2022年瀝青及瀝青混合料實(shí)驗(yàn)檢測技術(shù)培訓(xùn)

1、瀝青及瀝青混合料實(shí)驗(yàn)檢測技術(shù)培訓(xùn)陜西省交通職工培訓(xùn)中心2009年3月第一部分 瀝青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) 含量較少芳香分 約占20%50%飽和分 約占5%20%常用瀝青的技術(shù)性質(zhì)指標(biāo)針入度 表征粘稠瀝青條件粘度的一種指標(biāo)軟化點(diǎn) 表征瀝青由固態(tài)向液態(tài)轉(zhuǎn)變的一個象征指標(biāo)延度 表示瀝青內(nèi)部凝聚力的一種量度密度 體現(xiàn)瀝青質(zhì)量的一個物理參數(shù)含蠟量 用于評定瀝青路用性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)耐久性 用于評定瀝青路用性能（耐久性，抗老化性）的一項(xiàng)重要

2、指標(biāo)常用瀝青的技術(shù)性質(zhì)指標(biāo)含義瀝青粘滯性的含義： 瀝青材料在外力作用下，瀝青粒子產(chǎn)生相互位移時抵抗剪切變形的能力。通常以表觀粘度表示。瀝青針入度的含義： 在規(guī)定溫度條件下，以規(guī)定質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)針經(jīng)過規(guī)定的時間貫入瀝青試樣的深度（以0.1mm計)。針入度與瀝青粘稠性的關(guān)系： 針入度是表征瀝青粘稠度的一種指標(biāo)，瀝青越粘稠，針入度越??；針入度讀數(shù)可以表征瀝青相應(yīng)的標(biāo)號，如：針入度讀數(shù)為6080之間，則瀝青標(biāo)號為70。瀝青針入度指數(shù) 定義：以三個以上的不同溫度（通常為15、25 、30 ）時對應(yīng)的不同針入度，進(jìn)行一元一次直線方程回歸后確定針入度指數(shù)。 lgP=K+Algpen*T PI=(20-500Al

3、gpen)/(1+50Algpen) 含義：應(yīng)用針入度和軟化點(diǎn)試驗(yàn)結(jié)果來表征瀝青感溫性的一種指標(biāo)。影響瀝青針入度試驗(yàn)的條件 針入度儀、試驗(yàn)溫度、負(fù)重、標(biāo)準(zhǔn)針等 瀝青軟化點(diǎn) 表征瀝青材料的熱穩(wěn)定性的一個指標(biāo)軟化點(diǎn)與瀝青粘滯性的關(guān)系 軟化點(diǎn)的高低反映瀝青在一定溫度條件下的物理狀態(tài)，軟化點(diǎn)高的瀝青，說明該瀝青在溫度較高條件下，軟化變形的程度低，說明瀝青的粘滯性好。反之，軟化點(diǎn)低的瀝青，瀝青粘滯性差。影響瀝青軟化點(diǎn)試驗(yàn)的因素 軟化點(diǎn)儀、升溫速度、鋼球質(zhì)量和直徑等瀝青延度 表征瀝青材料內(nèi)部凝聚力的一種量度，反映瀝青在某一條件下的變形能力。瀝青延度反映瀝青性質(zhì) 有研究發(fā)現(xiàn)，低溫時延度大小與瀝青在低溫時的抗

4、裂性有一定的關(guān)系，低溫延度值大，低溫條件下瀝青的開裂性相對較小。影響瀝青延度試驗(yàn)的因素 延度儀、試驗(yàn)溫度、拉伸速率等瀝青的技術(shù)要求指標(biāo) 規(guī)范JTJ 032-94JTG F40-2004針入度（25，100g，5s）針入度指數(shù)PI軟化點(diǎn)60 動力粘度Pa.s延度cm蠟含量%閃、燃點(diǎn)溶解度%密度(15 )薄膜烘箱加熱質(zhì)量變化%殘留針入度比%殘留延度cm一、針入度試驗(yàn)操作流程針入度試驗(yàn)視頻演示二、軟化點(diǎn)試驗(yàn)操作流程軟化點(diǎn)試驗(yàn)視頻演示三、延度試驗(yàn)操作流程延度試驗(yàn)視頻演示瀝青老化引起瀝青老化的因素 1、熱的影響：熱能加速瀝青內(nèi)部組分的揮發(fā)，促使化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致性能劣化 2、氧的影響：空氣中的氧被瀝青吸收，

5、產(chǎn)生氧化反應(yīng)，改變內(nèi)部組分比例 3、光的影響：紫外線促使瀝青氧化過程 4、水的影響：水在熱、氧、光的共同作用下，加速老化 5、滲流硬化：瀝青中輕組分滲流到礦料的孔隙中導(dǎo)致瀝青老化現(xiàn)行評價老化的方法 瀝青加熱蒸發(fā)損失試驗(yàn)、薄膜（旋轉(zhuǎn)薄膜）烘箱加熱試驗(yàn)，前者適應(yīng)與中、輕交通道路石油瀝青，后者適應(yīng)于重交通石油瀝青。老化瀝青的性能 1、三大指標(biāo)的變化：針入度變小，延度變小 2、評價指標(biāo)：殘留針入度比，殘留延度值。四、瀝青密度試驗(yàn)操作流程例如：普通石油瀝青五、瀝青蠟含量試驗(yàn)操作流程蒸餾溶解、冷卻、結(jié)晶、過濾溶解蒸發(fā)，除去石油醚550 ，在20分鐘內(nèi)蒸餾完乙醇：乙醚=1：1，-20 石油醚105 ，真空干

6、燥（105 ，殘余壓力2135KPa),1h蠟對瀝青路用性能的影響蠟在低溫下結(jié)晶析出后分散在瀝青中，減少瀝青分子之間的緊密程度，使瀝青的低溫延展能力減低。蠟在溫度升高時易融化，使瀝青的黏度降低，增加瀝青的溫度敏感性。蠟降低瀝青與石料的表面黏附性。蠟的存在易引起瀝青路面抗滑性能的降低。其他的瀝青材料1、乳化瀝青 是將粘稠瀝青加熱至流動狀態(tài)，經(jīng)機(jī)械力的作用而形成粒徑約為25的微粒分散在有乳化劑穩(wěn)定劑的水中，而形成的均勻穩(wěn)定的乳液狀。2、改性瀝青 采用各種措施使瀝青的性能得到改善的瀝青，路用性能下使路面高溫不推，低溫不裂，保證安全快速行，延長使用年限。3、SBS改性瀝青 改性劑主要為苯乙烯-丁二烯-

7、苯乙烯嵌段共聚物。4、常用的改性瀝青方法： A、攪拌法 B、混融法 C、膠乳法 D、母體法5、改性瀝青改善或提高瀝青的路用性能 A、提高抗久變形能力 B、提高抗低溫開裂能力 C、提高抗疲勞開裂能力 D、提高抗水損害能力第二部分 瀝青混合料類型劃分1、連續(xù)密級配瀝青混合料2、連續(xù)半開級配瀝青混合料3、開級配瀝青混合料4、間斷級配瀝青混合料對應(yīng)的特性（空隙率）3%6% AC6%12% AM18% 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

8、久性差、抗車轍瀝青混合料的技術(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)空隙率大小對混合料質(zhì)量的影響空隙率的大小取決于礦料的級配，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)會就會增大，加速瀝青的老化，影響瀝青路面的使用壽命；同時，空隙率較大，路表水就會滲漏進(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。瀝青含量的表示方法瀝青用量 混合料中瀝青的質(zhì)量 /

9、 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) 油石比=瀝青用量 / (100-瀝青用量)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)時間（3045min、48h)的馬歇爾穩(wěn)定度比。一、瀝青混合料路用性能之高溫穩(wěn)定性（車轍試驗(yàn)）定義：指在高溫條件

10、下，瀝青混合料能夠抵抗車輛反復(fù)作用，不會產(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，是對瀝青混合料高溫穩(wěn)定性進(jìn)行評價的一種試驗(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)（稱為動穩(wěn)定度）作為評價瀝青混合料抗車轍能力大小的指標(biāo)。計算公式：DS=(t1-t2)*N/(d2-d1)*C1*C2 其中：N=42次/min,C1(試驗(yàn)機(jī)類型修正）=1,C2（試件系數(shù)）=1。二、瀝青混合料路用性能馬

11、歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)定義：該試驗(yàn)用來測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)條件計算公式常規(guī)馬歇爾試驗(yàn)水溫：60養(yǎng)護(hù)時間：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)時間：15min水溫：60養(yǎng)護(hù)時間：48h殘留穩(wěn)定度MS0=MS2/MS*100馬歇爾試驗(yàn)操作流程馬歇爾試件制作流程（標(biāo)準(zhǔn)試件，普通瀝青混凝土）成型馬歇爾試件溫度控制要求（）施工工序石油瀝青標(biāo)號50號70號90號110號130號瀝青加熱溫度160170155

12、165150160145155140150礦料加熱溫度比瀝青加熱溫度高出1030（填料不加熱）瀝青混合料拌和溫度150170145165140160135155130150試件擊實(shí)成型溫度140160135155130150125145120140確定標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試件拌和質(zhì)量的計算方法材料組成計算：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)時的換算：所需的混合料質(zhì)量1200實(shí)測高度X63.5三、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

13、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。用馬歇爾試件測定混合料密度的方法表干法： 吸水率2%水中重法 幾乎不吸水的密級配混凝土蠟封法 2%體積法 空隙率較大的透水性開級配1、馬歇爾試件的密度測定方法(表干法)2、瀝青混合料理論最大密度（真空法）四、瀝青與礦料的粘附性試驗(yàn)（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

14、130150，將碎石浸入45s后取出。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，評價。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，評價。評價標(biāo)準(zhǔn)瀝青膜的剝落情況 黏附性等級

15、瀝青膜完全保存，剝落面積接近于05瀝青膜少部為水所動，厚度不均勻，剝落面積少于10%4瀝青膜明顯為水所動，厚度不均勻，剝落面積少于30%3瀝青膜大部為水所動，局部保留，剝落面積大于30%2瀝青膜完全為水所動，石料基本裸露，瀝青全部浮于水面1五、常用瀝青含量的檢測方法射線法：先對瀝青含量測定儀進(jìn)行標(biāo)定，如，預(yù)估需要檢測的瀝青用量為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)，再檢測要檢測的混合料的實(shí)測數(shù)據(jù)，對應(yīng)標(biāo)定的參數(shù)表對應(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。

16、（僅適應(yīng)粘稠石油瀝青）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。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，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m3，烘干。

17、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、計算公式：瀝青含量（m1m2m3）/m1*100六、瀝青混合料用礦料的要求材料名稱指標(biāo) 粗集料細(xì)集料礦粉壓碎值洛杉機(jī)磨耗值表觀相對密度篩分級配吸水率堅固性針片狀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要求（2）一、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、礦粉在瀝青砼中的應(yīng)用意義1、填充空

18、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）。七、瀝青混合料礦料級配的設(shè)計（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。礦料級配的設(shè)計先對各級礦料篩分（水洗法），采用表格計算法、圖解法或采用更先進(jìn)的電算試配法，將合成級配曲線滿足規(guī)范或設(shè)計級配范圍要求。JTG F40-2004中規(guī)定瀝青砼配合比設(shè)計要求設(shè)計13種級配配比，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）礦料級配的設(shè)計（2）八、瀝青混合料配合比的三階段設(shè)計目標(biāo)配合比設(shè)計生產(chǎn)配合比設(shè)計生產(chǎn)配合比驗(yàn)證1、檢驗(yàn)原材