道路实验与检测技术之沥青材料试验

沥青材料试验

大连理工大学土木水利实验教学中心道路工程实验室《道路实验与检测技术》教学实验一、实验目的1.通过沥青三大指标实验，熟知沥青的条件温度、条件粘度及沥青材料的感温性。2.掌握沥青三大指标的测定方法和沥青标号的划分。3.熟悉沥青材料的主要技术性质和技术标准。二、标准依据“重交通量道路石油沥青的技术要求”中8个指标归类：第一类为沥青的路用性能（针入度、延度、软化点、薄膜烘箱、密度）第二类为沥青成分的控制指标（溶解度、含蜡量）第三类为沥青的工艺性质（闪点）石油沥青的技术标准

蜡对沥青性能的影响，现有研究认为：沥青中蜡的存在，在高温时会使沥青容易发软，导致沥青高温稳定性降低，出现车辙或流淌；相反，在低温时会使沥青变得脆硬，导致低温抗裂性降低；此外，蜡会使沥青与石料粘附性降低，在有水的条件下，会使路面石子产生剥落现象，造成路面破坏；更严重的是，含蜡沥青会使沥青路面的抗滑性降低，影响路面的行车安全。

对于沥青含蜡量的限制，由于世界各国测定方法不同，所以限制值也不一致，其范围为2%～4%。我国标准规定,重交通量道路石油沥青的

含蜡量（蒸馏法）不大于3%

含蜡量（蒸馏法）不大于3%。

沥青的含蜡量石油沥青的评价方法1.沥青的分级指标---用针入度和60度粘度测定法2.沥青的高温稳定性指标---软化点和60度粘度测定3.沥青的低温抗裂性指标---用脆点和延度测定4.沥青的抗老化性能指标---用旋转薄膜烘箱测定5.沥青的综合指标---用蜡含量,密度,溶解度,针入度指数测定三、实验内容1.针入度实验2.延度实验3.软化点实验评价粘稠石油沥青路用性能最常用的经验指标为：针入度、延度、软化点，通称“沥青三大指标”。沥青三大指标针入度——粘滞性（确定沥青标号）延度——塑性（低温抗裂性）软化点——感温性（高温稳定性）沥青三大指标（续）针入度是在规定温度下测定沥青的条件粘度软化点是沥青达到规定条件粘度时的温度延度与沥青的流变特性、胶体结构和化学组分等有密切的关系沥青试样准备①恒温烘箱中（烘箱温度80℃左右）加热至沥青全部熔化。②盛样器皿在有石棉垫的炉具上缓慢加热。目的：脱水（即无泡沫）注：加热时间不超过30min沥青温度不超过100℃③沥青通过0.6mm的滤筛，目的：过滤（去杂质）注：盛样器皿要干净,干燥数量要满足一批试验项目所需的量并有富余。④沥青一次灌入各项试验的模具中。注：反复加热的次数不得超过两次；灌模剩余的沥青不得重复使用。（一）针入度实验针入度试验

(Penetrationtest)该法是沥青材料在规定温度条件下，以规定质量的标准针经过规定时间贯入沥青试样的深度（以1/10为单位计）。针入度试验常用条件为5℃、15℃、25℃和35℃等，但标准针质量和贯入时间均为100g和5s.针入度值愈大，表示沥青愈软（稠度愈小）。实质上，针入度是测定沥青稠度的一种指标。通常稠度高的沥青，其粘度亦高。针入度试验（续）

(Penetrationtest)

实验条件以：PT、m、t表示。其中P为针入度，T为试验温度，m为标准针（包括连杆及砝码）的质量，t为贯入时间。我国现行试验法(JTJ052T0604-93)规定：常用的试验条件为：P

25℃、100g、5s针入度试验方法①针入度仪：标准针的连杆无明显摩擦垂直运动精度准确至0.1mm②标准针：不锈钢制成，硬度为54～60针的表面粗糙度为0.2～0.3μm针与柄的总质量为2.5±0.05g③盛样皿：试样皿内径55±1mm,内部深度35±1mm（针入度<200时用）

内径70±1mm,内部深度45±1mm（大试样皿，针入度在200～350时用）针入度试验方法④样品准备：在15～30℃空气中冷却小试样皿1.0～1.5h大试样皿1.5～2.0h在规定试验温度±0.1℃的恒温水浴中恒温小试样皿1.5～2h 大试样皿2～2.5h⑤开始试验：试验温度25℃±0.1℃求5秒内贯入试样深度，即针入度值（1/10mm）

注：同一试样平行试验至少3次，各测点间距离不应小于10mm，每一次测定针必须干净。试验结果必须在允许偏差范围内，否则试验重做。（二）延度实验延度试验

（Ductility）该法是将沥青试样制成8字形标准试件（最小断面1cm²），在规定拉伸速度和规定温度下拉断时的长度（以cm计）称为延度。

沥青的延性是沥青受到外力的拉伸作用时，所能承受的塑性变形的总能力。通常是用延度作为条件延性指标来表征延度试验（续）

（Ductility）

沥青的延度是采用延度仪来测定。

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5±0.25cm/min。

当低温采用1±0.05cm/min拉伸速度时，应在报告中注名。延度试摊验（续）（Du揉ct械il丙it答y）我国鸽现行砖规范冰规定施：对中、轻交通赢量道组路石富油沥蹈青，试验语温度T=2凑5℃，拉伸速嫁度v=见5±票0.导25石cm左/m皆in下的捡延度扶；对重交通量考道路石付油沥青醒，试验居温度T=看15欲℃，拉伸速武度v=锻5±邪0.虑25蓝cm描/m呢in下的延把度。延度试验方返法①延缴度仪午：试矿件浸周没于帽水中挽，试膊验过棒程中喜无明妨显振险动。保持规政定的试塞验温度尖（25℃，15链℃，10美℃，5℃）规定纸的拉馒伸速潜度5cm静/mi娇n，使试习件拉足遍。②试模爱：八字讲模，由似黄铜制扬成由两个挑端模和租两个侧野模所组述成金属板冈，由黄绍铜或不首锈钢制棕成，表览面粗糙朱度0.窜2μ伟m③样品加准备此：甘常油滑室石粉明拌和贯的隔秀离剂域涂在尼金属胡板和鱼铜模很的内税侧面八字模僻在金属恶板上组跳装好沥青喂样品属从模勤的一辆端至挨另一拳端往新返注辫入试样略鼻高出模弓具注：梨两个唯端模颤不涂碎隔离钩剂提（为椅何？膛）延度试验方曲法③样品阴准备：那试件在15～30闲℃空气中无冷却30～40晃mi陕n在试验擦温度的淘水浴中猴保持30m绒in用热刀析刮平（丑沥青面威与模面个齐平）子，自模瘦的中地间刮船向两跟边试样吧连同农金属摧板再构浸入臭水浴玻中1～1.5窑h④开始有试验摄：确文定延轻度仪脑的拉谢伸速属度，造试验旬温度±0.改5℃试件报从金蜻属板夹上取替下，漂模具丢两端皱套在掉滑板阴及槽勾端上物，去掉饼侧模水面足距试汁件表棕面不级小于25m氏m求试纵件拉伙断时码指针书所指队标尺佣上的什读数盐，即修为试董样的技延度硬（cm）注：试率验数据飞整理见意（P30辞5）8，9，10条。（三妖）软化瞒点实验软化点蜓试验沸（Sof毙ten狮ing先po则int）该法是沥青蜂试样彼注于闯内径梯为18.绞9mm的铜惯环中欧，环上寸置一朱重3.5秋g的钢享球，在规走定的烘加热佛速度破（5℃碑/m凭in）下进锤行加热凉，沥青试王样逐渐军软化，夸直至在红钢球荷莫重作用偿下，使沥青上产生25舞.4秤mm挠度时问的温度漂，称为蠢软化点漆。软化点填试验（续）（Sof伙ten满ing伞po亿int）根据已队有研究置认为：沥青在帽软化点隙时的粘巴度约为120填0Pa诉·s。或相对嗽于针入营度值800（1/1插0mm）。据此，虽可以认杏为：软化点夸是一种俊人为的票“等粘绸温度”。故软外化点桥既是统反映腹沥青估材料集热稳衣定性堪的一恋个指乖标，也是旦沥青后粘度遍的一接种量误度。软化混点试验遇方法①环与娘球软化馋点仪：我双环结膏构，由柳钢球，统试样环洗，定位番环，试验戏架，差烧杯症组成钢球亡→直顽径9.白53秆mm，质宋量3.5防±0.慌05g，由钢庄制成试样环庭→内径19赌.8竭mm（上疗内径诉），15.栏9mm（下内访径）定位环拢→使钢陡球定位烦于试样榆环中央试验架滔→由两广个连接挥杆，三光层平行绳金属板殿组成中层板遇与下层帽板之间阅的距离为25悼.4梁mm烧杯砌→容矛积为800～10水00猴ml，直径则不小于86渡mm高度搬不小絮于120妖mm，无普嘴高功型烧绸杯②样品匹准备：梳试样环剂放在涂学有隔离虏剂的金绣属板上符或玻璃利板上试样独注入价试样司环内淹，略颠高出盲环面试样旱在15～30℃空气中培冷却30声mi遮n用热刀侧刮平（含沥青面需与环面脆齐平）恒温纹水浴5±造0.割5℃，保节持15匹mi哲n软化宪点试验谜方法③开始这试验：璃烧杯内5℃的蒸馏炉水，放置试倾样环，降套上钢妹球定位画环，整牢个环架站放入烧党杯内，调整豪水面务（水佛面至缝液面仪指示胀线）环架荒上任痛何部职分均尊不得震有气味泡垂直插叶入温度运计，至贤试样环荷下面齐尾平求水温垫以5±坝0.棍5℃她/m疲in速度上至升，试敞样受热愁软化下填坠至与下层踩底板表灯面接触帆时的温汪度，即仗为试样许的软化糠点(℃)注：取要平行测蜓定两个且结果的借算术平蛮均值为遵测定结拼果沥青三棍大指标（试鸟验准馅备时旦间)针入度空中笔冷却1--门-1.阁5小时恒温闻水浴1.悉5-圈--迟2小时软化点空