压实沥青混合料密度试验表干法1 目的与适用范围1.1 本方法适用于测定吸水率不大于2%的各种沥青混合料试件,包括密级配沥青混凝土、沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)和沥青稳定碎石等沥青混合料试件的毛体积相对密度和毛体积密度标准温度为250.5℃1.2 本方法测定的毛体积相对密度和毛体积密度适用于计算沥青混合料试件的空隙率、矿料间隙率等各项体积指标2 仪具与材料技术要求2.1 浸水天平或电子天平:当最大称量在3kg以下时,感量不大于0.1g;最大称量3kg以上时,感量不大于0.5g应有测量水中重的挂钩2.2 网篮2.3 溢流水箱:使用洁净水,有水位溢流装置,保持试件和网篮浸入水中后的水位一定能调整水温至250.5℃2.4 试件悬吊装置:天平下方悬吊网篮及试件的装置,吊线应采用不吸水的细尼龙线绳,并有足够的长度对轮碾成型机成型的板块状试件可用铁丝悬挂2.5 秒表2.6 毛巾2.7 电风扇或烘箱3 方法与步骤 3.1 准备试件本试验可以采用室内成型的试件,也可以采用工程现场钻芯、切割等方法获得的试件当采用现场钻芯取样时,应按照T0710的方法进行试验前试件宜在阴凉处保存(温度不宜高于35℃),且放置在水平的平面上,注意不要使试件产生变形。
3.2 选择适宜的浸水天平或电子天平,最大称量应满足试件质量的要求3.3 除去试件表面的浮粒,称取千燥试件的空中质量(ma)、根据选择的天平的感量读数,准确至0.1g或0.5g3.4 将溢流水箱水温保持在250.5℃挂上网篮,浸人溢流水箱中,调节水位,将天平调平并复零,把试件置于网篮中(注意不要晃动水)浸水中3~5min,称取水中质量(mw)若天平读数持续变化,不能很快达到稳定,说明试件吸水较严重,不适用于此法测定,应改用本规程T0707的蜡封法测定3.5 从水中取出试件,用洁净柔软的拧干湿毛巾轻轻擦去试件的表面水(不得吸走空隙内的水),称取试件的表干质量(mf)从试件拿出水面到擦拭结束不宜超过5s,称量过程中流出的水不得再擦拭3.6 对从工程现场钻取的非干燥试件,可先称取水中质量(mw)和表干质量(mf),然后用电风扇将试件吹干至恒重(一般不少于12h,当不需进行其他试验时,也可用605℃烘箱烘干至恒重),再称取空中质量(ma)4 计算4.1 按式(T0705-1)计箅试件的吸水率,取1位小数Sa =mf-ma100(T 0705-1)mf-mw式中: Sa——试件的吸水率(%);ma ——干燥试件的空中质量(g);mw——试件的水中质量(g);mf ——试件的表干质量(g)。
4.2 按式(T0705-2)及式(T0705-3)计算试件的毛体积相对密度和毛体积密度,取3位小数γf =ma(T 0705-2)mf-mwρf =maρw(T 0705-3)mf-mw式中: γf——试件毛体积相对密度,无量纲;ρf——试件毛体积密度(g/cm3);ρw ——时水的密度,取0.9971g/cm34.3 按式(T0705-4)计算试件的孔隙率,取1位小数VV=(1-γf)100(T0705-4)γt式中: VV——试件的空隙率(%);γt——沥青混合料理论最大相对密度,按4.7的方法计算或实测得到,无量纲;γf——试件的毛体积相对密度,无量纲,通常采用表干法测定;当试件吸水率Sa>2%时,宜采用蜡封法测定;当按规定容许采用水中重法测定时,也可采用表观相对密度代替4.4 按式(T0705-5)计算矿料的合成毛体积相对密度,取3位小数γsb =100(T 0705-5)P1+P2+…+Pnγ1γ2γn式中: γsb——矿料的合成毛体积相对密度,无量纲;P1、P2、…Pn——各种矿料占矿料总质量的百分率(%),其和为100;γ1、γ2…γn——各种矿料的相对密度,无量纲;采用《公路工程集料试验规程》(JTGE42—2005)的方法进行测定,粗集料T0304方法测定;机制砂及石屑可按T0330方法测定,也可以用筛出的2.36 ~4.75mm部分按T 0304方法测定的毛体积相对密度代替;矿粉(含消石灰、水泥)采用表观相对密度。
4.5 按式(T0705-6)计算矿料的合成表观相对密度,取3位小数γsa =100(T 0705-6)P1+P2+…+Pnγ1γ2γn式中: γsa——矿料的合成表观相对密度,无量纲; γ1、γ2…γn ——各种矿料的表观相对密度,无量纲4.6 确定矿料的有效相对密度,取3位小数4.6.1 对非改性沥青混合料,采用真空法实测理论最大相对密度,取平均值按式(T0705-7)计算合成矿料的有效相对密度γseγse =100-Pb(T 0705-7)100+Pbγtγb式中:γse——合成矿料的有效相对密度,无量纲;Pb——沥青用量,即沥青质量占沥青混合料总质量的百分比(%);γt ——实测的沥青混合料理论最大相对密度,无量纲;γb ——25℃时沥青的相对密度,无量纲4.6.2 对改性沥青及SMA等难以分散的混合料,有效相对密度宜直接由矿料的合成毛体积相对密度与合成表观相对密度按式(T0705-8)计算确定,其中沥青吸收系数C值根据材料的吸水率由式(T0705-9)求得,合成矿料的吸水率按式(T0705-10)计算 γse= C γsa+(1-C)γsb (T0705-8)C=0.033w-0.2936wx+0.9339 (T0705-9)wx=(1-1)100(T0705-10)γsbγsa式中:C——沥青吸收系数,无量纲;wx——合成矿料的吸水率(%)。
4.7 确定沥青混合料的理论最大相对密度,取3位小数4.7.1 对非改性的普通沥青混合料,采用真空法实测沥青混合料的理论最大相对密度γt4.7.2 对改性沥青或SMA混合料宜按式(T0705-11)或式(T0705-12)计算沥青混合料对应油石比的理论最大相对密度γt =100+Pa(T0705-11)100+Paγseγbγt =100+Pa+ Px(T0705-12)100+Pa+Pxγseγbγx式中: γt——计算沥靑混合料对应油石比的理论最大相对密度,无量纲; Pa——油石比,即沥青质量占矿料总质量的百分比(%);Pa=[ Pb/(100-Pb)]100Px——纤维用量,即纤维质量占矿料总质量的百分比(%);γx ——25℃时纤维的相对密度,由厂方提供或实测得到,无量纲;γse ——合成矿料的有效相对密度,无量纲; γb——25℃时沥青的相对密度,无量纲4.7.3 对旧路面钻取芯样的试件缺乏材料密度、配合比及油石比的沥青混合料,可以采用真空法实测沥青混合料的理论最大相对密度γt4.8 按式(T0705-13)~式(T0705-15)计算试件的空隙率、矿料间隙率VMA和有效沥青的饱和度VFA,取1位小数。
VV=(1-γf)100(T0705-13)γtVV=(1-γfPs)100(T0705-14)γsb100VFA =VMA-VV100(T0705-15)VMA式中:VV——沥青混合料试件的空隙率(%);VMA——沥青混合料试件的矿料间隙率(%); VFA——沥青混合料试件的有效沥青饱和度(%); Ps ——各种矿料占沥青混合料总质量的百分率之和(%);Ps =100 - Pbγsb——矿料的合成毛体积相对密度,无量纲4.9 按式(T0705-16)~式(T0705-18)计算沥青结合料被矿料吸收的比例及有效沥青含量、有效沥青体积百分率,取1位小数Pba =γse-γsbγb100(T0705-16)γse γsbPbe =Pb-Pba100(T0705-17)100Vbe =γf Pbe(T0705-18)γb式中:Pba——沥青混合料中被矿料吸收的沥青质量占矿料总质量的百分率(%); Pbe——沥青混合料中的有效沥青含量(%);Vbe——沥青混合料试件的有效沥青体积百分率(%)4.10 按式(T0705-19)计箅沥青混合料的粉胶比,取1位小数FB =P0.075(T0705-19)Pbe式中:FB——粉胶比,沥青混合料的矿料中0.075mm通过率与有效沥青含量的比值,无量纲;P0.075——矿料级配中0.075mm的通过百分率(水洗法)(%)。
4.11 按式(T0705-20)计算集料的比表面积,按式(T0705-21)计算沥青混合料沥青膜有效厚度各种集料粒径的表面积系数按表T0705-1取用SA=Σ(Pi FAi) (T0705-20)DA =Pbe1000(T0705-21)ρb Ps SA式中:SA——集料的比表面积(m2/kg);Pi——集料各粒径的质量通过百分率(%);FAi ——各筛孔对应集料的表面积系数(m2/kg),按表T0705-1确定;DA——沥青膜有效厚度(μm); ρb——沥青25℃时的密度(g/cm3)表T0705-1 集料的表面积系数及比表面积计算示例筛孔尺寸(mm)191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075表面积系数FA(m2/kg)0.0041———0.00410.00820.01640.02870.06140.12290.3277集料各粒径的质量通过百分率Pi(%)1009285766042322316126集料的比表面积FAiPi(m2/kg)0.41———0.250.340.520.660.981.471.97集料比表面积总和SA(m2/kg)SA=0.41+0.25+0.34+0.52+0.66+0.98+1.47+1.97=6.60注:矿料级配中大于4.75mm集料的表面积系数FA均取0.004 1。
计算集料比表面积时,大于4.75mm集料的比表面积只计算一次,即只计算最大粒径对应部分如表T0705-1,该例的SA=6.60 m2/kg,若沥青混合料的有效沥青含量为4.65%,沥青混合料的沥青用量为4.8%,沥青的密度1.03 g/cm3,Ps=95.2,则沥青膜厚度DA=4.65/(95.2 1.036.60)1 000=7.19μm4.12 粗集料骨架间隙率可按式(T0705-22)计算,取1位小数VCAmix =100-γfPca(T0705-22)γca式中:VCAmix——粗集料骨架间隙率(%);Pca ——矿料中所有粗集料质量占沥青混合料总质量的百分率(%),按式(T0705-23)计算得到; 。