沥青和沥青混合料试验检验方法.doc
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1、沥青和沥青混合料实验检测办法第一节 沥青材料实验检测办法依照中华人民共和国交通部行业原则公路工程沥青及沥青混合料实验规程(JTJ052-93)中道路用石油沥青技术规定(M0671-93),对于中轻交通量道路石油沥青,需检查针人度。延度、软化点、溶解度、闪点以及蒸发损失实验后质量损失和针人度比;对于重交通道路石油沥青,需检查针人度、延度、软化点、闪点、溶解度、含腊量、密度以及薄膜加热实验后质量损失、针人度比、延度。现将各指标检测办法分别论述。一、沥青针入度实验办法针人度实验是国际上经惯用来测定粘稠(固体、半固体)沥青稠度一种办法,普通稠度高沥青,针人度值愈小,表达沥青愈硬;相反稠度低沥青,针人度
2、值愈大,表达沥青愈软。国内现行原则是以针人度为级别未划分沥青标号。1目和合用范畴(1)沥青针人度是在规定温度和时间内,附加一定质量原则针垂直贯人试样深度。以0.1mm表达。(2)非经注明,原则针、针连杆与附加法码总质量为100g0.05g,实验温度为25,针人度贯人时间为5s。依照需要如采用其她实验条件时,应在实验成果中注明。(3)本办法合用于测定道路石油沥青、液体石油沥青蒸馏或乳化沥青蒸发后残留物针入度。2仪具与材料:(1)针入度仪,凡能保证针和针连杆在无明显摩擦下垂直运动:并能批示针贯人深度精确至0.1mm仪器均可使用。针和针连杆组合件总质量为50g0.05g,另附50g0.05g砖码一只
3、,以供实验时适合总质量1oog0.05g需要。仪器设有放置平底玻璃保温皿平台,并有调节水平装置,针连杆应与平台相垂直。仪器设有针连杆制动按钮,使针连杆可自由下落。针连杆易于装卸,以便检查其质量。仪器还设有可自由转动与调节距离悬臂,其端部有一面小镜或聚光灯泡,借以观测针尖与试样表面接触状况。当为自动针入度仪时,基本规定与此项相似,但应附有对计时装置校正检查办法,以经常校验。(2)原则针由硬化回火不锈钢制成,洛氏硬度HRC50-60,表面粗糙度Ra0.2m-Ra0.23m,针及针杆总质量2.5g土0.05g,针杆上打印有号码标志。针应设有固定用装置盒(筒),以免碰撞针尖,每根针必要附有计量部门检查
4、单,并定期进行检查。(3)盛样皿:金属制,圆柱形平底;小盛样皿内径55mm,深35mm(合用于针人度不大于200);大盛样皿内径70mm,深45mm(合用于针人度200-350);对针人度不不大于350试样需使用特殊盛样皿,其深度不不大于60mm,,试样体积不少于125mL。(4)恒温水浴:容量不少于10L,控制温度土0.1。水中应备有一带孔搁板(台),位于水面下不不大于1mm,距水浴底不少于50mm处。(5)平底玻璃皿:容量不少于1L,深度不少于80mm。内设有一不锈钢三脚支架,能使盛样皿稳定。(6)温度什:(0-50),分度0.1。(7)秒表:分度0.1s。(8)盛样皿盖:平板玻璃,直径不
5、不大于盛样皿开口尺寸。(9)溶剂:三氯乙烯等(10)其她:电炉或砂浴、石棉网、金属锅或瓷把坩蜗等。3办法与环节(1)准备工作将试样注入盛样皿中,试样高度应超过预测针人度值10mm,并盖上盛样皿,以防落入灰尘。盛有试样盛样皿在(15-30)室温中冷却1-1.5h(小盛样皿)、1.5-2h(大盛样皿)或2-2.5h特殊盛样皿)后,移人保持规定实验温度土0.1恒温水浴中1-1.5(小盛样皿)、1.5-2h(大试样皿)或2-2.5h特殊盛样皿)。调节针人度仪使之水平。检查针连杆和导轨,以确认元水和其她外来物,元明显摩擦。用三氯乙烯或其她溶剂清洗原则针,并拭干。将原则针插入针连杆,用螺丝固紧。按实验条件
6、,加上附加法码。(2)实验环节取出达到恒温盛样皿,并移人水温控制在实验温度土0.1(可用恒温水浴中水)平底玻璃皿中三脚支架上,试样表面以上水层深度不少于10mm。将盛有试样平底玻璃皿置于针人度仪平台上,慢慢放下针连杆,用恰当位置反光镜或灯光反射观测,使针尖正好与试样表面接触。拉下刻度盘拉杆,使与针连杆顶端轻轻接触,调节刻度盘或深度批示器指针批示为零。开动秒表,在指针正指5s瞬间,用手紧压按钮,使原则针自动下落贯人试样,经规定期间,停压按钮使针停止移动。注:当采用自动针人度仪时,计时与原则针落下贯人试样同步开始,至5s时自动停止。拉下刻度盘拉杆与针连杆顶端接触,读取刻度盘指针或深度批示器读数,精
7、准至0.5。同一试样平行实验至少3次,各测试点之间及与盛样皿边沿距离不应少于10mm。每次实验后)应将盛有盛样皿平底玻璃皿放人恒温水浴,使平底玻璃皿中水温保持实验温度。每次实验应换一根干净原则针或将原则针取下,用蘸有三氯乙烯溶剂棉花或布揩净,再用干棉花或布擦干。测定针人度不不大于200沥青试样时,至少用3支原则针,每次实验后将针留在试样中,直至3次平行实验完毕后,才干将原则针取出。4报告:同一试样3次平行实验成果最大值和最小值之差在下列容许偏差范畴内时,计算3次实验成果平均值,取至整数作为针人度实验成果,以0.1mm为单位。针人度(0.1mm) 容许差值(0.1mm)0-49 2、50-149
8、 4、150-249 6、250-349 10、350 14。5精密度或容许差(1)当实验成果不大于50(0.1mm)时,重复性实验精度容许差为2(0.1mm),再现性实验精度容许差为4(0.1mm)。(2)当实验成果等于或不不大于50(0.1mm)时,重复性实验精度容许差为平均值4%,再现性实验精度容许差为平均值8%。6注意事项(1)实验精密度和容许差规定是非常重要项目,本法对精度规定尽量按国际上通行采用重复性和再现性表达办法。重复性实验是指短期内,在同一实验室由同一种实验人员、采用同一仪器、对同一试样、完毕两次以上实验操作,所得实验成果之间误差应不超过规定容许差;再现性实验是指在两个以上不
9、同实验室,由各自实验人员采用各自仪器,按相似实验办法对同一试样分别完毕实验操作,所得实验成果之间误差亦不应超过规定容许差。但一种样品某次实验成果获得是同步进行几次实验(如针人度同步扎三针)普通以几次平行实验平均值作为实验成果。实验办法普通均规定几次实验成果容许误差,它并不属于重复性实验。这里平行实验容许差是检查这一次实验精准度,是对实验办法自身规定,其重复性和再现性实验容许值与作为一次实验取2-3个平行实验差值含义不同,它是多次实验成果,即平均值之间容许差,故规定更为严格。重复性和再现性实验只有在需要时(如仲裁实验)才做。重复性实验往往是对实验人员操作水平、取样代表性检查,再现性则同步检查仪器
10、设备性能,通过这两种实验检查实验成果法定效果,如实验成果不符合精准度规定期,实验成果即属无效。(2)针人度实验属于条件性实验,因而实验时要注意其条件。针人度条件有三项,分别为温度、时间和针质量,这三项规定不同样,会严重影响成果对的性。实验时要定期检查原则针,特别不能使用针尖被损原则针,在每次实验时,均应用三氯乙烯擦试原则针。同步要严格控制温度,使其满足精度规定。(3)影响沥青针人度测定值一种非常重要环节就是原则针与试样表面接触状况。在实验时,一定要让原则针刚接触试样表面;实验时可将针人度仪置于光线照射处,从试样表面观测原则针倒影,而后调节原则针升降,使原则针与其倒影刚好接触即可。(4)将沥青试
11、样注人试皿时,不应留有气泡,若有气泡,可用明火将其消掉,以免影响成果对的性。7.当量软化点及当量脆点拟定办法(1)目和合用范畴本实验通过三个以上温度针人度实验求取针人度指数PI、当量软化点T800、当量脆点T1.2办法。本办法用以评价道路石油沥青温度感应性,预估沥青高温抗车辙能力及低温抗裂性能。用本办法评估橡胶或聚合物改性沥青改性效果时,仅合用于均匀混合样品。(2)仪器设备:(1)针入度仪,凡能保证针和针连杆在无明显摩擦下垂直运动:并能批示针贯人深度精确至0.1mm仪器均可使用。针和针连杆组合件总质量为50g0.05g,另附50g0.05g砖码一只,以供实验时适合总质量1oog0.05g需要。
12、仪器设有放置平底玻璃保温皿平台,并有调节水平装置,针连杆应与平台相垂直。仪器设有针连杆制动按钮,使针连杆可自由下落。针连杆易于装卸,以便检查其质量。仪器还设有可自由转动与调节距离悬臂,其端部有一面小镜或聚光灯泡,借以观测针尖与试样表面接触状况。当为自动针入度仪时,基本规定与此项相似,但应附有对计时装置校正检查办法,以经常校验。(2)原则针由硬化回火不锈钢制成,洛氏硬度HRC50-60,表面粗糙度Ra0.2m-Ra0.23m,针及针杆总质量2.5g土0.05g,针杆上打印有号码标志。针应设有固定用装置盒(筒),以免碰撞针尖,每根针必要附有计量部门检查单,并定期进行检查。(3)盛样皿:金属制,圆柱
13、形平底;小盛样皿内径55mm,深35mm(合用于针人度不大于200);大盛样皿内径70mm,深45mm(合用于针人度200-350);对针人度不不大于350试样需使用特殊盛样皿,其深度不不大于60mm,,试样体积不少于125mL。(4)恒温水浴:容量不少于10L,控制温度土0.1。水中应备有一带孔搁板(台),位于水面下不不大于1mm,距水浴底不少于50mm处。(5)平底玻璃皿:容量不少于1L,深度不少于80mm。内设有一不锈钢三脚支架,能使盛样皿稳定。(6)温度什:(0-50),分度0.1。(7)秒表:分度0.1s。(8)盛样皿盖:平板玻璃,直径不不大于盛样皿开口尺寸。(9)溶剂:三氯乙烯等(
14、10)其她:电炉或砂浴、石棉网、金属锅或瓷把坩蜗等。(3)实验环节按公路工程沥青及沥青混合料实验规程(JTJ052-3)规定沥青针人度实验办法准备沥青试样)在15、25、30温度条件下分别测定沥青针人度,当沥青较稀在30条件下测定沥青针入度有困难时,可测定沥青5针人度。(4)计算沥青针人度指数PI按下列环节拟定:a.由三个以上温度针人度值针人度与温度对数关系求取针入度温度指数A。b.拟定沥青针入度值PI。c.拟定沥青当量软化点T800。d.拟定沥青当量脆点。(5)报告:应报告实验温度及相应针人度,由此求得针人度指数PI、当量软化点T800、当量脆点T1.2,以及回归直线有关系数。沥胃延度实验办
15、法沥青延性是当沥青受到外力拉伸作用时,所能承受塑性变形总能,普通是用延度作为条件延性指标来表征。国内现行公路工程沥青及沥青混合料实验规程中道路用石油沥青技术规定(JTJ552-93中T0671)规定,对中)轻交通量道路石油沥青,为实验温度为25、拉伸速度为5土0.25)cm/min条件下延度;对重交通量道路石油沥青,为实验温度为15、拉伸速度为(5土0.25)cmmin条件下延度。关于延度对路用性能关系,是众所关注但又有争议课题,当前已有某些关于沥青在15(或更低)温度延度值与沥青路面抗开裂能力有关性研究报告,但仍存在不同观点,如含蜡量增长会使沥青延度值相对减少等。1目和合用范畴(1)沥青延度
16、是规定形状试样在规定温度下,以一定速度受拉伸至断开时长度,以cm表达。(2)实验温度与拉伸速率依照关于规定采用,普通采用实验温度为25或15。非经注明,拉伸速度为(5土0.05)cmmin。当低温时采用(1土0.05)cmmin拉伸速度时,应在报告中注明。(3)本办法合用于测定道路石油沥青、液体沥青蒸馏残留物和乳化沥青蒸发残留物等材料延度。2.仪具与材料:(1)延度仪:将试件浸没于水中,能保持规定实验温度及按照规定拉伸速度拉伸试件且实验时无明显振动延度仪均可使用。(2)试模:黄铜制,由两个端模和两个侧模构成,试模内侧表面粗糙度Ra0.2m(3)试模底板;玻璃板或磨光铜板、不锈钢板(表面粗糙度R
17、a0.2m)。(4)恒温水浴:容量不少于10L,水温精度土0.1,水浴中设有带孔搁架,搁架距底不得少于50mm。试件浸人水中深度不不大于100mm。(5)温度计:(0-50),分度0.1。(6)砂浴或其她加热炉具)(7)甘油滑石粉隔离剂(甘油与滑石粉质量比2:1。(8)其她:平刮刀、石棉网、酒精、食盐等。3办法与环节(1)准备工作将隔离剂拌和均匀,涂于清洁干燥试模底板和两个侧模内侧表面,并将试模在试模底板上装妥。将沥青试样仔细自模一端至另一端来回多次缓缓注入模中,最后略高出试模、灌模时应注意勿使气泡混人。 试件在室温中冷却34-40min,然后置于规定实验温度0.1恒温水浴中;保持30min后
18、取出,用热刮刀刮除高出试模沥青,使沥青面与试模面齐平。沥青刮法应自试模中间刮向两端,且表面应刮得平滑。将试模连同底板再浸人规定实验温度水浴中1-1.5h.检查延度仪延伸速度与否符合规定规定,然后移动滑板使其指针正对标尺零点。将延度仪注水,并保温达实验温度0.5。(2)实验环节将保温后试件连同底板移人延度仪水槽中,然后将盛有试样试模自玻璃板或不锈钢板上取下,将试模两端孔分别套在滑板及槽端固定板金属柱上,并取下侧模。水面距试件表面应不不大于25mm。开动延度仪,并注意观测试样延伸状况。此时应注意,在实验过程中,水温应始终保持在实验温度规定范畴内,且仪器不得有振动,水面不得有晃动。当水槽采用循环水时
19、,应暂时中断循环,停止水流。在实验中,如发现沥青细丝浮于水面或沉人槽底时,则应在水中加入酒精或食盐,调节水密度至与试样相近后,重新实验。试件拉断时,读取指针所指标尺上读数,以cm表达。在正常状况下,试件延伸时应成锥尖状,拉断时实际断面接近于零。如不能得到这种成果,则应在报告中注明。4报告同一试样,每次平行实验不少于3个,如3个测定成果均不不大于100cm,实验成果记作l00cm;特殊需要也可分别记录实测值,如3个测定成果中,有1个以上测定值不大于100mm时,若最大值或最小值与平均值之差满足重复性实验精度规定,则取3个测定成果平均值整数作为延度实验成果;若平均值不不大于100cm,记作100c
20、m;若最大值或最小值与平均值之差不符合重复性实验精度规定期,实验应重新进行。5精密反或容许差当实验成果不大于100cm时,重复性实验精度容许差为平均值20;再现性实验精度容许差为平均值30。6注意事项(1)在浇涛试样时,隔离剂配备要恰当,以免试样取不下来,对于粘结在玻璃上试样,应放弃。在试模底部涂隔离剂时,不易大多,以免隔离剂占用试样某些体积,冷却后导致试样断面不合格,影响实验成果。(2)在灌模时应使试样高出试模,以免试样冷却后欠模。(3)对于延度较大沥青试样,为了便于观测延度值,延度值窿部尽量采用白色衬砌。(4)在刮模时,应将沥青与试模刮为齐平,特别是试模中部,不应有低凹现象。沥青软化点实验
21、办法沥青材料是一种非晶质高分子材料,它由液态凝结为固态,或由固态熔化为液态、没有敏说固化点或液化点,普通采用条件硬化点和滴落点来表达。沥青材料在硬化点至滴落点之间温度阶段时,是一种沾滞流动状态。在工程实用中为保证沥青不致由于温度升高而产流动状态,因而取液化点与固化点之间温度间隔87.2作为软化点。软化点数值随采用仪器不同而异,国内现行规范实验法是采用环与球软化点法。软化点是沥青达到规定条件粘度时温度,因此软化点既是反映沥青材料热稳定性一种指标,也是沥青粘性一种量度。1.目和合用范畴(1)沥青软化点是试样在规定尺寸金属环内,上置规定尺寸和质量钢球,放于水(或甘油)中,以(50.5)min速度加热
22、,至钢球下沉达规定距离(25.4mm)时温度,以表达。(2)本办法合用于测定道路石油沥青、煤沥青、液体石油沥青和乳化沥青蒸发后残留物等材料软化点。2仪具与材料:(1)软化点实验仪,由下列附件构成:钢球:直径9.53mm,质量(3.5土0.05)g。试样环:黄铜或不锈钢等制成。钢球定位环:黄铜或不锈钢制成。金属支架:由两个主杆和三层平行金属板构成。上层为一圆盘,直径略不不大于烧杯直径。中间有一圆孔,用以插放温度计:中层板板上有两个孔,准备放置金属环,中间有一小孔可支持温度计测温端部。一侧立杆距环上面51mm处刻有水高标记。环下面距下层底板为25.4mm,而下底板距烧杯底不少于12.7mm,也不得
23、不不大于19mm。三层金属板和两个主杆由两螺母固定在一起。耐热玻璃烧杯:容量800-1000mL,直径不少于86mm,高不少于120mm。温度计:0-80,分度0.5。(2)环夹:由薄钢条制成,用以夹持金属环,以便刮平表面。(3)装有温度调节器电炉或其她加热炉具(液化石油气、天燃气等)。(4)试样底板:金属板(表面粗糙度应达Ra0.8um)或玻璃板。(5)恒温水槽)(6)平刮刀。(7)甘油滑石粉隔离剂(甘油与滑石粉比例为质量比2:1)。(8)新煮沸过蒸馏水。(9)其她:石棉网。3办法与环节(1)准备工作将试样环置于涂有甘油滑石粉隔离剂试样底板上,将准备好沥青试样徐徐注入试样环内至略高出环面为止
24、。 如预计试样软化点高于120,则试样环和试样底板(不用玻璃板)均应预热至80-100。 试样在室温冷却30min后,用环夹夹着试样杯,并用热刮刀刮除环面上试样,务使与环面齐平。(2)实验环节试样软化点在80如下者:a.将装有试样试样环连同试样底板置于装有(5土0.5)保温槽冷水中至少15min;同步将金属支架、钢球、钢球定位环等亦置于相似水槽中。b烧杯内注入新煮沸并冷却至5蒸馏水,水面略低于立杆上深度标记。c从保温槽水中取出盛有试样试样环放置在支架中层板圆孔中,套上定位环;然后将整个环架放人烧杯中,调节水面至深度标记,并保持水温为(5土0.5)。、注意,环架上任何某些不得附有气泡。将0-80
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