沥青试验讲解精选文档.ppt
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1、沥青试验讲解本讲稿第一页,共四十八页沥青n n 1 沥青分类n n1 1 地沥青:是天然产状或石油精制加工得到的沥青材料天然沥青和石油沥青。n n 天然沥青:石油在自然条件下,长时间经受地球物理因素作用而形成的产物。n n 石油沥青:石油经精制价格提取其他油产品后的副石油沥青:石油经精制价格提取其他油产品后的副产品,经过再加工而得到的产品。产品,经过再加工而得到的产品。n n2 2 焦油沥青:各种有机物干馏加工得到的焦油,经再加工而得到的产品。焦油沥青按其加工的有机物名称命名,如有煤干馏所得的煤焦油,经再加工后得到的沥青即称为煤沥青。本讲稿第二页,共四十八页2 沥青试样的制备n n1 1 热沥
2、青试样的制备(石油沥青,煤沥青)热沥青试样的制备(石油沥青,煤沥青)n n1.1 1.1 沥青试样有水,置烘箱温度沥青试样有水,置烘箱温度8080,加热融化脱,加热融化脱水。无水时烘箱温度软化点水。无水时烘箱温度软化点9090以上通常为135 135。n n1.21.2脱水放在可控温的砂浴,油浴上,不得已可采用电炉,煤气炉脱水,但必须加上石棉网,时间不超过30min30min。沥青最后加热温度不超过软化点以。沥青最后加热温度不超过软化点以上上100 100(石油沥青)(石油沥青)50(煤沥青)(煤沥青)n n1.3脱水后的沥青过脱水后的沥青过0.6mm0.6mm的筛,装入所要做沥青试验的盛样皿
3、中n n1.41.4沥青加热次数不超过两次,防止老化。(灌模时沥青加热次数不超过两次,防止老化。(灌模时避免混进气泡)避免混进气泡)本讲稿第三页,共四十八页 2 2 重复性试验误差:在短期内,在同一试验室,由同重复性试验误差:在短期内,在同一试验室,由同一个试验人员,采用同一仪具,对同一试样,完成两次一个试验人员,采用同一仪具,对同一试样,完成两次以上的试验操作,所得的试验结果之间的误差。以上的试验操作,所得的试验结果之间的误差。3 3 复现性试验误差:指在两个以上的不同试验室,由复现性试验误差:指在两个以上的不同试验室,由各自的试验人员,采用各自的仪具,按相同的试验方法各自的试验人员,采用各
4、自的仪具,按相同的试验方法对同一个试验分别完成试验操作,所得试验结果的误差。对同一个试验分别完成试验操作,所得试验结果的误差。本讲稿第四页,共四十八页3沥青密度与相对密度试验2.12.1沥青密度的标准温度是1515,相对密度是指与,相对密度是指与25 相同温度下的密度之比相同温度下的密度之比 沥青与水的相对密度(沥青与水的相对密度(25 25 )=沥青的密度(沥青的密度(15 15 )*0.9962.22.2比重瓶的水值比重瓶的水值m1-m2 。m1比重瓶洗净烘干的质量,比重瓶洗净烘干的质量,m2比重瓶装满税后在规定温度下保温半小时后的质量比重瓶装满税后在规定温度下保温半小时后的质量2.32.
5、3液体沥青试样的制备液体沥青试样的制备 2.3.12.3.1将沥青过将沥青过0.6mm0.6mm后转满比重瓶然后将其放入规后转满比重瓶然后将其放入规定温度的恒温水槽中保温定温度的恒温水槽中保温3030分,然后取出,用三氯乙烯的棉花擦干净,称量m3m32.3.2计算 25 25 的相对密度的相对密度=(m3-m1)/(m2-m1)=(m3-m1)/(m2-m1)本讲稿第五页,共四十八页2.42.4粘稠沥青试样的制备粘稠沥青试样的制备2.4.12.4.1将烘好的沥青仔细注入比重瓶中,约2/32/3高度,高度,注入时勿使沥青粘在瓶口,防止气泡混入注入时勿使沥青粘在瓶口,防止气泡混入.2.4.22.4
6、.2在干燥器中保温一个小时称其质量m4m42.4.3把装有试样的比重瓶转满水后放入恒温水槽中保温把装有试样的比重瓶转满水后放入恒温水槽中保温3030分后取出擦干称量分后取出擦干称量 m5.m5.2.4.42.4.4计算计算 试验在温度下的相对密度试验在温度下的相对密度=m4-m1/(m2-=m4-m1/(m2-m1)-(m5-m4)m1)-(m5-m4)2.52.5平行试验两次,取平均值,保留平行试验两次,取平均值,保留3位小数,重复允许位小数,重复允许误差误差0.0030.003复现性误差复现性误差0.0070.007固体重复误差固体重复误差0.010.01复现性复现性误差误差0.02,0.
7、02,单位:g/cm3g/cm3本讲稿第六页,共四十八页4针入度试验n n针入度:表示沥青粘稠性德指标,针入度:表示沥青粘稠性德指标,25 25 时荷重时荷重100g时间5s下,标准针落入沥青试验的深度。下,标准针落入沥青试验的深度。n n1 1试样的制备试样的制备n n2 2把沥青装入盛样皿中在室温中冷却把沥青装入盛样皿中在室温中冷却1 1小时以上,(大的小时以上,(大的1.5-2h,1.5-2h,小的小的1-1.5h1-1.5h)。然后将盛样皿放入规定25 25 恒温水槽中保温,时间同上n n3 3将盛样皿放入针入度仪中,表面深度不少于将盛样皿放入针入度仪中,表面深度不少于10mm10mm
8、,降,降下指针,与试样表面接触,深度指示器的指针清零。下指针,与试样表面接触,深度指示器的指针清零。本讲稿第七页,共四十八页n n4 4开动按钮,是指针在开动按钮,是指针在5s5s内完成降落。拉下刻度盘,读内完成降落。拉下刻度盘,读出指针位移数。准确至出指针位移数。准确至0.5(0.1mm)n n5试样平行三次试样平行三次 ,取平均值的整数为试验结果,针入度,取平均值的整数为试验结果,针入度小于小于50 50(0.1mm0.1mm)重复误差)重复误差2 2(0.1mm)复现误)复现误差差4 4(0.1mm0.1mm),结果大于,结果大于50(0.1mm)时重复)时重复误差为平均值的误差为平均值
9、的4%4%复现误差8%.8%.n n6 6针入度指数针入度指数n n指指15 15,25,25,30,30 或者或者3 3个以上的温度(个以上的温度(10 10 ,20 ,用于仲裁试验时必须,用于仲裁试验时必须5 5个温度点)下的针入度线性回归得到。本讲稿第八页,共四十八页5软化点试验n n1 1软化点:表示沥青沥青热稳定性能的指标,将沥青试样软化点:表示沥青沥青热稳定性能的指标,将沥青试样注入铜环中,上置规定质量的钢球,在注入铜环中,上置规定质量的钢球,在 规定的加热速度规定的加热速度下加热,沥青试验软化,钢球下落一定距离时的温度。下加热,沥青试验软化,钢球下落一定距离时的温度。n n2 2
10、试样的准备试样的准备n n3 3软化点环上涂上隔离剂,装入试样后在室温冷却软化点环上涂上隔离剂,装入试样后在室温冷却3030分分后用挥刀刮平试验,与环面齐平。软换点小于后用挥刀刮平试验,与环面齐平。软换点小于80 80 时时,将试样和地板放入,将试样和地板放入5 5 水中保温1515分以上,同时将分以上,同时将其他的软化点配件也放入其他的软化点配件也放入5 5 的水中。的水中。本讲稿第九页,共四十八页n n4 4将试样放入测定仪中,烧杯的水达到刻度线,保证水温将试样放入测定仪中,烧杯的水达到刻度线,保证水温5,然后加热使水温上升在,然后加热使水温上升在3 3分内调节好保证每分钟5 5 上升,后
11、面维持这个温度上升至其软化。软化钢球与底板接触时,读取温度准确至0.5 0.5。n n5 5在80 80 以上的软化点将试样置于3232的甘油恒温水槽15分钟以上烧杯中注入32 的甘油。其他步骤同的甘油。其他步骤同80 80 一下的。一下的。n n6 6平行试验两次,取平均值准确平行试验两次,取平均值准确0.5。小于。小于80 80 时时重复误差重复误差1 1 复现4,大于,大于80时重复误差时重复误差2 2 复现复现误差误差8.本讲稿第十页,共四十八页6延度试验n n1 1延度:表示沥青塑性或变现能力的指标,延度越大,抗变形延度:表示沥青塑性或变现能力的指标,延度越大,抗变形能力越强。能力越
12、强。n n2 2试样的制备试样的制备,试验的温度有试验的温度有15,10,5 15,10,5 拉伸速率拉伸速率5cm/min5cm/min。n n3 3准备好试模,涂上隔离剂,装入制备好的试样准备好试模,涂上隔离剂,装入制备好的试样 (从试模的一(从试模的一端至另一端往返注入,最后略高于试模,不允许气泡进入)端至另一端往返注入,最后略高于试模,不允许气泡进入)n n4 4在室温中冷却在室温中冷却3030分分-40-40分然后放在试验温度的水槽中保温分然后放在试验温度的水槽中保温3030分后,取出用热挥刀刮平(从中间往两边刮,要刮平滑),然分后,取出用热挥刀刮平(从中间往两边刮,要刮平滑),然后
13、再放入试验温度的水槽中保温后再放入试验温度的水槽中保温1-1.5h1-1.5h。本讲稿第十一页,共四十八页n n5 5检查延度仪,调节水温,去掉试模的地板,然后固定在延度仪上,水面距试件表面大于25cm25cm,开动,开动延度仪。开动过程中不应震动延度仪,水面不得晃动,如延度仪。开动过程中不应震动延度仪,水面不得晃动,如有沥青丝浮上水面或沉入槽底时,应加入食盐或酒精。拉有沥青丝浮上水面或沉入槽底时,应加入食盐或酒精。拉断时,读取数据。断时,读取数据。n n6 6平行试验不少于3 3次,结果都大于100cm100cm时,结果时,结果记录记录100cm如有小于的,又满足重复性误差的则取3 3个的平
14、均值的整数为结果。若平均值大于个的平均值的整数为结果。若平均值大于100 cm100 cm则记录则记录100cm,100cm,不符合重复试验误差要求时,则重新不符合重复试验误差要求时,则重新试验。结果小于试验。结果小于100cm100cm时重复试验误差为平均值的20%,20%,复现试验误差为复现试验误差为30%30%。本讲稿第十二页,共四十八页7 沥青溶解度试验1 溶解度:沥青试样在规定溶剂中可溶物的含量,以质量百分比表示。2试验步骤:2.1称量烘干恒重的古氏坩埚和玻璃纤维滤纸m1准确至0.2mg 2.2称量已烘干的锥形烧瓶和玻璃棒的质量m2准确至0.2mg 2.3 在烘干的锥形烧瓶中称取准备
15、好的沥青试样2g(m3)准确至0.2mg 本讲稿第十三页,共四十八页2.42.4在不断摇动烧瓶下,分三次加入三氯乙烯在不断摇动烧瓶下,分三次加入三氯乙烯100ml至至试样溶解后盖上瓶塞,室温下放置试样溶解后盖上瓶塞,室温下放置15min 以上。以上。2.5 2.5 将锥形烧瓶中的溶液通过古氏坩埚过滤,至滤液,将锥形烧瓶中的溶液通过古氏坩埚过滤,至滤液,然后用三氯乙烯清洗至滤液为无色透明。然后用三氯乙烯清洗至滤液为无色透明。2.5 2.5 然后把古氏坩埚和锥形烧瓶,玻璃棒在然后把古氏坩埚和锥形烧瓶,玻璃棒在1055 1055 的的烘箱中烘箱中20min以上,至恒重。以上,至恒重。2.6 2.6
16、取出古氏坩埚,锥形烧瓶和玻璃棒,在干燥器中冷取出古氏坩埚,锥形烧瓶和玻璃棒,在干燥器中冷却却30min30min后称量为m4,m5.m4,m5.本讲稿第十四页,共四十八页n n3 3计算计算 n n溶解度溶解度=1-(m4-m1+m5-m2)/(m3-m2)*100n n4 4同一试验至少平行两次,两次结果只差不大约同一试验至少平行两次,两次结果只差不大约0.1%0.1%取取其平均值为试验结果,当溶解度大于其平均值为试验结果,当溶解度大于99.0%99.0%时结果准确至0.01%溶解度小于溶解度小于9999时准确至时准确至0.1%0.1%n n5 5精密度或允许差:当试验结果大约精密度或允许差
17、:当试验结果大约99%99%时,重复性试时,重复性试验允许差为验允许差为0.1%0.1%,复现性试验允许差为,复现性试验允许差为0.5%0.5%。本讲稿第十五页,共四十八页薄膜加热试验n n1 1:用于测定加热后的质量损失,并通过加热后的针:用于测定加热后的质量损失,并通过加热后的针入度和延度评定沥青的耐老化性能。入度和延度评定沥青的耐老化性能。n n2试验:试验:2.12.1将薄膜加热试验盛样皿编号,称量将薄膜加热试验盛样皿编号,称量m0m0准确准确至至1mgn n2.2 在盛样皿中注入500.5g500.5g并形成均匀的薄膜。在干燥器中冷却至室温后称量m1,准确至,准确至1mg。n n2.
18、3 2.3 将薄膜烘箱打开,使温度达到将薄膜烘箱打开,使温度达到163 163,然后把盛,然后把盛样皿置于烘箱中,保持温度样皿置于烘箱中,保持温度1631 1631,保温,保温5h5h总时间不总时间不超过超过5.25h5.25h。本讲稿第十六页,共四十八页n n2.4 2.4 取出两个盛样皿在干燥器中冷却,称量取出两个盛样皿在干燥器中冷却,称量m2m2准确至准确至1mg.另外两个也取出放干燥器中冷却但不称量,然后另外两个也取出放干燥器中冷却但不称量,然后把把4个在放回烘箱中保温个在放回烘箱中保温15min15min中融化,在倒入容器中融化,在倒入容器中搅拌制针入度,延度试样,若试验不能在当天完
19、成,中搅拌制针入度,延度试样,若试验不能在当天完成,必须在必须在72h内完成。内完成。n n2.5 2.5 计算 质量损失=(m2-m1)/(m1-m0)*100=(m2-m1)/(m1-m0)*100n n残留针入度比残留针入度比=(p2/p1)*100=(p2/p1)*100n n2.6质量损失准确至小数点后两位,质量损失小于等于质量损失准确至小数点后两位,质量损失小于等于0.4%0.4%时,重复性误差时,重复性误差0.04%,0.04%,复现性复现性0.16%0.16%,大于0.4%0.4%时,重复性误差为平均值的时,重复性误差为平均值的8%8%,复现性为40%40%。本讲稿第十七页,共
20、四十八页沥青混合料配合比设计方法 n n 配合比设计可分为矿质混合料配合组成设计和沥青最配合比设计可分为矿质混合料配合组成设计和沥青最佳用量确定两部分。佳用量确定两部分。n n1 1、矿质混合料的配合组成设计、矿质混合料的配合组成设计 矿质混合料配合组成设计矿质混合料配合组成设计的目的是选配一个具有足够密实度并且有较高内摩阻力的矿的目的是选配一个具有足够密实度并且有较高内摩阻力的矿质混合料。我们现在通常都选取现行规范所规定的级配范围,质混合料。我们现在通常都选取现行规范所规定的级配范围,可按下列步骤进行:可按下列步骤进行:本讲稿第十八页,共四十八页本讲稿第十九页,共四十八页n n2 确定矿质混
21、合料的级配范围 根据已确定的沥青混合料类型,查阅JTG F40-2004公路沥青路面施工技术规范P26表5.3.2-2密集配沥青混凝土混合料矿料级配范围推荐的矿质混合料的级配范围表,就可以确定所需的级配范围。例如我们选用AC-13的矿料混合料,那么就在表中找对应的AC-13那一栏就可以了。本讲稿第二十页,共四十八页沥青混合料配合比设计方法n n确定沥青混合料的类型 确定其类型要看用于什么样的公路等级、路面类型及那一层结构层,根据各层的不同要求选择沥青混合料的类型,下表所示的是规范GBJ92-93规定混合料类型。n n沥青混合料类型沥青混合料类型本讲稿第二十一页,共四十八页沥青混合料配合比设计方
22、法n n 3 矿质混合料的配合比例计算矿质混合料的配合比例计算 根据组成材料的原始数据(各矿料的筛分试验结果)分根据组成材料的原始数据(各矿料的筛分试验结果)分别绘出各组成材料的筛分曲线,采用图解法或试算法,计算别绘出各组成材料的筛分曲线,采用图解法或试算法,计算各组成材料的用量比例。求得的合成级配应根据不同的需求各组成材料的用量比例。求得的合成级配应根据不同的需求作必要的配合比调整。通常情况下合成级配曲线宜尽量接近作必要的配合比调整。通常情况下合成级配曲线宜尽量接近设计级配的中限,设计级配的中限,本讲稿第二十二页,共四十八页尤其是尤其是0.0750.075、2.362.36和4.754.75
23、筛孔的通过率要尽量接筛孔的通过率要尽量接近设计级配的范围中限,但对交通量大,轴载重的公路近设计级配的范围中限,但对交通量大,轴载重的公路宜偏向级配范围的下(粗)限,对中小交通或人行道路宜偏向级配范围的下(粗)限,对中小交通或人行道路等宜偏向级配范围的上(细)限。我们现在计算各组成等宜偏向级配范围的上(细)限。我们现在计算各组成材料很简单,都是使用软件了,只要我们把各组成成分材料很简单,都是使用软件了,只要我们把各组成成分的筛分结果和规范要求的级配范围输进去,各组成材料的筛分结果和规范要求的级配范围输进去,各组成材料的用量比例马上就出来了的用量比例马上就出来了本讲稿第二十三页,共四十八页沥青混合
24、料配合比设计方法n n4 4 确定沥青的最佳用量确定沥青的最佳用量 我国现行规范我国现行规范GBJ92-93GBJ92-93规定的是用马歇尔实验规定的是用马歇尔实验法来确定沥青混合料的沥青最佳用量的,马歇尔试验是测定沥青混合料的法来确定沥青混合料的沥青最佳用量的,马歇尔试验是测定沥青混合料的高温稳定性的其试验步骤按照高温稳定性的其试验步骤按照JTJ052-2000JTJ052-2000的的公路工程沥青及沥青公路工程沥青及沥青混合料试验规程混合料试验规程进行。确定沥青的最佳用量可按照下列步骤:进行。确定沥青的最佳用量可按照下列步骤:n n 4.14.1制备试样制备试样 按确定的矿质混合料配合比,
25、计算各种的材料的用量;按确定的矿质混合料配合比,计算各种的材料的用量;根据规范推荐的沥青用量范围(或经验的范围)来估计适宜的沥青用根据规范推荐的沥青用量范围(或经验的范围)来估计适宜的沥青用量(或油石比),例如规范推荐的用量范围是量(或油石比),例如规范推荐的用量范围是5.0%5.0%7.0%7.0%,我们,我们就选用就选用5.5%5.5%。本讲稿第二十四页,共四十八页沥青混合料配合比设计方法n n 4.24.2测定物理力学指标测定物理力学指标 n n 4.34.3马歇尔试验结果分析马歇尔试验结果分析 绘制沥青用量与物理绘制沥青用量与物理力学指标力学指标关系图;以沥青用量为横坐标,以视密度、空
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