瀝青及瀝青混合料檢測(cè)技術(shù)

1、瀝青及瀝青混合料檢測(cè)技術(shù)試驗(yàn)工程師及試驗(yàn)員考試內(nèi)部培訓(xùn)講義嘉興市交通工程質(zhì)量監(jiān)督站瀝青材料種類 按常溫下的稠度劃分1、固體瀝青2、粘稠瀝青3、液體瀝青 按常用類型劃分1、道路石油瀝青2、乳化瀝青3、液體石油瀝青4、煤瀝青5、改性瀝青6、改性乳化瀝青瀝青化學(xué)組分瀝青質(zhì) 約占5%25%膠 質(zhì)芳香分 約占20%50%飽和分 約占5%20%國產(chǎn)瀝青的一般特點(diǎn)含蠟量較高相對(duì)密度一般偏小 18% OGFC3%4% SMA瀝青混合料結(jié)構(gòu)類型1、懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu) 密實(shí)、空隙率低、水穩(wěn)性好，抗裂、耐久、但易車轍2、骨架密實(shí)結(jié)構(gòu) 密實(shí)、空隙率低、水穩(wěn)性好，抗車轍3、骨架空隙結(jié)構(gòu) 空隙率大、水穩(wěn)性差、易老化、耐久性差、

2、抗車轍瀝青混合料路用性能高溫穩(wěn)定性（車轍）定義：指在高溫條件下，瀝青混合料能夠抵抗車輛反復(fù)作用，不會(huì)產(chǎn)生顯著永久變形，保證瀝青路面平整的特性。車轍試驗(yàn)：用來模擬車輛輪胎在路面上行駛所形成的車轍深度的多少，是對(duì)瀝青混合料高溫穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)的一種試驗(yàn)方法。試驗(yàn)方法：在規(guī)定的試驗(yàn)條件下（通常是60）和輪壓條件下（通常為0.7MPa),沿試件表面同一軌跡反復(fù)碾壓行走，測(cè)定試件表面在試驗(yàn)過程中形成的車轍深度。以每產(chǎn)生1mm車轍變形所需要的碾壓次數(shù)（稱為動(dòng)穩(wěn)定度）作為評(píng)價(jià)瀝青混合料抗車轍能力大小的指標(biāo)。計(jì)算公式：DS=(t1-t2)*N/(d2-d1)*C1*C2 其中：N=42次/min,C1(試驗(yàn)機(jī)類

3、型修正）=1,C2（試件系數(shù)）=1。瀝青混合料路用性能高溫穩(wěn)定性（馬歇爾試驗(yàn)）定義：該試驗(yàn)用來測(cè)定瀝青混合料試樣在一定條件下承受破壞荷載能力的大小和承載時(shí)變形量的多少。試驗(yàn)方法區(qū)別：見下表區(qū)別試驗(yàn)名稱試驗(yàn)條件計(jì)算公式常規(guī)馬歇爾試驗(yàn)水溫：60養(yǎng)護(hù)時(shí)間：3045min馬歇爾模數(shù)T=MS/FL浸水馬歇爾試驗(yàn)水溫：60養(yǎng)護(hù)時(shí)間：48h殘留穩(wěn)定度MS0=MS1/MS*100真空飽水馬歇爾真空度：98.3kPa養(yǎng)護(hù)時(shí)間：15min水溫：60養(yǎng)護(hù)時(shí)間：48h殘留穩(wěn)定度MS0=MS2/MS*100馬歇爾試驗(yàn)操作流程（續(xù)）成型馬歇爾試件脫模、測(cè)試物理指標(biāo)恒溫養(yǎng)生試驗(yàn)，記錄穩(wěn)定度、流值混合料加熱溫度145165

4、，擊實(shí)溫度135155 試件高度63.51.3mm、密度、空隙率、飽和度、瀝青體積百分率60 ，3045min試驗(yàn)結(jié)果的評(píng)定：精確度：穩(wěn)定度(0.01KN),流值(0.1mm)數(shù)據(jù)結(jié)果確定：當(dāng)一組測(cè)定值某個(gè)測(cè)定值與平均值之差大于標(biāo)準(zhǔn)差的k倍時(shí)，該測(cè)定值應(yīng)舍棄，并以其余測(cè)定值的平均值作為試驗(yàn)結(jié)果。當(dāng)試件的數(shù)目為3、4、5、6個(gè)時(shí)，k值分別為1.15,1.46,1.67,1.82。瀝青混合料耐久性指標(biāo)1、空隙率：指壓實(shí)狀態(tài)下瀝青混合料內(nèi)礦料與瀝青體積之外的空隙（不包括礦料本身或表面已被瀝青封閉的空隙）的體積占試件總體積的百分率。2、飽和度：指壓實(shí)狀態(tài)下瀝青混合料試件中瀝青實(shí)體體積占礦料骨架實(shí)體以外

5、的空間體積的百分率。3、殘留穩(wěn)定度：指壓實(shí)狀態(tài)下瀝青混合料試件在同一溫度（60），不同養(yǎng)護(hù)時(shí)間（3045min、48h)的馬歇爾穩(wěn)定度比。瀝青混合料的技術(shù)指標(biāo)JTJ 032-94JTG F40-2004穩(wěn)定度:穩(wěn)定度流值流值空隙率空隙率間隙率間隙率飽和度飽和度殘留穩(wěn)定度動(dòng)穩(wěn)定度殘留穩(wěn)定度殘留強(qiáng)度比低溫彎曲破壞應(yīng)變滲水系數(shù)空隙率大小對(duì)混合料質(zhì)量的影響 空隙率的大小取決于礦料的級(jí)配，瀝青用量及壓實(shí)程度。 主觀上希望瀝青混合料的空隙率越小越好，但必須留有一定的空隙，以備在高溫季節(jié)瀝青材料的膨脹變形。 空隙率較大，瀝青與自然環(huán)境的接觸面積和機(jī)會(huì)就會(huì)增大，加速瀝青的老化，影響瀝青路面的使用壽命；同時(shí)，空

6、隙率較大，路表水就會(huì)滲漏進(jìn)路面基層，導(dǎo)致基層的破壞，失去承載力，面層也相應(yīng)破壞。馬歇爾試件制作流程（標(biāo)準(zhǔn)試件，普通瀝青混凝土）將混合料和試模加熱到試驗(yàn)溫度稱取1200克左右的瀝青混合料裝模雙面擊實(shí)75次后，靜置，待試件完全冷卻，脫模如果試件高度不滿足要求，應(yīng)按下面公式計(jì)算應(yīng)取的混合料質(zhì)量1200/實(shí)測(cè)高度X63.5混合料加熱溫度145165 ，擊實(shí)溫度135155 成型馬歇爾試件溫度控制要求（）施工工序石油瀝青標(biāo)號(hào)50號(hào)70號(hào)90號(hào)110號(hào)130號(hào)瀝青加熱溫度160170 155165 150160 145155 140150礦料加熱溫度比瀝青加熱溫度高出1030（填料不加熱）瀝青混合料拌和溫

7、度150170 145165 140160 135155 130150試件擊實(shí)成型溫度140160135155130150125145 120140確定標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試件拌和物用量的計(jì)算方法材料組成計(jì)算：1、假定試件質(zhì)量為1200g左右2、以各種材料的配比百分率X 1200g得到每一試件所需各材料的質(zhì)量。3、擊實(shí)高度滿足要求（63.51.3mm)4、高度不標(biāo)準(zhǔn)時(shí)的換算：所需的混合料質(zhì)量1200實(shí)測(cè)高度X63.5瀝青含量的表示方法 瀝青用量 混合料中瀝青的質(zhì)量 / 混合料的質(zhì)量X100 油石比 混合料中瀝青的質(zhì)量 / 混合料中集料的質(zhì)量X100 兩者換算關(guān)系 瀝青用量=油石比 / (100+油石比)

8、 油石比=瀝青用量 / (100-瀝青用量)瀝青混合料的密度1、理論最大密度：假設(shè)瀝青混合料被壓實(shí)至完全密實(shí)，沒有空隙的理想狀態(tài)下的最大密度。2、表觀密度：是指在規(guī)定條件下，瀝青混合料試件的單位表觀體積（瀝青混合料實(shí)體體積與不吸水的內(nèi)部閉口孔隙體積之和）的干質(zhì)量。3、毛體積密度：是指在規(guī)定條件下，瀝青混合料試件的單位毛體積（瀝青混合料實(shí)體體積，不吸水的閉口孔隙、能吸水分的開口孔隙體積之和）的干質(zhì)量。馬歇爾試件的密度測(cè)定方法(1) 表干法： 吸水率2% 水中重法 幾乎不吸水的密級(jí)配混凝土 蠟封法 2% 體積法 空隙率較大的透水性開級(jí)配馬歇爾試件的密度測(cè)定方法(2)稱取試件的空氣中質(zhì)量m1將試件置

9、于浸水天平的水槽中，待數(shù)據(jù)穩(wěn)定時(shí)讀取水中質(zhì)量m2取出試件，用濕毛巾擦干表面水，稱取試件表干質(zhì)量m3計(jì)算公式：表觀相對(duì)密度m1/(m1-m2)毛體積相對(duì)密度m1/(m3-m2)瀝青混合料理論最大密度（真空法）試驗(yàn)流程(3)稱取容器的水中質(zhì)量m1(25)稱取滿足規(guī)定要求的試樣質(zhì)量m2，加入容器內(nèi)將容器安裝在真空裝置上抽真空（97.3KPa)維持152min振蕩至沒有氣泡出現(xiàn)時(shí)至稱取試樣和容器的合計(jì)水中重m325計(jì)算公式r m2/(m2-(m3-m1)瀝青與礦料的粘附性（水煮法與水浸法）水煮法1、取13.219mm的碎石5顆洗凈，烘干，冷卻，用細(xì)線系牢。2、將瀝青加熱130150，將碎石浸入45s后

10、取出。3、室溫冷卻15min。4、將裹附瀝青的碎石浸入微沸的水中3min后取出。5、由兩名有經(jīng)驗(yàn)人員觀察碎石表面的瀝青裹附情況，評(píng)價(jià)。水浸法1、取13.29.5mm的碎石100g。放入盤中，烘箱中加熱（瀝青拌和溫度以上5）1h。2、稱取5.5g瀝青在同一烘箱中加熱15min。3、將2種試樣取出拌和11.5min至瀝青裹附均勻，立即取出20顆移至玻璃板上，冷卻1h。4、將集料連同玻璃板一起置于80恒溫水槽中30min，撈去浮在水面的瀝青。5、取出集料連同玻璃板，置于冷水中。6、由兩名有經(jīng)驗(yàn)人員觀察碎石表面的瀝青裹附情況，評(píng)價(jià)。瀝青與礦料黏附性的評(píng)價(jià)瀝青膜的剝落情況 黏附性等級(jí) 瀝青膜完全保存，剝

11、落面積接近于05瀝青膜少部為水所動(dòng)，厚度不均勻，剝落面積少于10%4瀝青膜明顯為水所動(dòng)，厚度不均勻，剝落面積少于30%3瀝青膜大部為水所動(dòng)，局部保留，剝落面積大于30%2瀝青膜完全為水所動(dòng)，石料基本裸露，瀝青全部浮于水面1常用瀝青含量的檢測(cè)方法 射線法：先對(duì)瀝青含量測(cè)定儀進(jìn)行標(biāo)定，如，預(yù)估需要檢測(cè)的瀝青用量為5.0%,先標(biāo)定4.5%、5.0%、5.5%（實(shí)際拌制）的瀝青含量參數(shù)，再檢測(cè)要檢測(cè)的混合料的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)應(yīng)標(biāo)定的參數(shù)表對(duì)應(yīng)的瀝青含量。（僅適應(yīng)粘稠石油瀝青）（雷同與砼的含氣量標(biāo)定） 離心分離法（常用）：用三氯乙烯稀釋瀝青，再用高速旋轉(zhuǎn)將溶解的溶液甩出，剩余即為集料部分。（僅適應(yīng)粘稠石油瀝

12、青） 回流式抽提儀法：原理概同離心分離法，區(qū)別在于不是甩出瀝青溶液，而是用濾紙過濾。（不適應(yīng)煤瀝青，煤瀝青中游離炭的含量存在） 脂肪抽提儀法：原理同回流式抽提儀法。常用瀝青含量的檢測(cè)方法（離心分離法）1、稱取10001500g瀝青混合料m1，冷卻至100以下，裝入燒杯中，加入三氯乙烯，浸沒30min，用金屬棒適當(dāng)攪動(dòng)，使瀝青溶解。2、將混合物全部倒入離心分離器中。蓋緊上蓋，中間夾一張干燥已知質(zhì)量的濾紙。3、開動(dòng)離心機(jī)，轉(zhuǎn)速3000轉(zhuǎn)/min,用另外一燒杯接受流出的液體。待流出停止后停機(jī)。4、從上蓋加入新的三氯乙烯，重復(fù)上述3步。待流出的液體為清澈的淡黃色至。5、取出環(huán)型濾紙m2和離心機(jī)內(nèi)的礦料

13、m3，烘干。稱重。6、用壓力過濾器過濾回收液體中的瀝青溶液，殘留在濾紙上的即為泄漏在溶液中的礦粉。7、計(jì)算公式：瀝青含量（m1m2m3）/m1*100瀝青用礦料的技術(shù)指標(biāo)（1）材料名稱指標(biāo) 粗集料細(xì)集料礦粉壓碎值洛杉機(jī)磨耗值表觀相對(duì)密度篩分級(jí)配吸水率堅(jiān)固性針片狀0.075含量軟石含量磨光值粘附性砂當(dāng)量棱角性親水系數(shù)塑性指數(shù)安定性瀝青用礦料的技術(shù)指標(biāo)（2）一、粗集料與瀝青的粘附性粗集料與瀝青的粘附性1、影響粘附性因素：集料性質(zhì)（酸、堿性），表面粗糙度；瀝青中類似瀝青酸的活性物質(zhì)的含量。2、改善粘附性方法：采用微顯堿性的石礦材料，如石灰?guī)r礦；摻入少量的抗剝落劑（摻量一般不大于瀝青質(zhì)量的0.5%.二

14、、礦粉在瀝青砼中的應(yīng)用意義礦粉在瀝青砼中的應(yīng)用意義1、填充空隙，減小空隙率2、礦粉與瀝青交互作用，形成類似與水泥漿的瀝青膠結(jié)材料，將集料膠結(jié)在一起。3、礦粉與瀝青交互作用，瀝青裹附在礦粉表面，從分子理論上解釋，相當(dāng)于增大了瀝青的表面積。4、礦粉與瀝青交互作用，有研究表明，當(dāng)裹附在礦粉分子表面的瀝青達(dá)到一定的厚度，瀝青的粘聚力最大。5、宜選擇顯微堿性的礦粉，可以和瀝青良好地反應(yīng)結(jié)合（如，石灰?guī)r加工的礦粉）。礦料級(jí)配的設(shè)計(jì)（1） 瀝青砼配比的礦料組成常有粗集料、細(xì)集料、填料，外加瀝青。有的還包括外加劑。 礦料級(jí)配的設(shè)計(jì)先對(duì)各級(jí)礦料篩分（水洗法），采用表格計(jì)算法、圖解法或采用更先進(jìn)的電算試配法，將合

15、成級(jí)配曲線滿足規(guī)范或設(shè)計(jì)級(jí)配范圍要求。 JTG F40-2004中規(guī)定瀝青砼配合比設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)13種級(jí)配配比，其中一條偏上限（混合料較細(xì)，如C線）、一條靠近中值（如B線）、另一條偏下限（混合料較粗，如A線）。（見下圖） 瀝青用量的確定：JTJ032-94中對(duì)每種瀝青砼有一規(guī)定的瀝青用量范圍，新標(biāo)準(zhǔn)中省略，采用經(jīng)驗(yàn)中的預(yù)估值為中值，0.3或0.5拌和5組瀝青混合料，綜合各項(xiàng)瀝青砼的技術(shù)指標(biāo)確定最佳瀝青用量（見下面最佳瀝青用量的確定）礦料級(jí)配的設(shè)計(jì)（2）瀝青配合比的3階段設(shè)計(jì) 目標(biāo)配合比設(shè)計(jì) 生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì) 生產(chǎn)配合比驗(yàn)證1、檢驗(yàn)原材料的技術(shù)性質(zhì)2、確定冷料的比例3、確定最佳瀝青用量1、確定熱料倉的摻比2、確定最佳瀝青用量1、驗(yàn)證礦料級(jí)配2、驗(yàn)證各項(xiàng)指標(biāo)是否合格3、驗(yàn)證瀝青用量4、試拌、試鋪，確