《道路建筑材料》实验指导书.doc

道路建筑材料实验指导书

台州学院建筑工程学院

二〇一五年 三月

前 言

一、实验的性质
道路建筑材料实验是道路建筑材料课程实践性教学环节的重要组成部分。
二、实验的目标与要求
1、掌握常用道路建筑材料的技术性质；
2、掌握道路建筑材料性能检测的基本方法；
3、通过实验操作，培养学生的实验技能；
4、通过综合设计实验，培养学生的创新能力和分析解决问题的能力。
三、实验的内容
道路建筑材料实验共安排四个实验项目，包括一个演示性实验、一个验证性实验、一个综合实验和一个设计实验。
学生应在教师指导下，根据实验大纲的要求，独立完成实验项目。
四、说明
本指导书可供路桥工程（四年制）专业使用。

二〇一五年 三月
目 录

实验一 水泥性能检测……………………………………………………………..1
一、水泥标准稠度用水量测试………………………………………………..1
二、水泥凝结时间测试………………………………………………………..2
三、水泥体积安定性测试……………………………………………………..4
四、水泥胶砂强度测试………………………………………………………..5
实验二　混凝土的配合比设计 ……………………………………………………9
实验三 沥青性能检测……………………………………………………………20
一、沥青针入度测定 ………………………………………………………20
二、沥青延度测定 …………………………………………………………22
三、沥青软化点测定…………………………………………………………23

实验一 水泥性能检测

一、水泥标准稠度用水量测试（标准法）
1、实验目的
水泥的凝结时间、安定性均受水泥浆稀稠程度的影响，为了不同水泥具有可比性，水泥必须有一个标准稠度，通过此项实验测定水泥浆达到标准稠度时的用水量，作为凝结时间和安定性实验用水量的标准。
2、实验原理
水泥标准稠度的净浆对标准试杆的沉入具有一定的阻力。通过测试不同含水量的水泥净浆的穿透性，以确定水泥标准稠度净浆中所需加入的水量。
3、主要仪器设备
⑴ 水泥净浆搅拌机：主要由搅拌锅、搅拌叶片、传动机构和控制系统组成。
⑵ 水泥标准稠度和凝结时间测定仪（包括试杆和试模），如图1所示。

1．铁座；
2．金属圆棒；
3．松紧螺丝；
4．指针；
5．标尺

水泥标准稠度和凝结时间测定仪 试杆和试模
图1
4、实验步骤
⑴ 用湿布将搅拌锅和搅拌叶片擦湿，将拌合水(W)倒入搅拌锅内，然后在5～10s内小心将称好的500 g水泥加入水中，将搅拌锅固定在搅拌机的锅座上，升至搅拌位置。
⑵ 启动搅拌机，低速搅拌120s，停15s，同时将叶片和锅壁上的水泥浆刮入锅中间，接着高速搅拌120s停机。
⑶ 拌合结束后，立即将水泥净浆装入已置于玻璃底板上的试模中，用小刀插捣，轻轻振动数次，抹平后迅速将试模和底板移到维卡仪上，降低试杆直至与净浆表面正好接触，拧紧螺丝1～2s后，突然放松，使试杆垂直自由地沉入水泥净浆中。在试杆停止沉入或释放试杆30s时，记录试杆距底板之间的距离。
注意事项：
① 水泥标准稠度用水量测定仪的金属棒应能自由滑动。
② 测定前，应先调整试杆接触玻璃底板，同时使指针对准零点。
③ 沉入深度测定应在搅拌后1.5min内完成。
5、实验结果
⑴ 以试杆沉入净浆并距底板6mm±1mm的水泥净浆为标准稠度净浆。
⑵ 水泥标准稠度用水量(P)，按水泥质量的百分比计。

二、水泥凝结时间测试
1、实验目的
通过凝结时间的测定，得到初凝时间和终凝时间，以便评定水泥质量，判定其是否符合技术标准要求，是否满足施工要求。
2、实验原理
通过测定试针沉入标准稠度净浆至一定深度所需时间来表示水泥初凝和终凝时间。
3、主要仪器设备
⑴ 水泥净浆搅拌机。
⑵ 水泥标准稠度和凝结时间测定仪（用试针代替试杆），如图2所示。
4、实验步骤
⑴ 以标准稠度用水量，用500g水泥按规定方法拌制标准稠度水泥浆，一次装满试模，振动数次刮平，立即放入湿气养护箱中。记录水泥全部加入水中的时间即为凝结的起始时间。

初凝用试针 终凝用试针
图2
⑵ 初凝时间的测定：试件在养护箱养护至加水后30min时进行第一次测定。测定时，将试模放到试针下，降低试针与水泥净浆表面接触，拧紧螺丝1s～2s后，突然放松，试针垂直自由地沉入水泥净浆，记录试针停止下沉或释放试针30s时指针的读数。
⑶ 终凝时间的测定：在完成初凝时间测定后，立即将试模连同浆体以平移的方式从玻璃板上取下，并翻转180°将小端向下放在玻璃板上，再放入养护箱中继续养护，临近终凝时间时，每隔15min测定一次，记录试针下沉深度。
注意事项：
① 在最初测定操作时应轻轻扶持金属棒，使其徐徐下降，以防试针撞弯。但测定结果应以试针自由下落为准。
② 整个测试过程中，不能让试针落入原孔，且沉入位置至少距试模内壁10mm，测完后须将试针擦净。
③ 临近初凝，每隔5min测定一次；临近终凝，每隔15min测定一次。达到初凝或终凝时应立即重复测一次，当两次结论相同时，才能判定达到初凝状态或终凝状态。
5、实验结果
⑴ 从水泥全部加入水中的时间起，至试针沉至距底板4mm±1 mm时所经过的时间为初凝时间。
⑵ 从水泥全部加入水中的时间起，至试针沉入试体0.5mm时，即环形附件开始不能在试体上留下痕迹时所经过的时间为终凝时间。

三、水泥体积安定性测试
1、实验目的
通过测定沸煮后标准稠度水泥净浆式样的体积和外形的变化程度，评定体积安定性是否合格。
2、实验原理
雷氏法：通过测定沸煮后两个试针的相对位移来衡量水泥标准稠度净浆的体积膨胀程度，以此评定水泥浆硬化后体积是否均匀变化。
试饼法：通过观测沸煮后水泥标准稠度净浆试饼外形变化程度，评定水泥浆硬化后体积是否均匀变化。
两种方法有争议时， 以雷氏法为准。
3、主要仪器设备
⑴ 水泥净浆搅拌机。
⑵ 沸煮箱。
⑶ 雷氏夹，如图3所示。
⑷ 雷氏夹膨胀测定仪，如图4所示。

图3 雷氏夹 图4 雷氏夹膨胀值测定仪
1．指针；2．环模 1．底座；2．模子座；3．测弹性标尺；
4．立柱；5．测膨胀值标尺；6．悬臂；
7．悬丝；8．弹簧顶扭
4、实验步骤
雷氏法
⑴ 将雷氏夹放在玻璃板上，并立即将制好的标准稠度水泥净浆一次装满雷氏夹，装浆时一手轻扶雷氏夹，另一只手用小刀插捣数次，然后抹平，盖上玻璃板，将试件移至湿气养护箱内养护24h±2h。
⑵ 脱去玻璃板，取下试件，用雷氏夹膨胀值测定仪测量雷氏夹指针尖端间的距离(A)，精确至0.5mm。
⑶ 将试件放入沸煮箱中的试件架上，指针朝上，试件间互不交叉，然后在(30±5)min内加热至沸并恒沸(180±5)min。
⑷ 沸煮结束后，立即放掉沸煮箱中的热水，冷却至室温，取出试件，测量雷氏夹指针尖端的距离(C)，精确至0.5mm。
试饼法
⑴ 将制好的标准稠度水泥净浆分成两等份，使之成球形，放在已涂过油（尺寸约100 mm×100 mm）的玻璃板上，制成直径70mm～80 mm、中心厚约10 mm、边缘渐薄、表面光滑的试饼，将试饼放入湿气养护箱内养护24h±2h。
⑵ 脱去玻璃板取下试饼，在试饼无缺陷的情况下，将试饼放在沸煮箱水中的篦板上沸煮，沸煮方法同雷氏法。
⑶ 沸煮结束后，放掉热水，冷却至室温，取出试饼进行观察、测量。
注意事项：
① 每种方法需平行测试两个试件。
② 凡与水泥净浆接触的玻璃板和雷氏夹内表面均须稍涂一层油。
5、实验结果
⑴ 雷氏法
当沸煮前后两个试件指针尖端距离差(C-A)的平均值不大于5.0 mm时，该水泥安定性合格。当两个试件的(C- A)值相差超过4.0 mm时，应用同一样品重做试验。
⑵ 试饼法
目测试饼未发现裂缝，用钢尺检查也没有弯曲的试饼为安定性合格，反之为不合格。当两个试饼判别结果有矛盾时，该水泥的安定性为不合格。

四、水泥胶砂强度测试（ISO法）
1、实验目的
通过检验不同龄期的抗压强度、抗折强度，确定水泥的强度等级或评定水泥强度是否符合标准要求。
2、实验原理
通过测定水泥胶砂标准试件的抗压破坏荷载、抗折破坏荷载，确定其抗压强度、抗折强度。
3、主要仪器设备
⑴ 行星式水泥胶砂搅拌机。
⑵ 水泥胶砂试件成型振实台。
⑶ 试模：可装拆的三连模，由隔板、端板和底座组成。
⑷ 抗折试验机。
⑸ 抗压试验机及抗压夹具：以200kN～300kN为宜，应有±1%的精度，并具有按(2400±200)N/s速率的加荷能力；抗压夹具由硬质钢材制成，受压面积为40mm×40mm。
4、、实验步骤
⑴ 胶砂制备
按照水泥：标准砂：水＝1：3：0.5的质量配合比配制胶砂试样，每锅材料取水泥450±2g，水225±1g，标准砂1350±5g。
把水加入锅内，再加入水泥，把锅放在固定架上，上升至固定位置。
立即开动机器，低速搅拌60s（在开始搅拌30s后均匀加入砂子），再高速搅拌30s，停拌90s（停拌后15s内用一胶皮刮具将叶片和锅壁上的胶砂刮入锅中），再高速搅拌60s。各个搅拌阶段，时间误差应在±1s以内。
⑵ 试件成型
胶砂制备后应立即进行成型。
将涂机油的三联模和模套固定在振实台上，将胶砂分二层装入试模。装第一层时，每个模槽内约放300g胶砂，用大播料器来回播平，接着振实60次，再装入第二层胶砂，用小播料器播平，再振实60次。
移走模套，从振实台上取下试模，用金属直尺以近似90°的角度架在试模模顶的一端，然后沿试模长度方向以横向锯割动作慢慢向另一端移动，一次将超过试模部分的胶砂刮去，并用同一直尺以近乎水平的情况下将试体表面抹平。
⑶ 试件养护
将做好标记的试件连同试模放入养护箱内养护至规定时间（成型后20h～24h）脱模。脱模前，应对试件进行编号，二个龄期以上的试件，在编号时应将同一试模中的三条试件分在两个以上龄期内。
将做好标记的试件立即水平或竖直放在(20±1)℃的水中养护，水平放置时刮平面应朝上。养护期间试件之间间隔或试件上表面的水深不得小于5 mm。
⑷ 测定强度
养护到期（3d和28d）的试件，应在实验前15min从水中取出，擦去试件表面沉积物，并用湿布覆盖至抗折实验开始为止。
抗折实验
将试件一个侧面放在试验机支撑圆柱上，试件长轴垂直于支撑圆柱，通过加荷圆柱以(50±10)N/s的速率均匀地将荷载垂直地加在棱柱体相对侧面上，直至折断，记录抗折破坏荷载Ff(N)。
抗压实验
将折断后保持潮湿状态的半截棱柱体以侧面为受压面放入抗压夹具中，并要求试件中心、夹具中心、压力机压板中心保持在一直线上（偏差应在±0.5mm内）。以(2400±200)N/s的速率均匀加荷至破坏，并记录破坏荷载Fc(N)。
注意事项：
① 试模内壁应在成型前涂一层隔离剂。
② 脱模时应小心操作，防止试件收到损伤。
③ 养护时不应将试模叠放。
5、实验结果
⑴ 一组三条试件分别进行三折六压，测得破坏荷载。
⑵ 抗折强度Rf按下式计算(精确至0.1MPa)：

式中 Ff——折断时施加于棱柱体中部的荷载(N)；
L——支撑圆柱之间的距离(mm)；
b——棱柱体正方形截面的边长(mm)。
以一组三个棱柱体抗折结果的平均值作为试验结果。当三个强度值中有超出平均值±10%时，应剔除后再取平均值作为抗折强度试验结果。
⑶ 抗压强度Rc按下式计算(精确至0.1MPa)：

式中 Fc——破坏时的最大荷载(N)；
A——受压面积，取40×40(mm2)。
以一组三个棱柱体得到的六个抗压强度测定值的算术平均值为试验结果。如六个测定值中有一个超出六个平均值的±10%，应剔除这个结果，以剩下五个的平均数为结果。如五个测定值中再有超过它们平均数±10%时，则此组结果作废。
当强度值低于标准要求的最低强度值时，应视为不合格或降低等级。

实验二 混凝土的配合比设计

1、实验目的
在理论计算的基础上，经过实验室试配和调整，得到和易性满足施工要求、强度等级符合设计要求的混凝土配合比。
2、实验任务和要求
利用现有原材料（其各方面性能指标通过实验测定），为某工程设计混凝土配合比。使混凝土强度等级达到C30；混凝土拌合物坍落度达到35～50mm。
3、实验原理
⑴ 通过观测混凝土拌合物在自重作用下自由坍落的程度及外观状态（有无泌水、离析等），评定其和易性（流动性、粘聚性、保水性）是否满足施工要求。对不满足施工要求的混凝土，应采取适当措施，进行适当调整。
⑵ 通过测定三组不同配合比的混凝土立方体标准试件的抗压强度，找出其中规律，并最终确定符合设计要求的强度等级的混凝土配合比。
4、主要仪器设备
⑴ 磅秤：称量50kg，感量50g。
⑵ 天平：称量5kg，感量1g。
⑶ 混凝土搅拌机。
⑷ 坍落度筒及捣棒，如图5所示。
⑸ 容量筒：容积为5L。
⑹ 混凝土振动台。
⑺ 试模：(150×150×150)mm。
⑻ 压力试验机：精度为±1％，试件
的预期破坏荷载必须大于压力机全量程的
20％且小于压力机全量程的80％。 图5 坍落度筒及捣棒
5、实验步骤
⑴ 原材料性能测定
① 水泥：细度、凝结时间、安定性、胶砂强度等。
② 砂：表观密度、堆积密度、粗细程度和颗粒级配等。
③ 石：表观密度、堆积密度、最大粒径和颗粒级配等。
⑵ 根据实验任务及原材料各项性能，通过计算得到混凝土的初步配合比。
⑶ 根据混凝土的初步配合比和计划搅拌量，称取各种材料（精度为：骨料±1％，水泥±0.5％），进行试拌。
⑷ 观测混凝土拌合物的和易性。
⑸ 调整混凝土拌合物的和易性，得到满足施工要求的基准配合比。
⑹ 分别按三组不同的配合比（其中一组是基准配合比）拌制混凝土，并制作标准尺寸的立方体试件，然后进行标准养护。
⑺ 分别测定三组试件的28d抗压强度，并找出水灰比与混凝土强度之间的关系，用作图或计算的方法求出与混凝土配制强度相适应的水灰比。
⑼ 得到和易性满足施工要求、强度等级符合设计要求的混凝土配合比。
注意事项：
① 试拌混凝土时，若骨料最大粒径≤31.5mm，则搅拌量不应小于15L；若骨料最大粒径为40mm，则搅拌量不应小于25L。若采用机械搅拌，则搅拌量不应小于搅拌机额定搅拌量的1/4。同时，搅拌量还需满足试件制作的需要。混凝土骨料性能的检测方法参见：附件1。
② 混凝土拌合物和易性的测定方法参见：附件2。
③ 混凝土抗压强度的测定方法参见：附件3。

附录1 混凝土骨料性能检测

一、砂的筛分析实验
1、实验目的
通过筛分析实验测定不同粒径骨料的含量比例，评定砂的颗粒级配状况及粗细程度，为合理选择和使用混凝土用细骨料提供技术依据。
2、实验原理
通过一套孔径各不相同的标准方孔筛对砂样进行过筛，测定砂样中不同粒径的颗粒含量。
3、主要仪器设备
⑴ 方孔筛：孔径为0.15mm、0.30mm、0.60mm、1.18mm、2.36mm、4.75mm及9.50mm的筛各一只，并附有筛底和筛盖。
⑵ 天平：称量1000g，感量1g 。
⑶ 烘箱：能使温度控制在105℃±5℃。
⑷ 摇筛机。
⑸ 浅盘、毛刷等。
4、实验步骤
⑴ 用四分法将试样缩分至约1100 g，放在烘箱内(105±5)℃烘干至恒重，待冷却至室温后，筛除大于9.50mm的颗粒，分两份备用。
⑵ 称取试样500g，将试样倒入按孔径大小从上到下组合的套筛上。
⑶ 将套筛置于摇筛机上，摇筛10 min取下套筛，按筛孔大小顺序再逐个用手筛，筛至每分钟通过量小于试样总量的0.1%为止。通过的试样并入下一号筛中，并和下一号筛中的试样一起过筛，依次进行，直至各号筛全部筛完为止。
⑷ 称量各号筛的筛余量(精确至1g)，试样在各号筛上的筛余量不得超过200g，超过时应将该粒级试样分成两份，再进行筛分，并以两次筛余量之和作为该号筛的筛余量。
所有各筛的分计筛余量和底盘中剩余量的总和与筛分前的试样总量相比，其差不得超过试样总量的1％，否则须重做实验。
5、实验结果
⑴ 分计筛余百分率
各号筛的筛余量除以试样总量的百分率(精确至0.1%)。
⑵ 累计筛余百分率
该号筛的分计筛余百分率加上该号筛以上各筛的分计筛余百分率之和(精确至0.1%)。
⑶ 根据各筛的累计筛余百分率评定该试样的颗粒级配分布情况。
⑷ 砂的细度模数Mx按下式计算(精确至0.01)：

式中，A1、A2、A3、A4、A5、A6分别为4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.60mm、0.30mm、0.15mm各筛的累计筛余百分率。
⑸ 筛分析实验应采用两个试样平行实验，并以其试验结果的算术平均值作为测定值。

二、石子的筛分析实验
1、实验目的
通过筛分析实验测定不同粒径骨料的含量比例，评定石子的颗粒级配状况是否符合标准要求，为合理选择和使用混凝土用粗骨料提供技术依据。
2、实验原理
通过一套孔径各不相同的标准方孔筛对石子试样进行过筛，测定石子试样中不同粒径的颗粒含量。
3、主要实验仪器
⑴ 方孔筛：孔径为2.36mm、4.75mm、9.50mm、16.0mm、19.0mm、26.5mm、31.5mm、37.5mm、53.0mm、63.0mm、75.0mm及90mm的筛各一只，并附有筛底和筛盖。
⑵ 台称：称量10kg，感量1g。
⑶ 鼓风烘箱：能使温度控制在105℃±5℃。
⑷ 摇筛机。
⑸ 浅盘。
4、实验步骤
⑴ 按规定方法取样，用四分法缩分至略大于表1规定的数量，烘干并冷却至室温。套筛按孔径从大到小顺序组合，附着筛底，将试样倒入筛中。
石子最大粒径(mm)
9.5
16.0
19.0
26.5
31.5
37.5
63.0
75.0
最少试样量(kg)
1.9
3.2
3.8
5.0
6.3
7.5
12.6
16.0
表1
⑵ 将套筛置于摇筛机上，摇10min，取下套筛，按筛孔大小顺序逐个用手筛，筛至每分钟通过量小于试样总量0.1%为止。通过的颗粒并入下一号筛中，并和下一号筛中的试样一起过筛。按此顺序进行，直至各号筛全部筛完为止。(当筛余颗粒的粒径大于19.0mm时，在筛分过程中，允许用手指拨动颗粒)。
⑶ 称量各筛的筛余量(精确至1g)。
所有各筛的分计筛余量和底盘中剩余量的总和与筛分前的试样总量相比，其差不得超过试样总量的1％，否则须重做实验。
5、实验结果
⑴ 分计筛余百分率
各号筛的筛余量除以试样总量的百分率(精确至0.1%)。
⑵ 累计筛余百分率
该号筛的分计筛余百分率加上该号筛以上各筛的分计筛余百分率之和(精确至1%)。
⑶ 根据各筛的累计筛余百分率评定该试样的颗粒级配分布情况。

附件2 混凝土拌合物和易性的测定

⑴ 湿润坍落度筒及底板，在坍落度筒内壁和底板上应无明水。用脚踩住两边的脚踏板，使坍落度筒在装料时保持固定的位置。
⑵ 将混凝土试样用小铲分三层均匀地装入筒内，使捣实后每层高度为筒高的三分之一左右。每层用捣棒插捣25次。插捣应沿螺旋方向由外向中心进行，各次插捣应在截面上均匀分布。插捣筒边混凝土时，捣棒应贯穿整个深度，插捣第二层和顶层时，捣棒应插透本层至下一层的表面；浇灌顶层时，混凝土应灌到高出筒口。插捣过程中，如混凝土低于筒口，则随时添加。顶层插捣完后，刮去多余的混凝土，用抹刀抹平。
⑶ 清除筒边底板上的混凝土，垂直平稳地提起坍落度筒。提离过程应在5s～10s内完成；从开始装料到提坍落度筒的整个过程应不间断地进行，并应在150s内完成。
⑷ 提起坍落度筒后，测量筒高与坍落后混凝土试体最高点之间的高度差，即为混凝土拌合物的坍落度值。
⑸ 坍落度筒提起后，如混凝土发生崩坍或一边剪坏现象，则应重新取样测定；如第二次试验仍出现此现象，则表示该混凝土和易性不好。
⑹ 用捣棒在已坍落的混凝土锥体侧面轻轻敲打，如果锥体逐渐下沉，则表示粘聚性良好；如果锥体倒塌、部分崩裂或出现离析现象，则表示粘聚性不好。坍落度筒提起后如有较多的稀浆从底部析出，锥体部分的混凝土也因失浆而骨料外露，则表明保水性不好；如坍落度筒提起后无稀浆或仅有少量稀浆从底部析出，则表明保水性良好。

附件3 混凝土抗压强度的测定

⑴ 试验采用立方体试件，三个为一组，以(150×150×150)mm试件为标准。制作试件前，首先检查试模的尺寸、内表面平整度和相邻面夹角是否符合要求，拧紧螺栓，将试模清理干净，并在其内壁涂上一层矿物油脂或其他脱模剂。
⑵ 将配制好的混凝土拌合物装模成型，对于坍落度不大于70mm的混凝土拌合物，可采用振动台振实。将拌合物一次装入试模，并略高出试模上口，然后将试模放在振动台上并加以固定，开动振动台至混凝土表面出浆为止，刮除多余的混凝土，并用抹刀抹平。
⑶ 采用标准养护的试件，成型后应立即用不透水的薄膜覆盖，以防止水分蒸发，并应在室温为(20±5)℃情况下静置一至二昼夜，然后编号、拆模。
拆模后的试件，应立即放在标准养护室的养护架上，彼此间隔(10～20)mm，并应避免用水直接淋刷试件。当无标准养护室时，也可将试件放在温度为(20±2)℃的不流动水中养护，水的PH值应不小于7。
⑷ 从养护室中取出养护到期的试件，随即擦干并测量尺寸(精确到1mm)，以此计算试件的受压面积A(mm2)。
⑸ 将试件安放在试验机的下压板上，试件的承压面应与成型时的顶面垂直，试件的中心应与试验机下压板中心对准。开动试验机，对试件施加均匀而连续的荷载（当混凝土强度等级＜C30时，加荷速度为(0.3～0.5)MPa/s；当强度等级≥C30且＜C60时，加荷速度为(0.5～0.8)MPa/s；当强度等级≥C60时，加荷速度为(0.8～1.0)MPa/s）。当试件接近破坏而开始迅速变形时，应停止调整试验机油门，直至破坏，然后记录破坏荷载P(N)。
⑹ 按下式计算混凝土立方体试件的抗压强度：

取三个试件测值的算术平均值作为该组试件的抗压强度值。三个测值中的最大值或最小值中如有一个与中间值的差值超过中间值的15％，则把最大值及最小值一并舍除，取中间值为该组抗压强度值。如两个测值与中间值的差均超过中间值的15％，则该组试件的试验结果无效。

实验三 沥青性能检测
一、 沥青针入度测定
石油沥青的针入度以标准阵在一定的荷载、时间及温度条件下垂直穿入沥青试样的深度来表示，单位为1/10℃。除非另行规定，标准针，针连杆与附加砝码的总质量为（100±0.05）g,温度为（25±0.1）度，时间为5s。特定试验可采用的其他条件，如表所示。
表1 针入度特定试验条件规定
温度/℃
荷重/N
时间/s
0
2
60
4
2
60
46
0.5
5
注：特定试验报告中要应注明实验条件
1. 试验目的
建筑工程中使用的沥青，在常温下大都是固体或半固体状态，可以通过测定沥青的针入度来表示沥青的粘滞性，并以针入度为其主要技术指标来评定沥青的牌号。
2. 主要仪器设备
⑴ 针入度仪（图11）。针连杆质量为（47.5±0.05）g，针和针连杆的总质量为（50±0.05）g

图11
⑵ 标准针。标准针应由硬化回火的不锈钢制造，针应装在一个黄铜或不锈钢的金属箍中，针露在外面的长度应在40~50 mm，金属箍的直径为（3.20±0.05）mm，长度为（38±1）mm，针应牢固的装在箍里，针尖及针的任何其余部分均不得偏离箍轴1mm以上，针箍及其附件总质量为（2.50±0.05）g，每个箍针上打印单独的标志号码。
⑶ 试样皿。金属或玻璃的圆柱形平底皿，尺寸如表1所示。
表1 金属或玻璃的圆柱形平地皿尺寸要求
针入度
直径/mm
深度/mm
针入度<200时
35
35
针入度200~350时
55
70
针入度350~500时
50
60
⑷ 恒温水浴。容量不小于10L，能保持温度在试验温度的±0.1℃范围内。
⑸ 温度计。液体玻璃温度计，刻度范围0~50℃，分度值为0.1℃ 。
⑹ 平地玻璃皿。容量不小于350mL，深度要浸过最大的样品皿。内设一个不锈钢三角支架，以保证试样皿稳定。
3. 实验准备
⑴ 加热样品时不断搅拌以防局部过热，直到样品能够流动。焦油沥青的加热温度不超过软化点60℃，石油沥青不超过软化点90℃。泡。
⑵ 将试样倒入预先选好的两个试样皿中，试样深度应大于预计穿入深度的10mm。
⑶ 松松的盖住试样皿以防灰尘落入，在15~30℃的室温下冷却，然后将针插入针连杆中固定，按实验条件放好砝码。然后将两个试样皿和平地玻璃皿一起放入恒温水浴中，水面应没过试样表面10mm以上。在规定的试验温度下冷却，小试样恒温1~1.5h，大试样皿恒温1.5~2h。
4. 试验步骤
⑴ 调节针入度仪使之水平，检查针连杆和导轨，以确认无水和其他外来物，无明显摩擦。用三聚乙烯或其他溶剂将标准针擦干净，再用干净的布擦干，然后将针连杆固定，按试验条件放好砝码。
⑵ 将已恒温到试验温度的试样皿和平底玻璃皿取出，放置在针入度仪的平台上。慢慢放下针连杆，是针尖刚刚接触到式样的表面，必须时用放置在适合位置的光源的反射来观察。拉下活杆，使其与针连杆顶端相接处，调节针入度仪上的表盘读书指针。
⑶ 手紧压按钮，同时启动秒表，使标准针自由下落穿入沥青试验，到规定时间停止按压，使标准针停止移动。
注：当采用自动针入度仪时，计时与标准针落下贯入试样同时开始，至5s时自动停止。
⑷ 拉下活杆，在使其与针连杆顶端相连接，此时表盘指针的读书即为试样的针入度，准确至0.5（0.1mm），用1/10表示。
⑸ 同一试样至少重复测定3次，每一实验点的距离和试验点与试样皿边缘的距离都不得小于10mm。当针入度超过200时，至少用3根标准针，每次试验用的针留在试样中，直到3次平行试验完成后才能将标准针取出。针入度小于200时可将针取下用合适的溶剂擦净后继续使用。
5. 试验结果
3次测定针入度的平均值，取整数作为实验结果。2次测定的针入度值相差不应大于表1数值。若差值超过表2的数值，可利用第二个样品重复试验。如果结果再次超过允许值，则取消所有的试验结果，重新进行试验。
表2 针入度测定允许最大数值
针入度
0~49
50~149
150~249
250~350
最大差值
2
4
6
8

二、沥青延度测定
本方法适用于测定石油沥青的延度，也适用于测定煤焦油沥青的延度。试验温度一般为（25±0.5）℃。拉伸的速度为（5±0.25）cm/mm。
1. 试验目的
通过对沥青延度的测定，了解沥青塑性大小，即沥青产生变形而不破坏的能力。延度也是评定牌号的技术指标。
2. 主要仪器设备
⑴ 延度仪。将试件持续浸没于水中，能保持规定的试验温度及按照规定拉伸速度（5±0.25）cm/min的速度拉伸试件，无明显振动的仪器均可使用。
⑵ 试件模具。黄铜制，由两个弧形端模和两个侧模组成。如图12所示。图12
⑶ 恒温水浴。容量至少为10L，能保持试验温度变化不大于0.1℃，试件浸入水中深度不得小于100mm，水浴中设置带孔搁架以支撑试件，搁架距水浴容器底部不得小于50mm。
⑷ 温度计。0~50℃，分度值为0.1℃和0.5℃各一支。
⑸ 金属网。筛孔为0.3~0.5mm。
⑹ 隔离剂。以质量计，由两份甘油和一份滑石粉调制而成。
⑺ 支撑板。金属板或玻璃板，一面必须磨光至表面粗糙度为0.63。
3. 实验准备
⑴ 将隔离剂拌和均匀，涂于支撑板表面和铜模的内表面，将模具组装在支承板上。
⑵ 加热样品直到完全变成液体能够流动。石油沥青样品加热至流动温度的时间不超过30min，其加热温度不超过预计沥青软化点110℃；煤焦油沥青样品加热至流动温度的时间不超过30min，其加热温度不超过预计沥青软化点55℃。把融化了的样品过筛，在充分搅拌之后，倒入摸具中，在倒样时使试样呈细流状，自模的一端至另一端往返倒入，使试样略高出模具，将试件在空气中冷却30~40min，然后放在规定温度水浴中保持30min取出，用热的刮刀或铲将高出模具的沥青刮去，使试样与模具齐平。
⑶ 将支撑板、模具和试件一起放入恒温水浴中，并在试验温度下保持85~95min，然后从板上取下试件，拆掉侧模，立即进行拉伸试验。
4. 试验步骤
⑴ 把保温后的试件连同底板移入延度仪的水槽中，然后将盛有试样的试模自玻璃板上取下，将模具两端的孔分别套在实验仪器的柱上，以一定的速度拉伸，指导试件拉伸断裂。拉伸允许误差±5%，测量试件从拉伸到断裂所经过的距离（cm）。试验时，试件距水面和水底的距离不小于25mm，并且要使温度保持在规定温度的±0.5℃的范围内。
⑵ 如果沥青浮于水面或沉入槽底时，则试验不正常，应使用乙醇或氯化钠调整水的密度，使沥青材料既不浮于水面又不沉入槽底。
⑶ 正常的试验应将试样拉成锥形,直至到断裂时实际横断面面积接近于零，如果3次试验得不到正常结果，则报告在该条件下延度无法测定。
5. 试验结果
若3次试件测定值在其平均值的5%内，取平行测定3个结果的平均值作为测定结果。
若3次试件测定值不在其平均值的5%以内。但其中两个较高值在平均值的5%之内，则去掉最低测定值，取两个较高值的平均值作为测定结果，否则重新测定。
三、沥青软化点测定
本方法适用于环球法测定软化点范围在30~157℃的石油沥青、煤焦油沥青或液体石油沥青经蒸馏或乳化沥青破乳蒸发后残留物的试样。对于软化点在30~80℃范围内时用蒸馏水做加热介质，软化点在80~175℃范围内时用甘油做加热介质。
软化点是试样在测定条件下，因受热而下坠25.4mm时的温度，用℃表示。
1. 试验目的
软化点是表示沥青温度稳定性的指标。通过软化点测定，可以知道沥青的黏性和塑性随温度升高而改变的程度。软化点也是评定沥青牌号的技术指标之一。
2. 主要仪器设备
⑴ 试样环。两只黄铜或不锈钢制成的环。
⑵ 支撑板。扁平光滑的黄铜板，其尺寸约为50mm×70mm。
⑶ 钢球。两个直径为9.53mm的钢球，每个质量为（3.50±0.05）g。
⑷ 钢球定位器。用于使钢球定位于试样中央。
⑸ 恒温浴槽。控温的准确度为0.5℃。
⑹ 环支撑架和支架。支撑架用于支撑两个水平位置的环，其安装示意如图13所示。支撑架上环的底部距离下支撑板的上表面为25.4mm，下支撑板的下表面距离浴槽底部为（16±3）mm。
⑺ 温度计应符合GB/T514—2005中沥青软化点专用温度计的规格技术要求，即测温范围在30~180℃，最小分度值为0.5℃的全浸式温度计。合适的温度计应按图示悬于支架上，使得水银球底部与环底部水平，其距离在13mm以内，但不要接触环或支撑架，不允许使用其他温度计代替。

图13
3. 实验准备
⑴ 所有石油沥青试样的准备和测试必须在6h内完成，煤焦油沥青必须在4.5h内完成。加热试样时不断搅拌以防止局部过热，直到样品变的流动，小心搅拌以避免气泡进入样品中。石油沥青样品加热至流动温度的时间不超过2h，其加热温度不超过预计沥青软化点110℃；煤焦油沥青样品加热至流动温度的时间不超过30min，其加热温度不超过煤焦油沥青预计软化点55℃。如果重复试验，不能重新加热样品，应在干净的容器中用新鲜样品制备试样。
⑵ 若估计软化点在120℃以上，应将黄铜环与支撑板预热至80~100℃。然后将黄铜环放到涂有隔离剂的支撑板上，否则会出现沥青试样从黄铜环中完全脱落现象。
⑶ 向每个环中倒入略过量的石油沥青试样，让时间在室温下至少冷却30min。对于在室温下较软的样品，应将试件在低于预计软化点10℃以上的环境中冷却30min。从开始到试样时起至完成实验的时间不得超过24min。
⑷ 当试样冷却后，用稍加热的小刀或刮刀彻底的刮去多余的沥青，使得每一个黄铜环饱满且和环的顶部齐平。
4. 试验步骤
1) 选择加热介质，新沸煮过的蒸馏水适于软化点为30~80℃的沥青，起始加热介质温度应为（5±1）℃。甘油适于软化点为80~157℃的沥青，起始加热介质的温度应为（30±1）℃。为了进行比较，所有软化点低于80℃的沥青应在水浴中测定，而高于80℃的在甘油浴中测定。
2) 把仪器放在通风橱内并配置两个样品环、钢球定位器，并将温度计插入合适的位置，浴槽装满加热介质，并使各仪器处于适当位置。用镊子将钢球置于浴槽底部，使其同支架的其他部位达到相同的起始温度。
3) 如果有必要，将浴槽置于冰水中，或小心加热并维持适当的起始浴温达15min，并使仪器处于适当位置，注意不要沾污浴液。
4) 再次用镊子从浴槽底部将钢球夹住并置于定位器中。
5) 从浴槽底部加热使温度以恒定的速率5℃/min上升。试验期间不能取加热速率的平均值，但在3min后，升温速度应达到（5±0.5）℃/min，若温度上升率超过此限定范围，则此实验失败。
6) 当两个试环的球刚触及下支撑板时，分别记录温度计所显示的温度。无需对温度计的浸没部分进行校正。
5. 试验结果
取两个温度的平均值作为沥青的软化点。如果两个温度的差值超过1℃，则重新试验。

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