沥青和沥青混合料试验指导书修改稿Word文档格式.docx
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六试验原始记录及试验报告……………………………………23
(一)原始记录……………………………………………………23
(一)试验报告……………………………………………………23
七沥青和沥青混合料试验工作的对比与校准…………………23
一沥青和沥青混合料试验项目
沥青和沥青混合料的试验项目包括沥青比重、针入度、延度、软化点、粘度、闪点、灰分、含水量、溶解度、沥青混合料矿料级配、马歇尔稳定度、压实沥青混合料密度十二项。
二采用标准
沥青和沥青混合料试验采用的标准为《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ052—2000)。
三适用范围
本作业指导书适用于公路工程沥青和沥青混合的试验工作。
四沥青和沥青混合料试验方法
(一)试验准备
1样品接收
试验人员应根据“派样单”的内容对来样进行仔细复核。
当派样单填写内容与样品不符或对所要求的试验项目不明确,应立即联系派样人员及委托方,确定来样的真实无误。
对无异常情况的样品,按规定的取样数量取样后放入盛样器,作好登记标识,准备进行试验。
2试验环境
沥青及沥青混合料的试验工作对环境温度要求十分严格,不同的试验项目有不同的温度要求。
试验人员在进行试验前,必须先检查环境温度,只有在环境温度达到规定要求时才可进行试验。
3试验仪器设备
试验仪器包括:
比重瓶、恒温水槽、烘箱、天平、分析天平,针入度标准针、温度计、秒表、延度仪、电炉、高温炉、量筒、游标卡尺、马歇尔试验仪、标准筛等。
试验仪器设备中属国家要求强制检定的设备,必须要检定合格;
其它试验设备也应检验合格后方可使用。
每次试验前,必须对所需使用的仪器设备进行试运转并作好仪器设备运行记录,确认仪器设备工作状态良好后方可进行试验。
试验结束后必须清洁仪器设备以备下次使用。
4试验人员
所有从事沥青和沥青混合料试验的的试验人员,必须熟悉有关标准、规范,并经培训考核合格后方可上岗从事试验工作。
同时还应不断更新知识,了解行业最新的发展状况,提高专业技术水平,以满足工作需要。
5沥青试样准备
将装有试样的盛样器带盖放入恒温烘箱中,于80℃左右加热至沥青全部熔化。
将盛样器皿放在可控温的砂浴、油浴、电热套上加热脱水。
当无上述设备不得已采用电炉、煤气炉脱水时必须加放石棉垫,并用玻璃棒搅拌防止局部过热,且时间不得超过30min。
在沥青温度不超过100℃的条件下,仔细脱水至无泡沫为止。
将盛样器中的沥青通过0.6mm的滤筛过滤,筛下的沥青即可进行各项试验。
(二)试验操作规程细则
1沥青比重
(1)用洗液、水、蒸馏水先后仔细洗涤比重瓶,然后烘干称其质量(m1),准确至1mg。
将盛有新煮沸并冷却的蒸馏水的烧杯浸入恒温水浴中一同保温,在烧杯中插入温度计,水的深度必须超过比重瓶顶部40mm以上。
使恒温水浴及烧杯中的蒸馏水达至规定的试验温度±
0.1℃。
如
无特殊说明,试验温度均为15℃。
(2)测定比重瓶的水值
将比重瓶及瓶塞放入恒温水浴中,烧杯底浸没水中的深度应不少于100mm,烧杯口露出水面,并用夹具将其固牢。
待烧杯中水温再次达至规定温度并公路测量保温30min后,将瓶塞塞入瓶口,使多余的水由瓶塞上的毛细孔中挤出,比重瓶内不得有气泡。
将烧杯从水浴中取出,再从烧杯中取出比重瓶,立即用干净软布将瓶塞顶部擦拭一次,再迅速擦干比重瓶外面的水分,称其质量(m2),准确至1mg。
注意瓶塞顶部只能擦拭一次,即使由于膨胀瓶塞上有小水滴也不能再擦拭。
以m2—m1作为试验温度时比重瓶的水值。
(3)液体沥青试样的试验步骤
①将试样过筛(0.6mm)后注入干燥比重瓶中至满,注意不要混入气泡。
②将盛有试样的比重瓶及瓶塞移入恒温水浴(测定温度±
0.1℃)内盛有水的烧杯中,水面应在瓶口下约40mm。
注意勿使水浸入瓶内。
③从烧杯内的水温达到要求的温度后起算保温30min后,将瓶塞塞上,使多余的试样由瓶塞的毛细孔中挤出。
仔细用蘸有三氯乙烯的棉花擦净孔口挤出的试样,并注意保持孔中充满试样。
④从水中取出比重瓶,立即用干净软布仔细地擦去瓶外的水分或粘附的试样(注意不得再揩孔口)后,称其质量(m3),准确至1mg。
(4)粘稠沥青试样的试验步骤
①将准备好的沥青试样,仔细注入比重瓶中,约至2/3高度。
注意勿使试样粘附瓶口或上方瓶壁,并防止混入气泡。
②取出盛有试样的比重瓶,移入干燥器中,在室温下冷却不少于1h,连同瓶塞称其质量(m4)准确至1mg。
③从水浴中取出盛有蒸馏水的烧杯,将蒸馏水注入比重瓶,再放入烧杯中(瓶塞也放进烧杯中),然后把烧杯放回已达试验温度的恒温水槽中,从烧杯中的水温达到规定温度时起算保温30min后,使比重瓶中气泡上升到水面,用细针挑除。
保温至水的体积不再变化为止。
待确认比重瓶已经恒温且无气泡后,再用保温在规定温度水中的瓶塞塞紧,使多余的水从塞孔中溢出,此时应注意不得带入气泡。
④保温30min后,取出比重瓶,按前述方法迅速揩干瓶外水分后称其质量(m5),准确至1mg。
(5)固体沥青试样的试验步骤
①试验前,如试样表面潮湿,可用干燥、清洁的空气吹干,或置50℃烘箱中烘干。
②将50~100g试样打碎,过0.6mm及2.36mm筛,取0.6~2.36mm的粉碎试样不少于5g放入清洁、干燥的比重瓶中,塞紧瓶塞后称其质量(m6),准确至1mg。
③取下瓶塞,将恒温水浴内烧杯中的蒸馏水注入比重瓶,水面高于试样约10mm,同时加入几滴表面活性剂溶液(如1%洗衣粉、洗涤灵),并摇动比重瓶使大部分试样沉入水底,必须使试样颗粒表面上附气泡逸出,注意,摇动时勿使试样脾气出瓶外。
④取下瓶塞,将盛有试样和蒸馏水的毕生瓶置真空干燥箱(器)中抽真空,逐渐达到真空度98kPa(735mmHg)不少于15min。
比重瓶试样表面仍有气泡,可再加几滴表面活性剂溶液,摇气动后再抽真空。
必要时,可反复几次操作,直至无气泡为止。
抽真空不宜过快,防止样品带出比重瓶。
⑤将保温烧杯中的蒸馏水再注入比重瓶中至满,轻轻地塞好瓶塞,再将带塞的比重瓶放入盛有蒸馏水的烧杯中,并塞紧瓶塞。
⑥将有比重瓶的盛水烧杯再置恒温水浴(试验温度±
0.1℃)中保持至少30min后,取出比重瓶,迅速揩干瓶外水分后称其质量(m7),准确至1mg。
(6)计算
①试验温度下液体沥青试样的密度或相对密度按下式计算:
式中:
ρb——试样在试验温度下的密度,g/cm3;
γb——试样在试验温度下的相对密度,无量纲;
m1——比重瓶质量,g;
m2——比重瓶与盛满水时的合计质量,g;
m3——比重瓶与盛满试样时的合计质量,g;
ρw——试验温度下水的密度,15℃水的密度为0.99910g/cm3,25℃水的密度为0.99703g/cm3。
②试验温度下粘稠沥青试样的密度或相对密度按下式计算:
m4——比重瓶与沥青试样的合计质量,g;
m5——比重瓶与试样和水的合计质量,g。
③试验温度下固体沥青试样的密度或相对密度按下式计算:
m6——比重瓶与沥青试样的合计质量,g;
m7——比重瓶与试样和水的合计质量,g。
(7)同一试样应平行试验两次,当两次试验结果的差值符合重复性试验的精度要求时,以平均值作为沥青的密度试验结果,并准确至3位小数。
(8)沥青密度(15℃)与相对密度(25/25℃)之间可由下式换算:
沥青与水的相对密度(25/25℃)=沥青的密度(15℃)×
0.996
2沥青针入度
(1)将制备好的试样注入盛样皿中,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1~1.5h(小盛样皿)、1.5~2h(大盛样皿)或2~2.5h(特殊盛样皿)后,移入保持规定试验温度±
0.1℃的恒温水浴中1~1.5h(小盛样皿)、1.5~2h(大盛样皿)或2~2.5h(特殊盛样皿)。
(2)调整针入度仪使之水平。
检查针连杆和导轨,以确认无水和其他外来物,无明显摩擦。
用三氯乙烯或其他溶剂清洗标准针,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。
(3)取出达到恒温的盛样皿,并移入水温控制在试验温度±
0.1℃(可用恒温水浴中的水)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。
如无特殊说明,温度均为25℃。
(4)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,调节刻度盘或深度批示器的指针指示为零。
(5)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。
(6)拉下刻度盘拉杆与针连杆顶端接触,读取刻度盘指针或深度指示器的读数,精确至0.5。
(7)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,应将盛有盛样皿的平底玻璃皿放入恒温水浴,使平度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。
(8)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。
(9)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,取至整数作为针入度试验结果以0.1mm为单位。
针入度(0.1mm),允许差值(0.1mm)
0~49
2
50~149
4
150~249
6
250~350
10
>
350
14
3沥青延度
(1)将隔离剂拌和均匀,涂于清洁干燥的试模底板和二个侧模的内侧表面,并将试模在试模底板上装妥。
(2)将沥青试样仔细自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。
(3)试件在室温中冷却30~40min,然后置于规定试验温度±
0.1℃的恒温水浴中,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浴中1~1.5h。
(4)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℃。
(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。
(6)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。
(7)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,则应在记录中注明。
(8)同一试样应进行三次试验,如三个测定结果均大于100cm,试验结果记作“>
100cm”;
特殊需要也可分别记录实测值。
如三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,则取三个测定结果的平均值的整数作为试样结果,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。
4沥青软化点
(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止。
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℃。
(2)试样在室温冷却30min后,用环夹夹着试样环,并用热刮刀刮除环面上的试样,务使与环面齐平。
(3)试样软化点在80℃以下者,按下列步骤进行试
验:
①将装有试样的试样环连同试样底板置于装有5±
0.5℃的保温槽冷水中至少15min;
同时将金属支架、钢球、钢球定位环等亦置于相同水槽中。
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从保温槽水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±
注意,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,立即加热,使杯中水温在3min内调节至维持每分钟上升5±
0.5℃,在加热过程中,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,至0.5℃。
(4)试样软化点在80℃以上者,按下列步骤进行试验:
①将装有试样的试样环连同试样底板置于装有32±
1℃甘油的保温槽中至少15min;
同时将金属支架、钢球、钢环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从保温槽中取出装有试样的试样环按上述
(1)的方法进行测定,读取温度至1℃。
(5)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度要求时,取其平均值作为软化点试验结果,准确至0.5℃。
5沥青粘度
(1)根据沥青材料的种类和稠度,选择需要孔径的盛样管,置于水槽中,用规定的环塞堵好流孔,下放蒸发皿。
调整恒温水槽的水温为需要的试验温度±
0.1℃,用胶管接妥进出水口,使热水流正常循环。
(2)将制备好的试样加热或冷却至比试验温度高(2~3)℃(试验温度高于室温时)或比试验温度低(2~3)℃(试验温度低于室温时)后注入盛样管,使液面到达球塞杆垂直时杆上的标记。
(3)试样在水槽中保持试验温度至少30min,用温度计轻轻搅拌试样。
当试样的温度为试验温度±
0.1℃时,调整试样液面至球塞杆的标记处,再继续保温(1~3)min。
(4)在接受瓶或量筒中预先注入肥皂水或矿物油25mL,置于流孔中心处,提起球塞悬挂在试样管边上,待试样流入接受瓶25mL或流入量筒50mL时,按动秒表,待试样流入接受瓶75mL或流入量筒100mL时,按停秒表,记取试样流出50mL所经过的时间,以S计,即为试样的粘度,记为CT,d(T为试验温度,℃;
d为孔径,mm)。
(5)对同一试样应进行二次试验。
当两次测定的差值不大于平均值的4%时,取其平均值的整数部分作为试验结果。
6沥青闪点
(1)将试样杯用溶剂洗净,烘干,装置于支架上,加热板放在可调电炉上,如用燃气炉时,加热板距炉口约50mm,接好可燃气管道或电源。
(2)安装温度计,垂直插入试样杯中,温度计的水银球距杯底约6.5mm位置在与点火器相对一侧距杯边缘约16mm处。
(3)准备沥青试样后,注入试验杯中至标线处,并使试样杯其它部位不沾有沥青。
试样加热温度不能超过闪点以下55℃。
(4)全部装置应置于室内光线较暗且无显著空气流通的地方,并用防风屏三面围护。
(5)将点火器转向一侧,试验点火,调节火苗在成标准球的形状或成直径为4±
0.8mm的小球形试焰。
(6)开始加热试样,升温速度迅速地达到14~17℃/min。
待试样温度达到预期闪点前56℃时,调节加热器降低升温速度,以便在预期闪点前28℃时能使升温速度控制在5.5±
0.5℃/min。
(7)试样温度达到预期闪点前28℃时开始,每隔2℃将点火器的试焰沿试验杯口中心以150mm半径作弧水平扫过一次;
从试验杯口的一边至另一边所经过的时间约1s。
此时应确认点火器的试焰为直径4±
0.8mm的火球,并位于苷埚口上方2~2.5mm处。
试验时不能对着试样杯呼气。
(8)当试样液面上最初出现一瞬即来的蓝色火焰,立即从温度计上读记温度,作为试样的闪点。
注意勿将试焰四周的蓝白色火焰误认为是闪点火焰。
(9)同一试样至少平行试验两次,两次测定结果的差
值不超过重复性试验允许差8℃时,取其平均值的整数作为试验结果。
当试验时的大气压在95.3KPa(715mmHg)以下时,应对闪点的试验结果进行修正,若大气压为95.3~84.3KPa(715~634mmHg)时,修正值为增加2.8℃,当大气压为84.5~73.3KPa(634~500mmHg)时,修正值为增加5.5℃。
7沥青灰分含量
(1)将蒸发皿洗净,烘干后,置于已加热至恒温900℃±
10℃(石油沥青)或815℃±
104(煤沥青)的高温炉中煅烧至连续二次称量差值不大于0.3mg时为止。
(2)将准备好的沥青试样,注入蒸发皿内3g,准确至0.2g。
(3)将蒸发皿置于高温炉中,逐渐升温,待试样的按发物全部挥发遗留为炭状物后再将高温炉升至900℃±
10℃(煤沥青),煅烧2h。
若煅烧后仍有黑色颗粒应再进行煅烧,直至残留物无黑色为止。
(4)取出蒸发皿,置空气中冷却5min,然后置于干燥中冷却至室温后称重,准确至0.2mg,重复进行煅烧,每次15~30min,直至冷却后连续称量差值不大于0.6mg为止。
(5)按下式计算沥青试样的灰分含量:
Pa——灰分含量,%;
m——蒸发皿质量,g;
m1——蒸发皿与试样合计质量,g;
m2——蒸发皿与灰分合计质量,g。
(6)对同一试样应进行二次试验,当两次试验结果的差值不大于0.03%时,以两次试验结果的平均值作为试验结果。
8沥青含水量
(1)称量洗净并烘干的玻璃烧瓶的质量,准确至0.1g。
将试样充分摇匀或预热至(50~80)℃,待试样熔化后注入玻璃烧瓶中约100g(当水分少于25%时)或50g(当水分多于25%时),称其合计质量,准确至0.1g。
用量筒量取溶剂200mL,注入烧瓶并仔细摇匀,投入少量玻璃毛细管或无釉瓷片。
(2)仔细装置试验仪器,加热烧瓶并控制冷凝液的回流速度,使冷凝管的斜口保持每秒滴下2~5滴液体。
回馏过程中应注意观察水分接受器,当水分接受器即将充满水分时,应及时清空后继续回馏。
回馏接近完毕,应使烧瓶中的混合液在短时间内剧烈沸腾,以使水分尽量洗入接受器中。
(3)当接受器中收集的水分体积不再增加,且上层溶剂完全透明时,应停止加热,将冷凝器内的水全部收集到接受器中,读记全部馏出水分的体积。
当接受器内的溶剂浑浊,且管底收集的水分不超过0.2mL时,将接受器浸入热水中(20~30)min,使溶剂澄清后才读记馏出水分的体积。
(4)按下式计算沥青含水量:
Pw——试样含水量,%;
Vw——接受器中水分的体积,mL;
m1——玻璃烧瓶质量,g;
m2——玻璃烧瓶与试样合计质量,g;
ρw——水的密度。
当两次试验结果差值符合精密度要求时,以两次试验的平均值作为试验结果。
9沥青溶解度
(1)准备沥青试样
(2)将玻璃纤维滤纸置于洁净的古氏坩埚中的底部,用溶剂冲洗滤纸和古氏坩埚,使溶剂挥发后,置温度为105±
5℃的烘箱内干燥至恒重(一般为15min),然后移入干燥器中冷却,冷却时间不少于30min,称其质量(m1),准确至0.2mg。
(3)称取已烘干的锥形烧瓶和玻璃棒(m2)的质量,准确至0.2mg。
(4)用预先干燥的锥形烧瓶称取沥青试样2g(m3),准确至0.2mg。
(5)在不断摇动下,分次加入三氯乙烯100mL,直至试样溶解后盖上瓶塞,并在室温下放置至少15min。
(6)将已称质量的滤纸及古氏坩埚,安装在过滤烧瓶上,用少量的三氯乙烯润湿玻璃纤维滤纸。
然后,将沥青溶液沿玻璃棒倒入下班纤维滤纸中,并以连续滴状速度进行过滤。
必要时,使用水流泵或真空泵过滤。
过滤时,应尽量将在锥形烧瓶中的溶物移至坩埚中。
再用溶剂洗涤古氏坩埚的玻璃纤维滤纸,直至滤液无色透明为止。
(7)取出古氏坩埚,置能风处,直至无溶剂气味为止;
然后,将古氏坩埚移入温度为105±
5℃的烘箱中至少20min;
同时,
将原锥形瓶、玻璃棒等也置于烘箱中烘至恒重。
(8)取出古氏坩埚及锥形瓶等置于干燥器中冷却30±
5min后,分别称其质量(m4、m5),直至连续称量的差不大于0.3mg为止。
(9)沥青试样的可溶物含量按下式计算:
Sb——沥青试样的溶解度,%;
m1——古氏坩埚与玻璃纤维纸合计质量,g;
m2——锥形瓶与玻璃棒合计质量,g;
m3——锥形瓶、玻璃棒与沥青试样合计质量,g;
m4——古氏坩埚、玻璃纤维滤纸与不溶物合计质量,g;
m5——锥形瓶、玻璃棒与粘附不溶物合计质量,g。
(10)同一试样至少平行试验两次,当两次结果之差不大于0.1%时,取其平均值作为试验结果。
对于溶解度大于99.0%的试验结果,准确至0.01%;
对于溶解度等于或小于99.0%的试验结果,准确至0.1%。
10沥青混合料的矿料级配
(1)将选取的有代表性的样品抽提沥青后,将全部矿质混合料放入样品盘中,在(105±
5)℃条件下烘干并冷却至室温。
(2)将全部矿料试样称重,准确至0.1g。
按沥青混合料矿料级配设计要求,选用全部或部分需要筛孔的标准筛。
作施工质量检验时,至少应包括0.075mm、2.36mm、4.75mm及集料公
称最大粒径等筛孔,按大小顺序排列成套筛。
(3)将标准筛带筛底置摇筛机上,并将矿质混合料置于筛内,盖妥筛盖后,压紧摇筛机,开动摇筛机筛分10min。
取下套筛后,按筛孔大小顺序,在一清洁的浅盘上,再