公路瀝青材料內(nèi)聚特性檢測(cè)技術(shù)規(guī)程

公路瀝青材料內(nèi)聚特性檢測(cè)技術(shù)規(guī)程范圍本文件規(guī)定了采用測(cè)力延度儀檢測(cè)瀝青材料內(nèi)聚特性的儀器設(shè)備和材料、準(zhǔn)備工作、試驗(yàn)步驟、內(nèi)聚能計(jì)算方法、報(bào)告、允許誤差等要求。本文件適用于公路工程用道路石油瀝青和聚合物改性瀝青。包括原樣瀝青、壓力老化后的瀝青和薄膜加熱試驗(yàn)（或旋轉(zhuǎn)薄膜加熱試驗(yàn)）后的瀝青，以及回收路面瀝青、乳化瀝青或改性乳化瀝青殘留物。規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。JTGE20公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。內(nèi)聚特性cohesionproperties瀝青材料分子間相互作用的特征，以抵抗外力拉伸作用產(chǎn)生的內(nèi)聚力、內(nèi)聚能來(lái)表征。內(nèi)聚力cohesionforce瀝青材料標(biāo)準(zhǔn)試件在規(guī)定溫度和拉伸速度下進(jìn)行拉伸時(shí)所承受的力，單位為牛頓（N）。伸長(zhǎng)變形值elongationdeformationvalue瀝青材料標(biāo)準(zhǔn)試件在規(guī)定溫度和拉伸速度下進(jìn)行拉伸所達(dá)到的長(zhǎng)度，單位為厘米（cm）。內(nèi)聚能cohesionenergy消除瀝青材料分子間作用力所需要的能量。在一定溫度和拉伸速度下拉伸試件直至斷裂（或拉伸至150cm仍未斷裂），以內(nèi)聚力-伸長(zhǎng)變形值曲線與橫坐標(biāo)所形成的封閉區(qū)域面積來(lái)表示，單位為焦耳（J）。注：在平面坐標(biāo)系中以伸長(zhǎng)變形值為橫坐標(biāo)，對(duì)應(yīng)的內(nèi)聚力為縱坐標(biāo)，計(jì)算內(nèi)聚力-伸長(zhǎng)變形值曲線與橫坐標(biāo)形成的封閉區(qū)域面積。符號(hào)下列符號(hào)適用于本文件。l——伸長(zhǎng)變形值；f——內(nèi)聚力；E——內(nèi)聚能；lmax——斷裂時(shí)試件的伸長(zhǎng)變形值fmax——最大內(nèi)聚力一般規(guī)定試驗(yàn)溫度按瀝青類型確定，除特殊要求外，道路石油瀝青試驗(yàn)溫度為10℃，聚合物改性瀝青試驗(yàn)溫度為5℃。試驗(yàn)拉伸速度為5cm/min。儀器設(shè)備和材料測(cè)力延度儀：具有自動(dòng)控溫、控速系統(tǒng)，控溫精度為±0.1℃，拉伸速度控制精度為±0.25cm/min。具備拉力及伸長(zhǎng)變形值的記錄功能，測(cè)力范圍0N～300N，拉力分辨率0.1N，測(cè)量長(zhǎng)度范圍0cm～150cm，伸長(zhǎng)變形值分辨率0.1cm。應(yīng)滿足試件浸沒(méi)于水中，能在規(guī)定試驗(yàn)溫度及拉伸速度條件下拉伸試件，且試驗(yàn)時(shí)應(yīng)無(wú)明顯振動(dòng)。恒溫水槽：容量不少于10L，控溫精度為±0.1℃，水槽中應(yīng)設(shè)有帶孔擱架，擱架距水槽底面不得少于50mm。試件浸入水中深度不小于100mm。烘箱：裝有溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)器，控溫范圍為室溫至200℃，控溫精度為±5.0℃。溫度計(jì)：量程0℃～50℃，分度值0.1℃。試模底板：玻璃板或磨光的銅板、不銹鋼板（表面粗糙度Ra0.2μm）。試模：黃銅材質(zhì)，試模內(nèi)側(cè)表面粗糙度Ra0.2μm，其形狀及尺寸如圖1所示，由兩個(gè)側(cè)模（圖2）和兩個(gè)端模（圖3）組成。圖1試模（尺寸單位：mm）圖2側(cè)模（尺寸單位：mm）圖3端模（尺寸單位：mm）砂浴或其他加熱爐具。隔離劑：甘油滑石粉（甘油與滑石粉的質(zhì)量比2:1）。其他：平刮刀、XX網(wǎng)、酒精、食鹽等。準(zhǔn)備工作瀝青取樣應(yīng)按JTGE20中T0601規(guī)定的瀝青取樣法進(jìn)行取樣。試驗(yàn)室進(jìn)行瀝青取樣時(shí)，應(yīng)采用恒溫烘箱進(jìn)行加熱，道路石油瀝青加熱溫度宜控制在135℃～145℃，改性瀝青加熱溫度宜控制在165℃～175℃，加熱至可充分流動(dòng)，攪拌均勻后進(jìn)行取樣。瀝青試樣冷卻后反復(fù)加熱的次數(shù)不得超過(guò)兩次。標(biāo)準(zhǔn)試件制備將隔離劑拌合均勻，涂于清潔干燥的試模底板和兩個(gè)側(cè)模的內(nèi)側(cè)表面，將端模和側(cè)模緊密拼裝、平整地安裝于試模底板上，并保持水平。按JTGE20中T0602規(guī)定的方法準(zhǔn)備試樣，將裝有試樣的盛樣器帶蓋放入恒溫烘箱中加熱至7.1.2規(guī)定的溫度，使瀝青樣品呈均勻流動(dòng)、粘稠液體狀后灌模。樣品為乳化瀝青或改性乳化瀝青殘留物時(shí)按JTGE20中T0651規(guī)定的方法獲得殘留物樣品，在蒸發(fā)試樣容器中攪拌其殘留物，然后直接注入試模中灌模。灌模時(shí)將預(yù)熱好的試樣自試模的一端至另一端往返數(shù)次緩緩注入模中，最后略高出試模。灌模時(shí)不得使氣泡混入。試件在室溫中冷卻不少于1.5h，然后用熱刮刀刮除高出試模的瀝青，使瀝青面與試模齊平，刮除時(shí)刮刀應(yīng)自試模中段分別刮向兩端，且保證刮后的表面平滑。保溫將制備好的試件連同試模和底板一起放入規(guī)定試驗(yàn)溫度的恒溫水槽中保溫不少于1.5h。試驗(yàn)溫度按5.1條確定。試驗(yàn)步驟將測(cè)力延度儀的水槽注水，水面距試件表面應(yīng)不小于25mm，開啟保溫使水溫達(dá)到并保持在試驗(yàn)溫度±0.1℃。設(shè)置并檢查確認(rèn)拉伸速度為5cm/min±0.25cm/min，然后移動(dòng)滑板使其指針正對(duì)標(biāo)尺的零點(diǎn)。將保溫后的試件連同試模和底板一起移入測(cè)力延度儀的水槽中，將試模自底板上取下，兩端?？追謩e套在滑板及槽端固定板的金屬柱上，再取下側(cè)模，避免試件彎曲。啟動(dòng)測(cè)力延度儀，觀察試件延伸情況，當(dāng)發(fā)現(xiàn)瀝青細(xì)絲浮于水面或沉入槽底時(shí)，應(yīng)在水中加入酒精或食鹽，調(diào)整水的密度至與試件相近后，重新試驗(yàn)。試驗(yàn)過(guò)程中水溫應(yīng)保持在規(guī)定的試驗(yàn)溫度范圍內(nèi)，儀器不應(yīng)有振動(dòng)，關(guān)閉水循環(huán)，水面不應(yīng)有晃動(dòng)。試件拉斷時(shí)或當(dāng)伸長(zhǎng)變形值達(dá)到150cm仍未拉斷時(shí)，終止試驗(yàn)，按每0.1cm伸長(zhǎng)變形量輸出并記錄試驗(yàn)過(guò)程中試件的伸長(zhǎng)變形值l和內(nèi)聚力f。內(nèi)聚能計(jì)算方法在平面坐標(biāo)系中以伸長(zhǎng)變形值l為橫坐標(biāo)，內(nèi)聚力f為縱坐標(biāo)，繪制內(nèi)聚力與伸長(zhǎng)變形值的關(guān)系曲線，計(jì)算內(nèi)聚力-伸長(zhǎng)變形值曲線與橫坐標(biāo)形成的封閉區(qū)域面積為瀝青材料的內(nèi)聚能E，如圖4所示。a.道路石油瀝青b.聚合物改性瀝青圖4內(nèi)聚力、伸長(zhǎng)變形值、內(nèi)聚能關(guān)系示意圖根據(jù)內(nèi)聚力和伸長(zhǎng)變形值的測(cè)試數(shù)據(jù)，按公式（1）計(jì)算內(nèi)聚能，宜使用數(shù)據(jù)處理軟件或計(jì)算機(jī)工作表進(jìn)行計(jì)算。E=0lmax式中：E——內(nèi)聚能，單位為焦耳（J）；dl、?l——試件沿橫坐標(biāo)方向伸長(zhǎng)變形值的單位變化量，f（l）——單位伸長(zhǎng)變形值變化量對(duì)應(yīng)的平均作用力，單位為牛頓（N）；fi——第i報(bào)告同一樣品平行試驗(yàn)不少于3個(gè)試件，當(dāng)平行試驗(yàn)的最大伸長(zhǎng)變形值、最大內(nèi)聚力測(cè)定值均符合重復(fù)性試驗(yàn)允許誤差要求時(shí)，計(jì)算各平行試驗(yàn)的內(nèi)聚能，若3個(gè)試件的內(nèi)聚能計(jì)算值符合重復(fù)性試驗(yàn)允許誤差要求時(shí)，取其平均值作為試驗(yàn)結(jié)果。如不符合要求，應(yīng)重新進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括瀝青類型、試驗(yàn)溫度、拉伸速度、最大伸長(zhǎng)變形值lmax、最大內(nèi)聚力f試驗(yàn)結(jié)果宜參照附錄A記錄。允許誤差伸長(zhǎng)變形值lmax的重復(fù)性試驗(yàn)允許誤差為平均值的20%，再現(xiàn)性試驗(yàn)允許誤差為平均值的30%。最大內(nèi)聚力fmax的重復(fù)性試驗(yàn)允許誤差為平均值的15%，再現(xiàn)性試驗(yàn)允許誤差為平均值的20內(nèi)聚能E的重復(fù)性試驗(yàn)允許誤差為平均值的15%，再現(xiàn)性試驗(yàn)允許誤差為平均值的30%。附錄A（資料性）檢測(cè)記錄表樣式表A.1瀝青材料內(nèi)聚特性檢測(cè)記錄表工程名稱樣品名稱工程部位/用途樣品型號(hào)檢測(cè)日期樣品數(shù)量檢測(cè)儀器樣品狀態(tài)檢測(cè)項(xiàng)目送樣日期檢測(cè)依據(jù)檢測(cè)環(huán)境樣品編號(hào)試驗(yàn)溫度（℃）拉伸速度（cm