活塞底面的高度h2 以h1 h2计算砂当量 注 细集料中的泥土杂物对细集料的使用性能有很大的影响 尤其是对沥青混合料 当水分进入混合料内部时 这些泥土杂物遇水即会软化 严重影响沥青混合料的各种技术性能 因此测定砂当量可以有效评断细集料的可用性 不管天然砂 石屑 机制砂 各种细集料中小于0 075 的部分不一定是土 大部分可能是石粉或超细砂粒 为了将小于0 075 的矿粉 细砂与含泥量加以区分 采用砂当量试验是一个较好的方法 二 集料 2 2 5细集料棱角性试验 流动时间法 本方法测定的细集料棱角性 适用于评定细集料颗粒的表面构造和粗糙度 预测细集料对沥青混合料的内摩擦角和抗流动变形性能的影响 试验简述 将试样用标准筛过筛 除去超粒径的部分 并水洗除去0 075mm以下部分 并烘干待用 按规范的相关要求算取一定质量的试样 选取与集料规格对应的漏斗 读取细集料流出漏斗开口的时间 注 当工程上同时使用不同品种的细集料 如将天然砂和机制砂或石屑混用 应以实际配合组成的混合细集料进行试验 并满足相应规范的要求 二 集料 本方法用以确定砂试样经饱和硫酸钠溶液多次浸泡与烘干循环 承受硫酸钠结晶压而不发生显著破坏或强度降低的性能 以评定砂的坚固性能 也称安定性 试验方法同粗集料坚固性试验相同 2 2 6细集料的坚固性试验 2 2 7细集料亚甲蓝试验 用于小于2 36 或小于0 15 的细集料 也可用于矿粉的质量检验 其目的确定细集料中是否存在膨胀性粘土矿物 并测定其含量 以评定集料的洁净程度 以亚甲蓝值MBV表示 二 集料 2 3矿粉 2 3 1矿粉筛分试验本方法的目的是测试矿粉颗粒级配 试验简述 将烘干矿粉用0 075mm筛过筛 将筛上残留物倒在0 6mm筛上 在0 6 0 3 0 15 0 075 按顺序组成的套筛上进行水洗过筛 之后将每层筛上的残留矿粉分别装盘烘干 秤取其重量 试验要点 干筛矿粉时应注意矿粉有无结块现象 水洗时将套筛置于水龙头下直接进行水洗 但龙头上下应连接一胶管 且水流不应过急 要细心防止矿粉溅出造成损失 2 3 2矿粉密度试验 本方法的目的是用于检验矿粉的质量 供沥青混合料配合比设计汁算使用 试验简述 向比重瓶中注入蒸馏水 至刻度0 1mL之间 将比重瓶放入20 的恒温水槽中 静放至比重瓶中的水温不再变化为止 一般不少于2h 读取比重瓶中水面的刻度 V1 并称取瓶 水总重m1 用小牛角匙将矿粉试样通过漏斗徐徐加入比重瓶中 待比重瓶中水的液面上升至接近比重瓶的最大读数时为止 轻轻摇晃比重瓶 使瓶中的空气充分逸出 再次将比重瓶放入恒温水槽中 待温度不再变化时 读取比重瓶的读数 V2 并准确称瓶 水 矿粉重 m2 用 m2 m1 V2 V1 计算矿粉密度 试验要点 严格控制水温 整个过程中水温变化不得超过超过1 因矿粉易沾容器 对于矿粉的重量 需采用采用减量称重法 二 集料 2 3 3矿粉的亲水系数试验 矿粉的亲水系数即矿粉试样在水 极性介质 中膨胀的体积与同一试样在煤油 非极性介质 中膨胀的体积之比 用于评价矿粉与沥青结合料的粘附性能 试验简述 称取烘干至恒重的矿粉5g 准确至0 01g 将其放在研钵中 加入15 30mL 蒸馏水 用橡皮研杵仔细磨5min 然后用洗瓶把研钵中的悬浮液洗入量筒中 使量筒中的液面恰为50mL 然后用玻璃棒搅和悬浮液 同上法将另一份同样重量的矿粉 用煤油仔细研磨后将悬浮液冲洗移入另一量筒中 液面亦为50mL 将上两量筒静置 使量筒内液体中的颗粒沉淀 每天两次记录沉淀物的体积 直至体积不变为止 Vb Vh注 亲水系数大于1的矿粉 表示矿粉对水的亲和力大于对沥青的亲和力 亲水系数小于1的矿粉 则表示对沥青有大于水的亲和力 二 集料 2 4各项目检查频率 据 公路沥青路面施工技术规范规范 JTGF40 2004 要求 对集料各项目的检查频率如下 二 集料 2 5取样 各种场合粗细集料均有离析的可能性 若取样不均将造成施工检测指标变异性 取样方法简述 冷仓料取样 应从皮带运输机上采集样品 取样时 可在皮带运输机骤停的状态下取其中一截的全部材料 或在皮带运输机的端部连续接一定时间的料得到 将间隔3次以上所取的试样组成一组试样 作为代表性试样 需注意的是 应在皮带行走一段时间 待输出集料外观较稳定的时刻再进行取样 料堆取样 若有条件 可让装载机先将料进行粗拌使其大致均匀 再于料顶部 中部 底部首先观察料外观 找寻均匀分布的几个不同部位 取得大致相等的若干份组成一组试样 热料仓取样 按正式生产的配比投料拌和的几锅 至少5锅以上 废弃 然后分别将每个热料仓放出至装载机上 倒在水泥地上 适当拌和 从3处以上的位置取样 拌和均匀 取要求数量的试样 料车上取样 应从各不同部位和深度处 抽取大致相等的试样若干份 组成一组试样 二 集料 内容摘要 沥青混合料的配合比是决定其性能的最主要因素 也是解决沥青混合料不均匀性的有效办法 沥青混合料的质量控制必须重视混合料的配合比设计 沥青混合料配合比设计包括目标配合比设计 生产配合比设计和生产配合比验证三个阶段 1 目标配合比设计阶段进行集料的筛分试验 确定不同规格的粗细集料的实际颗粒组成测定不同粒径的集料的毛体积密度和视密度 吸水率在设计级配范围内选择粗 中 细不同配合比 根据成品料的颗粒组成进行试配 确定各种规格集料的比例根据经验 选择沥青用量 做马歇尔试验 测定试件密度并计算空隙率 沥青饱和度 矿料间隙率物理指标进行体积分析 测定马歇尔稳定度及流值等物理力学性质 确定最佳沥青用量进行高温稳定性 水稳定性 低温抗裂性能检验由上得到的目标配合比确定冷料仓的供料比例 进料速度并试拌使用根据拌和机一小时生产的混合料计算各冷料仓每小时供应量 通过调试冷料仓供料的转速来实现目标配合比 三 沥青混合料 2 生产配合比在目标配合比确定以后 根据实际施工的拌和机进行施工配合比设计 生产配合比设计的目的是确定每个热料仓的比例 使进入拌和缸和各种集料组成符合级配要求 按目标配合比各冷料仓送料 集料通过烘干筒并通过二次除尘后通过拌合机筛分进入各热料仓 从各个热料仓中逐一放料到装载机斗 卸在平地上 从不同部分取样到试验室 用四分法取样品进行筛分试验 根据各热料仓集料的颗粒组成 确定生产配合比和各热料仓比例做生产配合比的马歇尔试验 取目标配合比设计最佳油石比和 0 3 三个油石比 确定生产配合比的最佳油石比 其中 在进行配合比试验前应对热仓进行热仓取样筛分 取样应具有代表性 并不以单次取样结果为准 三 沥青混合料 3 配合比验证按生产配合比确定的级配进行试拌 一般试拌5 8盘 分析每次拌和各热料仓的质量和沥青用量和设置质量差异 分析每盘设置温度和出料温度差异 每盘分别取有代表性样品做抽提筛分试验和马歇尔试验 检验混合料级配和油石比 马歇尔指标 水稳性和高温稳定性 三 沥青混合料 三 沥青混合料 3 1马歇尔击实试验 目前普遍测定三项指标 a 马歇尔稳定度 MS b 流值 FL c 马歇尔模数 T 稳定度是指标准尺寸试件在规定温度和加荷速度下 在马歇尔仪中最大的破坏荷 kN 流值是达到最大破坏荷重时试件的垂直变形 0 1mm 马歇尔模数为马歇尔稳定度除以流值的商 不仅是配合比设计阶段还是日常施工质量控制过程中 马歇尔击实试验都作为最常规试验 在整个过程中 作如下的要点强调 三 沥青混合料 a 温度的标定和控制 在进行试验之前 应对烘箱 拌锅均进行温度标定 沥青加热温度 矿料加热温度都应严格控制 试模必须于试验开始前放入烘箱进行预热 以保证拌合好的料倒入试模后温度不至于迅速降低而导致难以击实 填料不加热 b 各原材料或拌合楼所取沥青混合料的准确称量 这关系到最终的试验效果 如沥青用量过少 集料用量过少 均可导致试件高度偏低 其空隙率偏小 不能真实反应混合料的级配是否合理 最终的稳定度及流值结果均可能出现偏差 c 试模应放置至少12小时 待冷却后再进行脱模操作 否则极易造成试件变形 导致稳定度偏小 流值偏大 三 沥青混合料 d 对于高度不符合要求的试件必须予以剔除 在试件总质量不变的前提下 若试件过高 则空隙率偏大 稳定度偏小 流值偏大 若试件过低 则空隙率偏小 稳定度偏大 流值偏小 e 进行马歇尔稳定度试验前 试件应在60 C的水浴中保温30 40min 且仪器夹模也应放入水浴中保温 但试件在水浴放置时间不能过长 温度不能过高 否则都将导致稳定度偏小 流值偏大 f 特别强调 对于从拌合站取样进行马歇尔试验时 所取试样取回试验室后常由于温度降低而需要通过烘箱进行二次加热 这个加热时间不可过长 建议在二次加温两小时内完成马歇尔试验 且应在试样中插入温度计 保证试样内部温度满足试验要求 若烘箱中加热时间过长 导致沥青老化 最终将导致马歇尔试件空隙率偏大 高度偏高 稳定度偏小 流值偏大 三 沥青混合料 马歇尔稳定度和流值是一种经验指标 它不能确切地反映沥青混合料永久变形产生的机理 实践表明 即使是沥青混合料的稳定度 流值都满足技术标准 沥青路面也不可能避免车辙的出现 这种情况主要是对连续密级配沥青混合料而言 骨架空隙结构的多孔性混合料 即排水混合料 由于空隙率大 马歇尔稳定度低 而稳定度却能在很大程度上反映混合料抗车辙的能力 因此 用马歇尔试验来判断多孔性沥青混合料的高温稳定性是可行的 由于马歇尔试验方法简便 但马歇尔稳定度试验用于配合比设计决定沥青用量和施工质量控制 并不能正确地反映沥青混合料的抗车辙能力 因此我国国标规定 对于高级沥青路面的上面层荷重面层的沥青混凝土混合料进行配合比设计时 应通过车辙试验机对抗车辙能力进行检验 三 沥青混合料 马歇尔击实试验制的的马歇尔试件主要用于评价沥青混合料耐久性的指标 空隙率 矿料间隙率 饱和度 3 2压实沥青混合料的密度试验a 沥青混合料的各种不同密度的基本意义 真实密度 规定条件下 材料单位真实体积 不包括任何孔隙和空隙 的质量 也叫真密度 毛体积密度 规定条件下 材料单位毛体积 包括材料实体 开口及闭口孔隙 的质量 当质量以干燥质量 烘干或空气干燥 为准时 称绝干毛体积密度 简称毛体积密度 当质量以表干质量 饱和面干 包括开口孔隙中的水 为准时 称表干毛体积密度 也叫表干密度 表观密度 规定条件下 材料单位表观体积 包括材料实体 闭口孔隙 但不包括开口孔隙 的质量 也叫视密度 三 沥青混合料 b 表干法试验方法 马歇尔击实成型的试件 应在至少12h后 即待其充分降温后 进行脱模 秤取其空气重ma 称取之前应用毛刷将试件周边松散部分刷掉 建议将试件在置入25 水中静置3 5分钟后 再取出放入网篮中浸水 网篮挂于连接在秤上的挂钩上 待秤读数稳定后读取其水中重mw 此步骤还有一个要点需强调 在试件放入网篮的过程中 建议试件入水过程中倾斜入水 这样可利于充分排出试件底面空隙空气 否则极可能存在2 3g的重量误差 同时 在试件静置后 若表面存在气泡 宜将气泡清除后再进行读数 取出后用拧干的湿毛巾檫干秤取其表干重mf 应注意在从水中取出试件之后 不可手持试件猛甩 同时 在檫干表面水的过程中 不可用力过大 或采用干毛巾进行 要求既要将试件表面水除干 又不能将试件内部的水吸出 可由上述试样测得的数据计算得混合料毛体积密度 三 沥青混合料 c 沥青混合料的最大理论相对密度 对于普通沥青混合料 可通过真空法进行试验测定实测值 对于改性沥青混合料 SMA混合料可通过级配 油石比及石料密度等进行计算获得 真空法实测混合料理论最大密度要点强调 混合料拌制好之后 均匀地撒铺在均抹黄油的瓷盘里或报纸上 并在料温降下之前用器具将混合料尽量摊开分离 混合料温度降下之后 带取布手套 不宜用毛手套 尽量将混合料逐粒分离 不宜有小颗粒粘于大颗粒上的情况 待颗粒分明后 倒入真空仪容器中 加水将混合料浸没 并用柄棍状器具对其适当搅拌 确定沥青混合料在水中不结块 标定真空泵抽气压强是否满足要求 若达不到要求 试验结果将偏小 特别针对改性沥青混合料 虽然因沥青粘度较大 导致沥青混合料不易被彻底掰开 但如果有耐心些 同样可以较为准确的通过实测法测定其最大理论密度 建议在对改性沥青混合料进行配合比设计时 同样采用真空法测定其最大理论密度 比较其与计算法有一个相互比较验证 三 沥青混合料 3 3车辙试验沥青混合料受到外力则产生变形 这种变形是受外力后沥青混合料的塑性流动 在高温条件下 沥青混合料的抗变形能力因温度升高以及荷载的反复作用而降低 造成沥青路面产生车辙 波浪 推挤 拥包 泛油等现象 影响行车安全和舒适性 沥青混合料在高温下能否保持原有性能的能力 称为高温稳定性 即沥青混合料必须在高温下仍具有足够的强度和刚度 动稳定度是评价沥青高温稳定性的重要指标之一 用于车辙试验的试件用轮碾成型的方法 并在60 的温度条件下 以一定荷载的轮子在同一轨迹上作一定时间的反复行走 形成一定的车辙深度 然后计算试件变形1mm所需试验车轮行走次数 即为动稳定度 三 沥青混合料 3 2车辙试验用轮碾成型的方法 制成的沥青混合料试件 在60 的温度条件下 以一定荷载的轮子在同一轨迹上作一定时间的反复行走 形成一定的车辙深度 然后计算试件变形1mm所需试验车轮行走次数 即为动稳定度 提高沥青混合料高温稳定性的措施采用粘度较高的沥青 必要时可采用改性沥青 选用颗粒形状好而富有棱角的集料 并适当增加粗集料用量 细集料少用或不用 而改用坚硬石料破碎的机制砂 以增加内摩阻力 混合料结构采用骨架 密实结构 适当控制沥青用量 三 沥青混合料 对该试验方法 强调如下几点 a 对于备料重量的计算 应根据马歇尔试验所得混合料的理论最大密度X最不利空隙率X试模内净空间体积X折减系数计算得出成型一块车辙板所需集料和沥青的重量 但成型的时候尚需要根据实际情况取料 不能将过多的混合料用于碾压成型 易导致压实不密 无法达到马歇尔标准密度的要求 在成型的时候 建议在混合料表面垫上报纸 以防止热料在轮碾过程中被带出而影响其内部结构 b 成型试件时 应先从四角开始装料 填充四角后用小锤稍微夯实 装料完毕后试件应呈中间高四周低 其目的是便于压实 装料须均匀 不得人为在试件表面添加粗骨料或细料 表面粗骨料过多会导致动稳定度偏大 细料过多会导致动稳定偏小 c 每次试验应额外多成型一块车辙板 对其锯切进行密度试验 验证空隙率是否满足要求 若空隙率偏大 极有可能导致动稳定度偏小 三 沥青混合料 d 成型车辙板之前 应对车辙成型仪进行压强 温度的标定 若压强 温度达不到规范要求 将导致车辙试件空隙率偏大 若压强 温度过高 同样不妥 将导致试件被过压而导致空隙率偏小 沥青挤出混合料浮于表层 最终导致动稳定度偏小 e 车辙试验前 应对车辙仪内温度控制进行标定 需确保其达到试验要求的60 不可过高或过低 若温度过高 将导致动稳定度偏小 温度过低 则动稳定度偏大 同时 试件在60 的空气温度中保温时间应确保在至少5小时 否则将导致动稳定度偏小 f 车辙试验时 行走轮行走方向应与车辙试件成型时的碾压方向一致 否则极有可能导致实测出的动稳定度极小 且行走轮应正对试件中央进行试验 一块车辙板不宜用来进行两次车辙试验 g 在车辙试验中 应密切关注行走轮移动时 有没有出现严重的料推移 若有此现象 则可能试验温度不准确 温度偏高 也可能级配不合理或成型试件时细料过于浮在表面 最终导致动稳定度偏小 三 沥青混合料 3 4抗水损害试验沥青路面在雨水作用下 往往会出现脱粒 松散 进而形成坑洞 出现这种现象的原因是沥青混合料在水的侵蚀作用下 沥青从集料表面发生剥落 使集料颗粒失去粘结作用 这就是沥青路面的水损害 在南方多雨地区和北方的冰雪地区 沥青路面的水损害是比较普遍的 是沥青路面早期破坏的主要因素之一 评价抗水损害性能指标 冻融劈裂比残留稳定度 三 沥青混合料 1 冻融劈裂试验 a 试验方法简述 采用马歇尔击实法击实50次成型试件 务必保证试件的空隙率为6 1 每次成型试件数至少6个 试件分为2组 一组作为干燥条件试件 另一组采用以下步骤处理 在规定的真空条件下饱水15min 之后置于水中放置半小时 取出试件放入塑料袋并往其中加入10ml水 扎紧袋口放入 18 2 的恒温冰箱中保持16h 之后 将试样取出放于60 的水浴中放置24h 将两组试件在25 中保持两小时后进行劈裂试验 测定试验的最大荷载 由此计算冻融劈裂试验强度比 三 沥青混合料 b 试验要点强调 规范要求冻融劈裂试验马歇尔击实50次 其目的是控制试件空隙率为7 1 因此此试验第一个关键点是空隙率的控制 在试验中必须严格进行试件的空隙率测定试验 一般情况下 击实50次是能够达到该空隙率要求的 但是在某些情况下 击实50次不一定就能达到空隙率要求 在这种情况下 建议根据实际情况及试验规律 合理调整击实次数 务必保证空隙率在7 1 的范围内 规范要求成型试件最少可为6个 但试件个数偏少 极易出现试验结果离散性大而无法真实反应混合料性质的情况 建议每次试验至少成型8个试件 对于参加冻融循环的试件 真空饱水的步骤必不可少 且应保证抽气压强满足规范要求 有的单位为了省事 常略去磁步骤 这是不可取的 若省去此步骤 难以保证水能完全进入混合料内部空隙 试件在放入冰箱前 不能忘记加入10ml左右的水于装试样的口袋中 对于冰箱温度 至少应保证其能使袋中及试样内部的水冰