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1、2012.04,公路工程沥青及沥青混合料试验规程,主 要 内 容,沥青路面设计方法,我国沥青路面设计方法的发展,沥青路面设计方法,沥青路面设计方法,沥 青 材 料,来源：天然沥青、石油沥青、焦油沥青、煤沥青、页岩沥青。其中石油沥青产量最大，应用最广 加工方法：蒸馏沥青、氧化沥青、溶剂沥青、调和沥青 原油性质：石蜡基沥青、环烷基沥青（优质的重交通沥青）、中间基沥青（普通道路沥青） 沥青用途：道路沥青、建筑沥青、机场沥青、其他沥青,沥 青 材 料,二组分：沥青质和软沥青质 三组分：沥青质、油分和树脂 四组分：沥青质、胶质、芳香分、饱和分。 沥青质：含量增加，稠度提高，软化点上升。优质沥青必须含有一
2、定数量的沥青质，但克拉玛依沥青是个例外 胶质：对沥青延性、粘结力有很大影响 芳香分和饱和分：都属油分，起润滑和柔软作用，含量增加，软化点降低，针入度变大，稠度降低 五组分：沥青质、氮基、第一酸性分、第二酸性分、链烷分,沥 青 材 料,密度：大小和化学组成有关，一般密度大的沥青其性能较好。实质上是沥青质含量高，饱和分含量低。 热膨胀系数：线膨胀系数和体膨胀系数 表面张力：与温度等因素有关 介电常数 比热容 导热系数,道路沥青的技术指标和技术要求,针入度：划分沥青标号，越小说明沥青稠度越大 软化点：反映的是沥青的黏度，与沥青标号有关；还可反映沥青的温度敏感度，一般认为软化点高，其等黏温度也高，或温
3、度稳定性好 延度：反映沥青的柔韧性，越大说明沥青柔韧性越好。如低温下延度大，说明沥青抗裂性能好。一般来说，延度大的沥青含蜡量低，黏结性和耐久性都好,道路沥青的技术指标和技术要求,溶解度：表明沥青的有效成分，溶剂：三氯乙烯、二甲苯 闪点：与沥青中轻质油分有关 薄膜烘箱试验：反映沥青的耐老化性能 含蜡量：对沥青温度稳定性和黏结性有较大影响 脆点：反映沥青材料的低温性能 我国道路石油沥青采用针入度作为分级标准，提出三个等级。在技术指标中增加了反映沥青感温性能的指标针入度指数PI，沥青高温性能指标-60黏度，并选择10 延度作为评价沥青低温性能的指标。,道路沥青的技术指标和技术要求,针入度分级有局限性
4、，在25温度下，针入度相同的两种沥青，其黏度往往会有较大差别。而黏度是表征沥青黏结性能的重要指标，反映了沥青在中温和高温下的力学性能 美国各州公路与运输工作者协会（AASHTO) 美国试验与材料协会（ASTM) 日本的60 黏度分级的半氧化沥青技术表准,道路沥青的技术指标和技术要求,车辙因子：动态剪切流变仪（DSR） 黏度：毛细管黏度计或旋转黏度计 拉伸应变：直接拉伸誓言几句 蠕变劲度：弯曲梁流变仪 质量损失：压力老化箱和旋转薄膜烘箱,沥 青 材 料,沥青在外力作用下抵抗剪切变形的能力 测试方法:毛细管黏度计、双筒旋转黏度计、滑板黏度计、流出型黏度计,表征沥青对温度变化的敏感性 表示方法:黏温
5、指数、针入度温度敏感性系数、针入度指数、针入度黏度指数、塑性温度范围,沥 青 材 料,沥青与石料之间相互作用所产生的物理吸附和化学吸附的能力 评定方法:水煮法试验、浸水法试验、净吸附法试验、示踪盐法光电分光光度法试验,评定方法：薄膜烘箱试验法、老化指数法、SHRP压力老化容器法,沥 青 材 料,弹性：在低温下，黏度增大，流动性降低，表现出弹性性质；在瞬间荷载作用下，也表现为弹性性质 塑性、脆性和韧性：车辙是塑性变形积累的结果；冬季开裂是脆性所致；韧性与脆性相反，延度是韧性的度量方法，添加聚合物改性剂有助于韧性的改善 黏性：是物体抵抗剪切变形的能力,沥 青 材 料,针入度和软化点之间的关系 针入
6、度与黏度的关系 软化点与黏度的关系 沥青延度与其黏流性质的关系 脆点与黏度的关系,沥 青 材 料,蠕变：在应力保持不变的情况下，应变随时间的延长而增大。可用蠕变模量来估算沥青路面的车辙量。 松弛：物体在恒定的应变条件下，应力随时间逐渐减小的力学行为 劲度模量：体现了沥青力学性能随温度和荷载作用时间的变化规律。并非常数,沥 青 材 料,动态剪切流变试验 美国SHRP规范定义复数剪切模量和相位角的比值为车辙因子，其值越大表示沥青的弹性性质越显著。 虽然车辙因子用以表征沥青材料的抗永久变形的能力，反映了沥青的高温稳定性，但其与交通荷载之间的关系还不清楚。,沥 青 材 料,弯曲梁流变试验(BBR) 美
7、国SHRP研发的能准确评价低温下沥青劲度和蠕变速率的方法。是应用工程上梁的理论，量测沥青小梁试件在蠕变荷载作用下的劲度。可获得两个参数：蠕变劲度和m值，后者是荷载作用时沥青劲度的变化率。,沥 青 材 料,直接拉伸试验 美国SHRP为测试沥青的拉伸性能研发的试验，用以测定沥青在低温时的极限拉伸应变。 沥青成型为哑铃状，试件约重2kg。试验在很低温度下进行，应变很小，采用激光测微计。,改 性 沥 青 材 料,树脂类：聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、乙烯-醋酸乙烯（EVA） 橡胶类：丁苯橡胶（SBR）、氯丁橡胶（CR）、橡胶粉 热塑性弹性体类：苯乙烯丁二烯嵌段共聚物（SBS）、苯乙烯-异戊二烯嵌段共
8、聚物（SIS）、苯乙烯-聚乙烯、丁基聚乙烯（SE/BS） 一般认为，树脂类改性沥青具有良好的高温稳定性和抗车辙能力，但对于沥青路面的低温抗裂性无明显改善；橡胶类具有较好的低温抗裂性能和较好的黏结性能；热塑性弹性体类具有较好的温度稳定性，能明显提高基础沥青的高低温性能，降低温度敏感性，增强耐老化疲劳性能。当前，用于沥青改性的聚合物主要是SBS、PE、EVA、SBR四种。,沥 青 混 合 料,最大公称粒径：特粗式、粗粒式、中粒式、细粒式、砂粒式 密实性：密实式、半密实、半开式、开式 拌合与摊铺温度：热拌热铺、冷拌冷铺、热拌冷铺 组成结构：悬浮密实、骨架空隙、骨架密实、SMA 功能：沥青玛蹄脂碎石、
9、排水性、防滑式、浇筑式、环氧沥青混合料、彩色、储存式、再生、乳化、稀浆封层等,沥 青 混 合 料,沥青结合料的黏度 集料岩石的种类 集料的颗粒形状 集料级配 矿粉的品种与用量 沥青结合料用量 环境温度与行车荷载,沥青混合料性能评价方法,轮辙试验 沥青路面分析仪轮辙试验 蠕变试验 三轴试验 简单剪切,沥青混合料性能评价方法,低温弯曲试验 低温弯曲蠕变试验 沥青混合料脆化点温度 J积分试验,沥青混合料性能评价方法,残留稳定度试验 冻融劈裂试验 浸水轮辙试,沥青混合料性能评价方法,试件法 试块法 试槽法 现场法,公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订,2000-6-15发布，同年10-1实施 是对公
10、路工程沥青及沥青混合料试验规程（JTJ052-93）的修订 共修订15项，增补16项,公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订,对沥青混合料的密度测试条件进一步作了明确规定，空隙率计算时明确采用毛体积密度，用表干法、蜡封法或体积法测定。当试件基本上不吸水，按规定容许采用水中重法测定时也可用表观密度代替 马歇尔试验方法中增补了大型马歇尔试件内容 增补了为沥青混合料进行水稳定性检验的冻融劈裂试验 配合设计规范确定了沥青混合料面层的设计参数，温度的确定,公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订,增补室内试验用轮碾法成型的试件表面测定构造深度和渗水性的试验方法 增补检验SMA路面沥青用量的析漏试验及分散试
11、验 增补评价沥青混合料低温抗裂性能的弯曲蠕变试验 增补评价抗剥落剂性能的试验方法及沥青混合料的老化试验方法,公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订,增补沥青针入度试验方法中测定针入度指数、当量软化点、当量脆点的方法，沥青酸值的测定方法，沥青粘度测定方法，沥青与石料的低温粘结力试验，聚合物改性沥青的离析试验、沥青弹性恢复试验等 增补与乳化沥青稀浆封层有关的两个试验方法，即乳化沥青稀浆封层混合料固化时间试验和负荷轮碾压试验方法 对沥青蜡含量试验方法等也有局部修订,公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订,2011-9-13发布，同年12-1实施 随着我国公路建设的快速发展，国外许多新设备、新技术和新
12、方法在沥青及沥青混合料中得到广泛应用。为提高我国沥青及沥青混合料的试验和评价水平，原规程需作进一步修订和完善，并非常有必要补充一些新的试验方法。为此，交通运输部在2007年度公路工程行业标准制修订项目计划中下达了原规程的修订任务，由交通运输部公路科学研究院负责修订工作 共修订43项，增补13项，删除2项,公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订,修改完善了部分沥青及沥青混合料试验方法的适用范围、仪器与材料技术要求、方法与步骤 在沥青混合料理论最大相对密度测定方法中，取消了真空袋标准，统一采用负压标准，同时对试验步骤中的细节进行了修订 对沥青混合料试件密度的测定方法、体积参数的计算方法进行了补充完
13、善；同时对沥青混合料试件的保存条件提出要求,公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订,增补沥青弯曲蠕变劲度试验（弯曲梁流变仪法） 增补沥青流变性质试验（动态剪切流变仪法） 增补沥青断裂性能试验（直接拉伸法） 增补压力老化容器加速沥青老化试验 增补乳化沥青与水混合稳定性试验 增补沥青混合料中沥青含量试验（燃烧炉法） 增补沥青混合料旋转压实试件制作方法（SGC方法） 增补沥青混合料旋转压实和剪切性能试验（GTM法）,公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订,增补沥青混合料单轴压缩动态模量试验 增补沥青混合料四点弯曲疲劳寿命试验 增补稀浆混合料车辙变形试验 增补稀浆混合料拌合试验 增补稀浆混合料配伍性等
14、级试验 删除T0723沥青混合料中沥青含量试验（回流式抽提仪法）、T0724沥青混合料中沥青含量试验（脂肪抽提器法）,公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订,增补沥青混合料单轴压缩动态模量试验 增补沥青混合料四点弯曲疲劳寿命试验 增补稀浆混合料车辙变形试验 增补稀浆混合料拌合试验 增补稀浆混合料配伍性等级试验 删除T0723沥青混合料中沥青含量试验（回流式抽提仪法）、T0724沥青混合料中沥青含量试验（脂肪抽提器法）,公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订,包括99个测定沥青和沥青混合料基本工程性质的试验项目。其中沥青试验54个，沥青混合料试验45个 “各级公路”是指高速公路、国省道、农村公路
15、和技术标准上的各级公路。对机场道面等专用公路，应充分考虑各自特点，参照规程执行。沥青试验包括道路石油沥青、改性沥青、液体石油沥青、乳化沥青、改性乳化沥青等沥青技术要求试验，沥青混合料包括普通沥青混合料、改性沥青混合料、稀浆混合料等技术要求试验,公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订,适用条件：在生产厂、储存或交货验收地点为检查沥青产品质量而采集各种沥青材料的样品 取样数量：根据国标及ASTM取样法规定制定，将稠沥青或固体沥青样品数量从1.5kg改为4kg。因为数量太少缺乏代表性，数据可能不准，另外防止招标中随便拿一点样品去试验来代替自己产品 取样地点：增加了从公路常用的沥青储存池中及验收地点取
16、样，并补充了油罐装料过程中取样方法,公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订,从储油罐中取样：沥青热态长期静放会有轻度的分离，有点单位仅从储罐顶面用小桶取样会影响实验结果 从油桶中取样，ASTM规定可从顶面下75mm处取样，根据我国实际情况，桶装沥青往往容易进水，且桶的上下部沥青可能不均匀，因此从顶面下取样是不合适的，在侧面凿开取样时，为方便取样由75mm改为50mm 必须注意防水问题：进水后不仅增加了脱水程序，而且试样经常因脱水加热发生老化 高温重复加热会造成沥青老化，因此规范规定应尽量减少加热次数，用于质量仲裁检验的样品，重复加热次数不得超过两次,公路工程沥青及沥青混合料试验规程的修订,适用条件：黏稠道路石油沥青、煤沥青、聚合物改性沥青等需要加热后才能进行试验的沥青试样 与原规程相比，本规程增加了聚合物改性沥青 石油沥青取样后送到试验室时通常已冷却固化，在沥青加热、脱水、过滤过程中肯定会影响沥青本身性能，如针入度减小、延度变小等，所以规定必须用烘箱加热融化沥青。尤其是进行质量仲裁试验时，严禁用电炉或明火加热，以免
