公路工程实验实习指导书Word文件下载.docx
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金属锅或瓷坩埚
（6）乳化剂。
（7）烧杯：
1000mL。
（8）温度计：
0℃～100℃及200℃，分度为0.1℃。
（9）天平：
称量2000g，感量不大于1g；
称量100g，感量不大于0.1g。
（10）其它：
玻璃棒、溶剂、洗油、棉纱等。
3、试验方法与步骤
热沥青试样制备
（1）将装有试样的盛样器带盖放入温烘箱中，当石油沥青试样中含有水分时，烘箱温度80℃右，加热至沥青全部熔化后供脱水用。
当石油沥青中无水分时，烘箱温度宜为软化点温度以上90℃，通常为135℃左右。
对取来的沥青试样不得直接采用电炉或煤气炉明火加热。
（2）当石油沥青试样中含有水分时，将盛样器皿放在可控温的砂浴、油浴、电热套上加热脱水，不得已采用电炉、
煤气炉加热脱水时必须加放石棉垫。
时间不超过30min，并用玻璃棒轻轻搅拌，防止局部过热。
在沥青温度不超过100℃的条件下，仔细脱水至无泡沫为止，最后的加热温度不超过软化点以上100℃（石油沥青）或50℃（煤沥青）。
（3）将盛样器中的沥青通过0.6mm的滤筛过滤，不等冷却立即一次灌入各项试验的模具中。
根据需要也可将试样分装入擦拭干净并干燥的一个或数个沥青盛样器皿中，数量应满足一批试验项目所需的沥青样品并有富余。
（4）在沥青灌模过程中如温度下降可放入烘箱中适当加热，试样冷却后反复加热的次数不得超过2次，以防沥青老化影响试验结果。
注意在沥青灌模时不得反复搅动沥青，应避免混进气泡。
（5）灌模剩余的沥青应立即清洗干净，不得重复使用。
（二）沥青混合料取样法
用于在拌和厂及道路施工现场采集热拌沥青混合料或常温沥青混合料试样。
供施工过程中的质量检验或在试验室测定沥青混合料的各项物理力学性质。
所取的试样应有充分的代表性。
（1）铁锹。
（2）手铲。
（3）搪瓷盘或其它金属盛样容器、塑料编织袋。
（4）温度计：
分度为1℃。
宜采用有金属插杆的热电偶沥青温度计，金属插杆的长度应不小于300mm。
量程0℃～300℃，数字显示或度盘指针的分度0.1℃，且有留置读数功能。
（5）其它：
标签、溶剂（汽油）、棉纱等。
3、取样方法
（1）取样数量
取样数量应符合下列要求：
1）试样数量根据试验目的决定，宜不少于试验用量的2倍。
按现行规范规定进行沥青混合料试验的每一组代表性取样如表l。
平行试验应加倍取样。
在现场取样直接装入试模或盛样盒成型时，也可等量取样。
表1常用沥青混合料试验项目的样品数量
试验项目
目的
最少试样量（kg）
取样量（kg）
马歇尔试验、抽提筛分
施工质量控制
12
20
车辙试验
高温稳定性检验
40
60
浸水马歇尔试验
水稳定性检验
冻融劈裂试验
弯曲试验
低温性能检验
15
25
2）根据沥青混合料集料公称最大粒径，取样应不少于下列数量：
细粒式沥青混合料，不少于4kg；
中粒式沥青混合料，不少于8kg；
粗粒式沥青混合料，不少于12kg；
特粗式沥青混合料，不少于16kg。
3）取样材料用于仲裁试验时，取样数量除应满足本取样方法规定外，还应保留一份有代表性试样，直到仲裁结束。
（2）取样方法
沥青混合料取样应是随机的，并具有充分的代表性。
以检查拌和质量（如油石比、矿料级配）为目的时，应从拌和机一次放料的下方或提升斗中取样，不得多次取样混合后使用。
以评定混合料质量为目的时，必须分几次取样，拌和均匀后作为代表性试样。
1）在沥青混合料拌和厂取样
在拌和厂取样时，宜用专用的容器（一次可装5kg～8kg）装在拌和机卸料斗下方，每放一次料取一次样，顺次装入试样容器中，每次倒在清扫干净的平板上，连续几次取样，混合均匀，按四分法取样至足够数量。
2）在沥青混合料运料车上取样
在运料汽车上取沥青混合料样品时，宜在汽车装料一半后开出去于汽车车厢内，分别用铁锹从不同方向的3个不同高度处取样，然后混在一起用手铲适当拌和均匀，取出规定数量。
这种车到达施工现场后取样时：
应在卸掉一半后将车开出去从不同方向的3个不同高度处取样。
宜从3辆不同的车上取样混合使用。
在运料车上取样时不得仅从满载的运料车车顶上取样，且不允许只在一辆车上取样。
3）在道路施工现场取样
在道路施工现场取样时，应在摊铺后未碾压前于摊铺宽度的两侧1/2～1/3位置处取样，用铁锹将摊铺层的全厚铲出，但不得将摊铺层下的其它层料铲入。
每摊铺一车料取一次样，连续3车取样后，混合均匀按四分法取样至足够数量。
对现场制件的细粒式沥青混合料，也可在摊铺机经螺旋拨料杆拌匀的一端一边前进一边取样。
4）常温条件下取样
乳化沥青常温混合料试样的取样方法与热拌沥青混合料相同，但宜在乳化沥青破乳水分蒸发后装袋，对袋装常温沥青混合料亦可直接从储存的混合料中随机取样。
取样袋数不少于3袋，使用时将3袋混合料倒出作适当拌和，按四分法取出规定数量试样。
液体沥青常温沥青混合料的取样方法同上，当用汽油稀释时，必须在溶剂挥发后方可封袋保存。
当用煤油或柴油稀释时，可在取样后即装袋保存，保存时应特别注意防火安全。
其余与热拌沥青混合料同。
从碾压成型的路面上取样时，应随机选取3个以上不同地点，钻孔、切割或刨取混合料至全厚度。
仔细清除杂物及不属于这一层的混合料，需重新制作试件时，应加热拌匀按四分法取样至足够数量。
（3）试样的保存与处理
1）热拌热铺的沥青混合料试样需送至中心试验室或质量检测机构作质量评定且二次加热会影响试验结果（如车辙试验）时，必须在取样后趁高温立即装入保温桶内，送试验室立即成型试件，试件成型温度不得低于规定要求。
2）热混合料需要存放时，可在温度下降至60℃后装入塑料编织袋内，扎紧袋口，并宜低温保存，应防止潮湿、淋雨等，且时间不要太长。
3）在进行沥青混合料质量检验或进行物理力学性质试验时，由于采集的热拌混合料试样温度下降或稀释沥青溶剂挥发结成硬块已不符合试验要求时，宜用微波炉或烘箱适当加热重塑，且只容许加热一次，不得重复加热。
不得用电炉或燃气炉明火局部加热。
用微波炉加热沥青混合料时不得使用金属容器和带有金属的物件。
沥青混合料的加热温度以达到符合压实温度要求为度，控制最短的加热时间，通常用烘箱加热时不宜超过4h，用工业微波炉加热约5min～10min。
（4）样品的标记
1）取样后当场试验时，可将必要的项目一并记录在试验记录报告上。
此时，试验报告必须包括取样时间、地点、混合料温度、取样数量、取样入等栏目。
2）取样后转送试验室试验或存放后用于其它项目试验时应附有样品标签，样品标签应记载下列事项：
①工程名称、拌和厂名称及拌和机型号。
②样品概况：
包括沥青混合料种类及摊铺层次、沥青品种、标号、矿料种类、取样时混合料温度及取样位置或用以摊铺的路段桩号等。
③试样数量。
④取样人，提交试样单位及责任者姓名。
⑤取样目的或用途（送达单位）。
⑥样品标签填写人，取样日期。
⑦备考：
其它应予注明的事项。
二、沥青针入度试验
通过针入度的测定不仅能够掌握不同沥青的粘稠性以及进行沥青标号的划分，而且可以用来描述沥青的温度敏感性——针入度指数。
针入度指数可在15℃、25℃、30℃等3个或3个以上温度条件下测定针入度后按规定的方法计算得到，若30℃时的针入度值过大，可采用5℃代替。
当量软化点
是相当于沥青针入度为800时的温度，用以评价沥青的高温稳定性。
当量脆点
是相当于沥青针入度为1.2时的温度，用以评价沥青的低温抗裂性能。
本方法适用于测定道路石油沥青、改性沥青针入度以及液体石油沥青蒸馏或乳化沥青蒸发后残留物的针入度。
其标准试验条件为温度25℃，荷重l00g，贯入时间5s，以0.1mm计。
用本方法评定聚合物改性沥青的改性效果时，仅适用于融混均匀的样品。
2、仪具与材料
（1）针入度仪：
凡能保证针和针连杆在无明显摩擦下垂直运动，并能指示针贯入深度准确至0．1mm的仪器均可使用。
针和针连杆组合件总质量为50g±
0．05g，另附50g±
0.05g砝码一只，试验时总质量为l00g±
0.05g当采用其它试验条件时，应在试验结果中注明。
仪器设有放置平底玻璃保温皿的平台，并有调节水平的装置，针连杆应与平台相垂直。
仪器设有针连杆制动按钮，使针连杆可自由下落。
针连杆易于装拆，以便检查其质量。
仪器还设有可自由转动与调节距离的悬臂，其端部有一面小镜或聚光灯泡，借以观察针尖与试样表面接触情况。
当为自动针入度仪时，各项要求与此项相同，温度采用温度传感器测定，针入度值采用位移计测定，并能自动显示或记录，且应对自动装置的准确性经常校验。
为提高测试精密度，不同温度的针入度试验宜采用自动针入度仪进行。
（2）标准针由硬化回火的不锈钢制成，洛氏硬度HRC54～60，表面粗糙度Ra0.2μm～0.3μm，针及针杆总质量2.5±
0.05g，针杆上应打印有号码标志，针应设有固定用装置盒（筒），以免碰撞针尖，每根针必须附有计量部门的检验单，并定期进行检验，其尺寸及形状如图１。
（3）盛样皿：
金属制，圆柱形平底。
小盛样皿内径55ｍｍ，深35ｍｍ（适用于针入度200～350）；
对针入度大于350的试样需使用特殊盛样皿其深度不小于60ｍｍ，试样体积不少于125ｍＬ。
（4）恒温水槽：
容量不少于10L，控温的准确度为0.1℃。
水槽中应设有一带孔的搁架，位于水面下不得少于100ｍｍ，距水槽底不得少于50ｍｍ处。
（5）平底玻璃皿：
容量不少于1L深度不少于80ｍｍ。
内设有一不锈钢三脚支架，能使盛样皿稳定。
（6）温度计：
0℃～50℃，分度为0.1℃。
（7）秒表：
分度0.1s。
（8）盛样皿盖：
平板玻璃，直径不小于盛样皿开口尺寸。
（9）溶剂：
三氯乙烯等。
电炉或砂浴、石棉网、金属锅或瓷把坩埚等。
3、方法与步骤
（1）按规定方法准备试样。
按试验要求将恒温水槽调节到要求的试验温25℃或15℃、30℃（5℃）等，保持稳定。
将试样注入盛样皿中，试样高度应超过预计针入度值10mm，并盖上盛样皿，以防落入灰尘。
盛有试样的盛样皿在15℃～30℃室温中冷却1h～1.5h（小盛样皿）、1.5h～2h（大盛样皿）或2h～2.5h（特殊盛样皿）后移入保持规定试验温度±
0.1℃的恒温水槽中lh～1.5h（小盛样皿）、1.5h～2h（大试样皿）或2h～2.5h（特殊盛样皿）。
调整针入度仪使之水平。
检查针连杆和导轨，以确认无水和其它外来物，无明显摩擦。
用三氯乙烯或其它溶剂清洗标准针，并拭干。
将标准针插入针连杆，用螺丝固紧。
按试验条件，加上附加砝码。
（2）取出达到恒温的盛样皿，并移入水温控制在试验温度±
0.1℃（可用恒温水槽中的水）的平底玻璃皿中的三脚支架上，试样表面以上的水层深度不少于10mm。
将盛有试样的平底玻璃皿置于针入度仪的平台上。
慢慢放下针连杆，用适当位置的反光镜或灯光反射观察，使针尖恰好与试样表面接触。
拉下刻度盘的拉杆，使与针连杆顶端轻轻接触，调节刻度盘或深度指示器的指针指示为零。
开动秒表，在指针正指5s的瞬间，用手紧压按钮，使标准针自动下落贯入试样，经规定时间，停压按钮使针停止移动（当采用自动针入度仪时，计时与标准针落下贯入试样同时开始，至5s时自动停止）。
（3）拉下刻度盘拉杆与针连杆顶端接触，读取刻度盘指针或位移指示器酌读数，准确至0.5（0.lmm）。
同一试样平行试验至少3次，各测试点之间及与盛样皿边缘的距离不应少于10ｍｍ。
每次试验后应将盛有试样皿的平底玻璃皿放入恒温水槽，使平底玻璃皿中水温保持试验温度。
每次试验应换一根干净标准针或将标准针取下用蘸有三氯乙烯溶剂的棉花或布揩净，再用干棉花或布擦干。
（4）测定针入度指数PI时，按同样的方法在15℃、25℃、30℃（或5~℃）3个或3个以上（必要时增加10℃、20℃等）温度条件下分别测定沥青的针入度，但用于仲裁试验的温度条件应为5个。
4、试验结果确定和计算
（1）同一试样3次平行试验结果的最大值和最小值之差在下列允许偏差范围内时，计算3次试验结果的平均值，取整数作为针入度试验结果，单位0.1mm。
针入度（0.1mm）
允许差值（0.1mm）
0～49
2
50～149
4
150～249
250～500
当试验值不符此要求时，应重新进行。
（2）沥青针入度指数PI、当量软化点和当量脆点的计算：
1）由3个以上的温度针入度指数按一元一次方程直线回归法，求取针入度温度指数
。
（1）
式中：
——针入度对温度感应系数，由式
（1）回归得到的斜率；
lgP——不同温度条件下测得的针入度值的对数；
T——试验温度，℃；
K——由式
（1）回归得到的截距。
由回归求得计算针入度指数PI，并记为
（2）
2）沥青的当量软化点
计算。
（3）
3）沥青的当量脆点
（4）
4）计算沥青的塑性温度范围⊿T。
（5）
5、说明与注意问题
（1）针入度试验的三项关键性条件分别是温度、测试时间和针的质量，如这三项试验条件控制不准，将严重影响试验结果的准确。
三项条件最常见的状态是：
温度25℃、测试时间5s、针的质量100g，所以针入度常用P25℃,100g,5s表示。
（2）测定针入度大于200的沥青试样时，至少用3支标准针，每次试验后将针留在试样中，直至3次平行试验完成后，才能将标准针取出。
（3）当试验结果小于50（0.1mm）时，重复性试验的允许差为2（0.1mm），复现性试验的允许差为4（0.lmm）；
当试验结果等于或大于50（0.1mm）时，重复性试验的允许差为平均值的4％，复现性试验的允许差为平均值的8％。
三、沥青延度试验
当沥青受到外力的拉伸作用时，能够产生一定的塑性变形，通过延度试验测定沥青能够承受的塑性变形总能力。
本方法适用于测定道路石油沥青、液体沥青蒸馏残留物和乳化沥青蒸发残留物等材料的延度。
（1）延度仪：
将试件浸没于水中，能保持规定的试验温度及按
照规定拉伸速度拉伸试件且试验时无明显振动的延度仪均可使用，其形状及组成如图l。
（2）试模：
黄铜制，由两个端模和两个侧模组成，其中两个侧模在试验时可以卸掉。
试模内侧表面粗糙度Ra0.2微米，当装配好后可浇铸成表l尺寸的试样。
延度试样尺寸（mm）表1
总长
74.5～75.5
中间缩颈部长度
29.7～30.3
端部开始缩颈处宽度
19.7～20.3
最小横断面宽
9.9～10.1
厚度（全部）
（3）试模底板：
玻璃板或磨光的铜板、不锈钢板（表面粗糙度Ra0.2um）
容量不少于10L，控制温度的准确度为0.1℃，水槽中应设有带孔搁架，搁架距水槽底不得少于50mm。
试件浸入水中深度不小于100mm。
（5）温度计：
（6）砂浴或其它加热炉具。
（7）甘油滑石粉隔离剂（甘油与滑石粉的质量比2:
1）。
（8）其它：
平刮刀、石棉网、酒精、食盐等。
（1）将隔离剂拌和均匀，涂于清洁干燥的试模底板和两个侧模的内侧表面，并将试模在试模底板上装妥。
（2）将准备好的沥青试样仔细自试模的一端至另一端往返数次缓缓注入模中，最后略高出试模，灌模时应注意勿使气泡混入。
试件在室温中冷却30min～40min，然后置于规定试验温度±
0.1℃的恒温水槽中，保持30min后取出，用热刮刀刮除高出试模的沥青，使沥青面与试模面齐平。
沥青的刮法应自试模的中间刮向两端，且表面应刮得平滑。
将试模连同底板再浸入规定试验温度的水槽中lh~1.5h。
（3）检查延度仪延伸速度是否符合规定要求，然后移动滑板使其指针正对标尺的零点。
将延度仪注水，并保温达试验温度±
0.5℃。
将保温后的试件连同底板移入延度仪的水槽中，然后将盛有试样的试模自玻璃板或不锈钢板上取下，将试模两端的孔分别套在滑板及槽端固定板的金属柱上，并取下侧模。
水面距试件表面应不小于25mm。
（4）开动延度仪，并注意观察试样的延伸情况。
此时应注意，在试验过程中，水温应始终保持在试验温度规定范围内，且仪器不得有振动，水面不得有晃动，当水槽采用循环水时，应暂时中断循环，停止水流。
在试验中，如发现沥青细丝浮于水面或沉入槽底时，则应在水中加入酒精或食盐，调整水的密度至与试样相近后，重新试验。
（5）试件拉断时，读取指针所指标尺上的读数，以厘米表示，在正常情况下，试件延伸时应成锥尖状，拉断时实际断面接近于零。
如不能得到这种结果，则应在报告中注明。
4、试验结果
同一试样，每次平行试验不少于3个，如3个测定结果均大于100cm，试验结果记作“＞100cm”；
特殊需要也可分别记录实测值。
如3个测定结果中，有一个以上的测定值小于100cm时，若最大值或最小值与平均值之差满足重复性试验精密度要求，则取3个测定结果的平均值的整数作为延度试验结果，若平均值大于100cm，记作“>
100cm”；
若最大值或最小值与平均值之差不符合重复性试验精密度要求时，试验应重新进行。
（1）当试验结果小于100cm时，重复性试验的允许差为平均值的20％；
复现性试验的允许差为平均值的30％。
（2）沥青延度的试验温度与拉伸速率可根据要求采用，通常采用的试验温度为25℃、15℃、10℃或5℃，拉伸速度为5cm/min±
0.25cm/min。
当低温采用lcm/min±
0.05cm/min拉伸速度时，应在报告中注明。
（3）隔离剂的使用是为了防止沥青粘在底板或侧模上，隔离剂原有的调配比例偏稀，易从侧模上流淌下去，起不到防粘连作用。
可不必拘泥原有比例，调配的原则是既能起到有效的防粘连作用，又不会因偏稠而减薄沥青试件的有效尺寸。
四、沥青软化点试验（环球法）
沥青材料是一种非晶体高分子材料，它由液态凝结为固态，或由固态熔化为液态，没有敏锐的固化点和液化点，通常采用条件的硬化点和滴落点来表示。
沥青材料在硬化点至滴落点之间的温度阶段时，是一种滞流状态。
在工程实用中为保证沥青不致由于温度升高而产生流动的状态，因此取液化点与固化点之间温度间隔的87.21%作为软化点。
软化点的数值随采用的仪器不同而异，我国现行规范试验采用环球法。
软化点是沥青达到规定条件粘度时的温度，所以软化点既是反映沥青材料稳定性的一个指标，也是沥青粘稠性的一种量度。
本方法适用于测定道路石油沥青、煤沥青的软化点，也适用于测定液体石油沥青经蒸馏或乳化沥青破乳蒸发后残留物的软化点。
（1）软化点试验仪，如图1，由下列部件组成：
1）钢球：
直径9.53mm，质量3.5g±
0.05g。
2）试样环：
黄铜或不锈钢等制成，形状尺寸如图2。
3）钢球定位环：
黄铜或不锈钢制成，形状尺寸如图3。
4）金属支架：
由两个主杆和三层平行的金属板组成。
上层为一圆盘，直径略大于烧杯直径，中间有一圆孔，用以插放温度计。
中层板形状尺寸如图4，板上有两个孔，各放置金属环，中间有一小孔可支持温度计的测温端部。
一侧立杆距环上面51mm处刻有水高标记。
环下面距下层底板为25.4mm，而下底板距烧杯底不少于12.7mm，也不得大于19mm。
三层金属板和两个主杆由两螺母固定在一起。
5）耐热玻璃烧杯：
容量800mL～1000mL，直径不小于86mm，高不小于120mm。
6）温度计：
0℃～80℃，分度为0.5℃。
（2）环夹：
由薄钢条制成，用以夹持金属环，以便刮平表面。
（3）装有温度调节器的电炉或其它加热炉具（液化石油气、天然气等）。
应采用带有振荡搅拌器的加热电炉，振荡子置于烧杯底部。
（4）试样底板：
金属板（表面粗糙度应达Ra0.8um）或玻璃板。
（5）恒温水槽：
控温的准确度为0.5℃。
（6）平直刮刀。
（7）甘油滑石粉隔离剂（甘油与滑石粉的上比例为质量比2︰1）。
（8）新煮沸过的蒸馏水。
（9）其它：
石棉网。
（1）将试样环置于涂有甘油滑石粉隔离剂的试样底板上。
将准备好的沥青试样徐徐注入试样环内至略高出环面为宜。
试样在室温冷却30min后，用环夹夹着试样杯，并用热刮刀刮除环面上的试样，务使沥青试样与环面齐平。
（2）实际试验操作时，根据沥青实际软化点的高低采用两种不同方式进行。
试验方法一：
软化点在80℃以下的沥青
1）将装有试样的试样环连同试样底板置于5℃±
0.5℃水的恒温水槽中至少15min；
同时将金属支架、钢球、钢球定位环等亦置于扣同水槽中。
2）烧杯内注入新煮沸并冷却至5℃的蒸馏水，水面略低于立杆上的深度标记。
3）从恒温水槽中取出盛有试样的试样环放置在支架中层板的圆孔中，套上定位环；
然后将整个环架放入烧杯中，调整水面至深度标记，并保持水温为5℃±
环架上任何部分不得附有气泡。
将0℃～80℃的温度计由上层板中心孔垂直插入，使端部测温头底部与试样环下面齐平。
4）将盛有水和环架的烧杯移至放有石棉网的加热炉具上，然后将钢球放在定位环中间的试样中央，立即开动振荡搅拌器，使水微微振荡，并开始加热，使杯中水温在3min内调节至维持每分钟上升5±
在加热过程中，应记录每分钟上升的温度值，如温度上升速度超出此范围时，则试验应重作。
5）试样受热软化逐渐下坠，至与下层底板表面接触时，立即读取温度，准确至0.5℃。
试验方法二：
软化点在80℃以上的沥青
1）将装有试样的试样环连同试样底板置于装有32℃±
l℃甘油的恒温槽中至少15min；
同时将金属支架、钢球、钢球定位环等亦置于甘油中。
2）在烧杯内注入预先加热至32℃的甘油，其液面略低于立杆上的深度标记。
3）从恒温槽中取出装有试样的试样环，按上述方法进行测定，最终测出试样坠落接触底板时的温度，准确至l℃。
同一试样平行试验两次，当两次测定值的差值符合重复性试验精密度要求时，取其平均值作为软化点试验结果，准确至0.5℃。
（1）当试样软化点小于80℃时，重复性试验的允许差为l℃，复现性试验的允许差为4℃。
当试样软化点等于或大于80℃时，重复性试验的允许差为2℃，复现性试验的允许差为8℃。
（2）如估计试样软化点高于120℃，则试样环和试样底板（不用玻璃板）均应预热至80℃～100℃。
五、沥青混合料试件制作方法
（1）采用标准击实法或大型击实法制作沥青混合料试件，以供试验室进行沥青混合料物理力学性质试验使用。
（2）标准
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