道路實驗與檢測技術之瀝青材料試驗

瀝青材料試驗

大連理工大學土木水利實驗教學中心道路工程實驗室《道路實驗與檢測技術》教學實驗一、實驗目的1.通過瀝青三大指標實驗，熟知瀝青的條件溫度、條件粘度及瀝青材料的感溫性。2.掌握瀝青三大指標的測定方法和瀝青標號的劃分。3.熟悉瀝青材料的主要技術性質(zhì)和技術標準。二、標準依據(jù)“重交通量道路石油瀝青的技術要求”中8個指標歸類：第一類為瀝青的路用性能（針入度、延度、軟化點、薄膜烘箱、密度）第二類為瀝青成分的控制指標（溶解度、含蠟量）第三類為瀝青的工藝性質(zhì)（閃點）石油瀝青的技術標準

蠟對瀝青性能的影響，現(xiàn)有研究認為：瀝青中蠟的存在，在高溫時會使瀝青容易發(fā)軟，導致瀝青高溫穩(wěn)定性降低，出現(xiàn)車轍或流淌；相反，在低溫時會使瀝青變得脆硬，導致低溫抗裂性降低；此外，蠟會使瀝青與石料粘附性降低，在有水的條件下，會使路面石子產(chǎn)生剝落現(xiàn)象，造成路面破壞；更嚴重的是，含蠟瀝青會使瀝青路面的抗滑性降低，影響路面的行車安全。

對于瀝青含蠟量的限制，由于世界各國測定方法不同，所以限制值也不一致，其范圍為2%～4%。我國標準規(guī)定,重交通量道路石油瀝青的

含蠟量（蒸餾法）不大于3%

含蠟量（蒸餾法）不大于3%。

瀝青的含蠟量石油瀝青的評價方法1.瀝青的分級指標---用針入度和60度粘度測定法2.瀝青的高溫穩(wěn)定性指標---軟化點和60度粘度測定3.瀝青的低溫抗裂性指標---用脆點和延度測定4.瀝青的抗老化性能指標---用旋轉薄膜烘箱測定5.瀝青的綜合指標---用蠟含量,密度,溶解度,針入度指數(shù)測定三、實驗內(nèi)容1.針入度實驗2.延度實驗3.軟化點實驗評價粘稠石油瀝青路用性能最常用的經(jīng)驗指標為：針入度、延度、軟化點，通稱“瀝青三大指標”。瀝青三大指標針入度——粘滯性（確定瀝青標號）延度——塑性（低溫抗裂性）軟化點——感溫性（高溫穩(wěn)定性）瀝青三大指標（續(xù)）針入度是在規(guī)定溫度下測定瀝青的條件粘度軟化點是瀝青達到規(guī)定條件粘度時的溫度延度與瀝青的流變特性、膠體結構和化學組分等有密切的關系瀝青試樣準備①恒溫烘箱中（烘箱溫度80℃左右）加熱至瀝青全部熔化。②盛樣器皿在有石棉墊的爐具上緩慢加熱。目的：脫水（即無泡沫）注：加熱時間不超過30min瀝青溫度不超過100℃③瀝青通過0.6mm的濾篩，目的：過濾（去雜質(zhì)）注：盛樣器皿要干凈,干燥數(shù)量要滿足一批試驗項目所需的量并有富余。④瀝青一次灌入各項試驗的模具中。注：反復加熱的次數(shù)不得超過兩次；灌模剩余的瀝青不得重復使用。（一）針入度實驗針入度試驗

(Penetrationtest)該法是瀝青材料在規(guī)定溫度條件下，以規(guī)定質(zhì)量的標準針經(jīng)過規(guī)定時間貫入瀝青試樣的深度（以1/10為單位計）。針入度試驗常用條件為5℃、15℃、25℃和35℃等，但標準針質(zhì)量和貫入時間均為100g和5s.針入度值愈大，表示瀝青愈軟（稠度愈小）。實質(zhì)上，針入度是測定瀝青稠度的一種指標。通常稠度高的瀝青，其粘度亦高。針入度試驗（續(xù)）

(Penetrationtest)

實驗條件以：PT、m、t表示。其中P為針入度，T為試驗溫度，m為標準針（包括連桿及砝碼）的質(zhì)量，t為貫入時間。我國現(xiàn)行試驗法(JTJ052T0604-93)規(guī)定：常用的試驗條件為：P

25℃、100g、5s針入度試驗方法①針入度儀：標準針的連桿無明顯摩擦垂直運動精度準確至0.1mm②標準針：不銹鋼制成，硬度為54～60針的表面粗糙度為0.2～0.3μm針與柄的總質(zhì)量為2.5±0.05g③盛樣皿：試樣皿內(nèi)徑55±1mm,內(nèi)部深度35±1mm（針入度<200時用）

內(nèi)徑70±1mm,內(nèi)部深度45±1mm（大試樣皿，針入度在200～350時用）針入度試驗方法④樣品準備：在15～30℃空氣中冷卻小試樣皿1.0～1.5h大試樣皿1.5～2.0h在規(guī)定試驗溫度±0.1℃的恒溫水浴中恒溫小試樣皿1.5～2h 大試樣皿2～2.5h⑤開始試驗：試驗溫度25℃±0.1℃求5秒內(nèi)貫入試樣深度，即針入度值（1/10mm）

注：同一試樣平行試驗至少3次，各測點間距離不應小于10mm，每一次測定針必須干凈。試驗結果必須在允許偏差范圍內(nèi)，否則試驗重做。（二）延度實驗延度試驗

（Ductility）該法是將瀝青試樣制成8字形標準試件（最小斷面1cm2），在規(guī)定拉伸速度和規(guī)定溫度下拉斷時的長度（以cm計）稱為延度。

瀝青的延性是瀝青受到外力的拉伸作用時，所能承受的塑性變形的總能力。通常是用延度作為條件延性指標來表征延度試驗（續(xù)）

（Ductility）

瀝青的延度是采用延度儀來測定。

瀝青延度的試驗溫度與拉伸速率可根據(jù)要求采用，通常采用的試驗溫度為25℃、15℃、10℃或5℃；拉伸速度為5±0.25cm/min。

當?shù)蜏夭捎?±0.05cm/min拉伸速度時，應在報告中注名。延度試攤驗（續(xù)）（Du揉ct械il丙it答y）我國鴿現(xiàn)行磚規(guī)范冰規(guī)定施：對中、輕交通贏量道組路石富油瀝蹈青，試驗語溫度T=2湊5℃，拉伸速嫁度v=見5±票0.導25石cm左/m皆in下的撿延度扶；對重交通量考道路石付油瀝青醒，試驗居溫度T=看15欲℃，拉伸速武度v=鍛5±邪0.慮25藍cm描/m呢in下的延把度。延度試驗方返法①延繳度儀午：試礦件浸周沒于帽水中挽，試膊驗過棒程中喜無明妨顯振險動。保持規(guī)政定的試塞驗溫度尖（25℃，15鏈℃，10美℃，5℃）規(guī)定紙的拉饅伸速潛度5cm靜/mi嬌n，使試習件拉足遍。②試模愛：八字講模，由似黃銅制揚成由兩個挑端模和租兩個側野模所組述成金屬板岡，由黃紹銅或不首銹鋼制棕成，表覽面粗糙朱度0.竄2μ偉m③樣品加準備此：甘常油滑室石粉明拌和貫的隔秀離劑域涂在尼金屬胡板和魚銅模很的內(nèi)稅側面八字模僻在金屬惡板上組跳裝好瀝青喂樣品屬從模勤的一輛端至挨另一拳端往新返注辮入試樣略鼻高出模弓具注：梨兩個唯端模顫不涂碎隔離鉤劑提（為椅何？膛）延度試驗方曲法③樣品陰準備：那試件在15～30閑℃空氣中無冷卻30～40晃mi陜n在試驗擦溫度的淘水浴中猴保持30m絨in用熱刀析刮平（丑瀝青面威與模面?zhèn)€齊平）子，自模瘦的中地間刮船向兩跟邊試樣吧連同農(nóng)金屬摧板再構浸入臭水浴玻中1～1.5窯h④開始有試驗攝：確文定延輕度儀腦的拉謝伸速屬度，造試驗旬溫度±0.改5℃試件報從金蜻屬板夾上取替下，漂模具丟兩端皺套在掉滑板陰及槽勾端上物，去掉餅側模水面足距試汁件表棕面不級小于25m氏m求試縱件拉伙斷時碼指針書所指隊標尺傭上的什讀數(shù)鹽，即修為試董樣的技延度硬（cm）注：試率驗數(shù)據(jù)飛整理見意（P30辭5）8，9，10條。（三妖）軟化瞞點實驗軟化點蜓試驗沸（Sof斃ten獅ing先po則int）該法是瀝青蜂試樣彼注于闖內(nèi)徑梯為18.絞9mm的銅慣環(huán)中歐，環(huán)上寸置一朱重3.5秋g的鋼享球，在規(guī)走定的烘加熱佛速度破（5℃碑/m憑in）下進錘行加熱涼，瀝青試王樣逐漸軍軟化，夸直至在紅鋼球荷莫重作用償下，使瀝青上產(chǎn)生25舞.4秤mm撓度時問的溫度漂，稱為蠢軟化點漆。軟化點填試驗（續(xù)）（Sof伙ten滿ing傘po億int）根據(jù)已隊有研究置認為：瀝青在帽軟化點隙時的粘巴度約為120填0Pa訴·s。或相對嗽于針入營度值800（1/1插0mm）。據(jù)此，雖可以認杏為：軟化點夸是一種俊人為的票“等粘綢溫度”。故軟外化點橋既是統(tǒng)反映腹瀝青估材料集熱穩(wěn)衣定性堪的一戀個指乖標，也是旦瀝青后粘度遍的一接種量誤度。軟化混點試驗遇方法①環(huán)與娘球軟化饞點儀：我雙環(huán)結膏構，由柳鋼球，統(tǒng)試樣環(huán)洗，定位番環(huán)，試驗戲架，差燒杯癥組成鋼球亡→直頑徑9.白53稈mm，質(zhì)宋量3.5防±0.慌05g，由鋼莊制成試樣環(huán)庭→內(nèi)徑19賭.8竭mm（上療內(nèi)徑訴），15.欄9mm（下內(nèi)訪徑）定位環(huán)攏→使鋼陡球定位煩于試樣榆環(huán)中央試驗架滔→由兩廣個連接揮桿，三光層平行繩金屬板殿組成中層板遇與下層帽板之間閱的距離為25悼.4梁mm燒杯砌→容矛積為800～10水00猴ml，直徑則不小于86渡mm高度搬不小絮于120妖mm，無普嘴高功型燒綢杯②樣品匹準備：梳試樣環(huán)劑放在涂學有隔離虜劑的金繡屬板上符或玻璃利板上試樣獨注入價試樣司環(huán)內(nèi)淹，略顛高出盲環(huán)面試樣旱在15～30℃空氣中培冷卻30聲mi遮n用熱刀側刮平（含瀝青面需與環(huán)面脆齊平）恒溫紋水浴5±造0.割5℃，保節(jié)持15匹mi哲n軟化憲點試驗謎方法③開始這試驗：璃燒杯內(nèi)5℃的蒸餾爐水，放置試傾樣環(huán)，降套上鋼妹球定位畫環(huán)，整牢個環(huán)架站放入燒黨杯內(nèi)，調(diào)整豪水面務（水佛面至縫液面儀指示脹線）環(huán)架荒上任痛何部職分均尊不得震有氣味泡垂直插葉入溫度運計，至賢試樣環(huán)荷下面齊尾平求水溫墊以5±壩0.棍5℃她/m疲in速度上至升，試敞樣受熱愁軟化下填墜至與下層踩底板表燈面接觸帆時的溫汪度，即仗為試樣許的軟化糠點(℃)注：取要平行測蜓定兩個且結果的借算術平蠻均值為遵測定結拼果瀝青三棍大指標（試鳥驗準餡備時旦間)針入度空中筆冷卻1--門-1.閣5小時恒溫聞水浴1.悉5-圈--遲2小時軟化點空