沥青黏附性试验的图像分析方法初探
沥青与集料的粘附性分析沥青与集料粘附性试验

沥青与集料的粘附性分析沥青与集料粘附性试验沥青混合料的抗水损坏能力是决定路面水稳定性的根本性因素,它主要取决于矿料的性质、沥青与矿料之间相互作用的性质,以及沥青混合料的空隙率、沥青膜的厚度等。
沥青混合料水稳定性的评价方法,通常分两个阶段进行:①第一阶段是评价沥青与矿料的粘附性。
②第二阶段是评价沥青混合料的水稳定性。
文章主要就沥青与矿料的粘附性进行了研究,论述了沥青与集料的几种粘附性理论,分析了粘附性的影响因素,并比较了目前常用的几种粘附性试验方法的优劣。
1沥青与集料粘附性基本理论 1.1力学理论沥青与集料之间的粘附性主要是由于其间分子力的作用[1]。
从微观角度看,集料的表面是粗糙和高低不平的,这种粗糙增加了集料的表面积,使沥青和集料的粘合(界)面积增大,提高了两者之间总的粘结力。
此外,集料的表面存在着各种形状、各种取向、各种大小的孔隙和微裂缝,由于吸附与毛细作用,沥青渗入上述孔隙与裂缝,增加了两者结合的总内表面积,从而提高了总的粘结力。
再者,沥青在高温时以液相渗入骨料孔隙与微裂隙中,当温度降低后,沥青则在孔隙中发生胶凝硬化,这种锲入与锚固作用,增强了沥青与集料之间的机械结合力[2]。
1.2化学反应理论沥青与集料之间的粘附性是由于沥青中的表面活性物质对集料表面的定向吸附而形成的。
如果一个分子中的正电荷与负电荷排列不对称,就会引起电性不对称,因而分子的一部分有较显著的阳性,另一部分有较显著的阴性,这些分子能互相吸引而成较大的分子。
表面活性物质的分子是由极性基和非极性基组成的不对称结构,偶极矩较大,故能表现出力场。
沥青可视为表面活性物质在非极性化合物中的溶液,根据所含表面活性物质数量的不同而具有不同活性。
沥青粘附在集料表面后,沥青在石料表面首先发生极性分子定向排列而形成吸附层,与此同时,在极性力场中的非极性分子,由于得到极性的感应而获得额外的定向能力,从而构成致密的表面吸附层。
因此认为,沥青的极性是黏附的本质,是导致集料吸附沥青的根本原因。
一种沥青与粗集料黏附性的试验方法[发明专利]
![一种沥青与粗集料黏附性的试验方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/5d3c4d110242a8956bece4ff.png)
专利名称:一种沥青与粗集料黏附性的试验方法专利类型:发明专利
发明人:李强,孙光旭,马翔,李国芬,许涛
申请号:CN201811387845.5
申请日:20181115
公开号:CN109490192A
公开日:
20190319
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明公开了一种沥青与粗集料黏附性的试验方法。
包括以下步骤:准备试验用沥青胶结料及符合要求的5颗粗集料样品,利用分析天平称取粗集料质量M~M,并利用3D面积测定仪对粗集料进行扫描得到其表面积A~A,然后将集料加热烘干后浸入预先加热至流淌状态的沥青胶结料中,使沥青胶结料充分裹覆粗集料后拿出;待集料表面的沥青膜固化后,逐个用线提起样品,等待样品完全凝固后再放入自制仪器进行冲刷水煮试验。
试验后再次称量样品质量M′~M′,并通过公式计算粗集料样品表面仍能裹覆的剩余结构沥青膜厚度。
本发明克服了水煮法人为因素影响较大和评价指标不定量的缺陷,也避免了质量损失法中将未参与集料裹覆的自由沥青也计算成水煮质量损失而引起的不可预估的试验误差。
申请人:南京林业大学
地址:210037 江苏省南京市玄武区龙蟠路159号
国籍:CN
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沥青与粗集料的黏附性试验ppt课件

2.9 烘箱:装有自动温度调节器。
2.10 电炉、燃气炉。
2.11 玻璃板:200mm×200mm左右。
2.12 搪瓷盘:300mm×400mm左右。
2.13 其他:拌合铲、石棉网、纱布、手套等。
.
3
3. 水煮法试验
3.1 准备工作: 3.1.1 将集料过13.2mm、19mm筛,取粒径13.2mm~19mm形状接近立 方体的规则集料5个,用洁净水清洗,置温度为105℃±5℃的烘箱 中烘干,然后放在干燥器中备用。 3.1.2大烧杯盛水,并置于加热炉的石棉网上煮沸。
.
2
2. 仪具与材料
2.1 天平:称量500g,感量不大于0.01g。
2.2 恒温水槽:能保持温度80℃±1℃。
2.3 拌合用小型容器:500mL。
2.4 烧杯:1000mL。
2.5 试验架。
2.6 细线:尼龙绳或棉线、铜丝线。
2.7 铁丝网。
2.8 标准筛:方孔筛,9.5mm、13.2mm、19mm各一个。
3.2.6同一试样平行试验5个集料颗粒,并由两名以上经验丰富人员分别评定后,取其 平均等级作为试验结果。
.工作: 4.1.1将集料过9.5mm,13.2mm筛,取粒径9.5~13.2mm形状规则的集 料200g用洁净水洗净,并置温度为105℃±5℃的烘箱中烘干,然后 放在干燥器中备用。 4.1.2准备好沥青试样,加热至140~160℃的拌合温度。 4.1.3将煮沸过的热水注入恒温水槽中,并维持温度80℃±1℃。
沥青与粗集料的黏附性试验
.
1
1.目的与适用范围
本方法适用于检验沥青与粗集料表面的黏附性及评定粗集料 的抗水剥离能力。对于最大粒径大于13.2mm的集料应用水煮法, 对最大粒径小于或等于13.2mm的集料应用水浸法进行试验。当同 一种料源集料最大粒径既有大于又有小于13.2mm的集料时,取大 于13.2mm水煮法试验为标准,对细粒式沥青混合料以水浸法试验 为标准。
08.4沥青(沥青与粗集料的粘附性)已改

1. 引用标准:1.1《沥青路面施工及验收规范》GB50092-96 1.2《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40-20041.3《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTG E20-20112. 抽样方法及样本大小:2.1见《沥青针入度测定试验作业指导书》。
5.检测系统框图:6. 检测前、后对被测样品、检测仪器、环境要求、设备安装的检查:6.1 检测前:6.1.1 检查被测样品的数量、外观、规格等情况。
6.1.2 检查仪具准用期限,检查仪具是否处于正常工作状态,记录仪具使用情况。
6.1.3检查天平调零,烘箱105±5℃,恒温水槽水温80±1℃,标准筛孔是否锈堵等情况。
6.1.4 记录检测室温度、湿度等。
6.2 检测后:6.2.1 保留余样备用,做好设备记录。
6.2.2 检查使用后仪具是否处于正常工作状态,及时申报维修问题。
6.2.3 搞好检测室卫生,做好仪具清洁保养工作。
6.2.4记录仪具使用后情况。
7. 检测步骤:7.1 大于13.2mm粗集料、水煮法试验。
7.1.1 准备工作:7.1.1.1 用13.2mm、19mm筛筛余取13.2-19mm集料粒径,接近立方体颗粒5个。
7.1.1.2 用洁净水洗净5个颗粒,放入105±5℃烘箱中烘干,置入干燥器备用。
7.1.1.3 用1000ml烧杯,内盛水,置于电炉,煮沸。
7.1.2 测试步骤:7.1.2.1 用细线系牢颗粒中部(逐个系),置入105±5℃烘箱1h。
7.1.2.2 按《沥青针入度试验》实施细则, 制备沥青试样。
7.1.2.3 将加热矿料颗粒,用细线提起浸入预先达温沥青内(石油沥青130-150℃)(煤沥青100-110℃)45s后取出,使之完全被沥青膜包裹。
7.1.2.4 将裹沥青颗粒悬于试验架,下垫废纸,使多余沥青流掉,室温下冷却15min。
7.1.2.5 将冷却颗粒,逐个提起,浸入保持微沸状态水中3min(不允有沸开泡沫)。
基于超声波的沥青--集料粘附性试验方法研究

@
2 0 1 3 S c i . T e c h . E n g r g .
交 通 运 输
基于 超声波 的沥青. 集料粘附性试验方法研 究
袁 峻 董文姣 钱武彬’ 康爱红 孙巍巍
( 扬州大学 建筑科学与工程学院 ,扬州 2 2 5 1 2 7 ; 南京理工大学土木 工程系 , 南京 2 1 0 0 9 4 )
1 . 3 表 面能
异 J 。且试验要求取形状接近立方体的规则集料 5
个, 样 本量 较 少 , 且 忽 略 了集 料 的 整 体 形 态 。还 有 研 究 发现水 煮法 如 果将 裹有 沥 青 的集 料 , 尤其 对
He f e r 和L i t t l e 认 为可 以通 过表 面能 来 判 断沥
第 1 3卷
第 5期
2 0 1 3年 2月
科
学
技
术
与
工
程
Vo 1 . 1 3 No . 5 F e b .2 01 3
1 6 7 1 —1 8 1 5 ( 2 0 1 3 ) 0 5 — 1 3 8 8 - 0 5
S c i e n c e T e c h n o l o g y a n d E n g i n e e r i n g
经过 6、 2 4 、 4 8和 7 2 h后将 样 品从 瓶 中取 出 , 放 置在
1 现 有的沥 青一 集料粘附性能试验
1 . 1 我国 规范试 验方 法
充满水 的 白色 盆 中 , 由两 名 专 业 人 员 分 别 独 立 观
沥青 与粗集 料 的粘 附性 试验 ( T 0 6 1 6 -1 9 9 3 ) 中 规 定对 于最 大 粒径 大 于 1 3 . 2 m m 的集 料 应 用 水 煮 法 。水煮 法相 对简单 、 直 观 。但 其 缺 点 在 于 试 验 技 巧 不好 掌 握 , 对 于 微 沸 状 态 的理 解 与 掌 握 因人 而
沥青材料的粘度与粘附性研究

目录第一章绪论 (1)§1-1 沥青材料概述 (1)§1-2 沥青材料的粘性与粘附性 (3)§1-3 沥青粘度与粘附性的研究现状 (6)§1-4 关于本课题研究 (9)第二章沥青与集料粘附性的评价方法 (10)§2-1 沥青与集料粘附性基本理论 (10)§2-2 影响沥青与集料粘附性的因素 (13)§2-3 沥青与集料粘附性的评价方法 (15)第三章试验材料基本分析 (21)§3-1 沥青材料试验分析 (22)§3-2 集料性质试验分析 (24)§3-3 水煮法粘附性试验 (25)第四章沥青的粘度试验分析 (28)§4-1 试验原理 (28)§4-2 Brookfield粘度试验设备与规程 (32)§4-3 Brookfield粘度试验结果 (34)第五章沥青的组分试验分析 (39)§5-1 沥青的组分分析概述 (39)§5-2 沥青的四组分试验设备与规程 (44)§5-3 沥青的化学组分试验结果 (47)第六章试验结果分析 (51)§6-1 沥青的粘度与粘附性试验结果分析 (51)§6-2 沥青的化学组分与粘附性试验结果分析 (56)§6-3 对沥青粘附性的认识 (62)第七章结论与建议 (65)参考文献 (67)致谢 (69)第一章绪论§1-1 沥青材料概述沥青作为一种非常重要的土工材料,被广泛应用于道路工程和建筑防水工程中。
据历史记载,最早的沥青路面建成于公元前600年前的巴比伦王国,但这种技术不久便失传了。
一直到19世纪,人们才又开始用沥青来筑路。
1833年,在英国开始进行煤沥青碎石路面铺装;1854年,在巴黎首次用碾压法进行沥青路面铺装;1870年前后在伦敦、华盛顿、纽约等地采用沥青作路面铺装。
沥青混合料的粘附性试验研究

粗集料用石灰浆处理后使 用 ( 稀浆法 ) � 本文主 要采 ( 3 ) 两种方法来研究抗剥落剂的性能 , 用( 1 ) � 沥青与 集料的粘附性等级评价标准见表 1 �
表1 沥青与集料的粘附性等级评价标准 粘附性 等级 5 4
试验后石料表面上沥青膜剥落情况
沥青膜完全保存 , 剥离面积百分率接近于 0 沥青膜少部分 为水所 移动, 厚度 不均 匀, 剥 离面积 百 分率少于 10 % 沥青膜局部明显地为水所移 动, 基本保 留在石料 表面 上, 剥离面积百分率少于 30 %
本次冻融劈裂试验分五组进行对比试验 , 每组 10 个试件, 按规 范要求成型 试件, 并进行试 验� 六组试 件分别为: 第 一组, 不 对原 材料 进行 任何 处治 ; 第二 .5 mm 以上的集料用 20 % 浓度的石灰水进行 组, 对9 处治, 石灰水中浸泡时间为 2 s , 然 后静置 10 h 后, 放 入 10 5 的烘箱中烘干后配打试件; 第三组, 对全部矿 料进行 20 % 浓度的石灰水处治 , 具体操作同第二组 ;
2
M .2.L L
4170 0 0
1
水面上
� C ; 3 .J H A , S Q 26 6 00 0 C )
: T he p ap e rcar r i e so he fr e e ha s p l i e s � 本试验选取 13.2 19 mm 的粗集料, 沥青为加德 bas e d o n he sd o f he as p hal and aggr e gae adhe s i on � 士 A H -70 , 试验温度 15 � 分两类进行, 一类是集料 e s ,i f i nal l fi nd ha he adhe s i o n of as p ha l has 先清洗 , 然后分 不进行任何处治 , 经过澄清石 灰水处 s i g ni fi ca nl i ncr e as e d hr o gh a ggr e ga e ih di f fe r e n 治, 10 % 的石灰水处治 , 20 % 的石灰水处治 , 30 % 的石 r e a me n meho ds .F r o m he r e sl o f f r e e ha s p l i e s , 灰水处治 , 集料 浸没在石灰水中的时间为 两秒; 另一 di f fe r e n r e ame n meho ds o f r e ai ng aggr e gae ha e 类不进行清洗, 直接按相同的方法进行处 治, 进行处 di f fe r e n e f fe c. � , , 10 5 治完后 先自然风干 然后置于 的烘箱中 4 h, 拿 K : as p hal ; aggr e gae; adhe s ie e s ; fr e e ha 出烘箱后先用毛刷将集料表面的尘粒刷干净, 然后再 s p l i e s 采用水煮法进行试验 , 试验结果见图 1 � A
沥青粘附性试验

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cement stabilized sand gravel;
vibrating compaction;
cap订lary pressure;
semi—rigid base
万方数据
公
路
2011年第12期
等石质,主要进行水煮法、水浸法黏附性等级的判 定。采用沥青为中海50号、70号、90号A级沥青、 岩沥青改性沥青等。由于本文只讨论黏附性指标的
樊亮等:沥青黏附性试验的图像分析方法初探
的色调,可进行不同色调的分别统计,最终计算沥青 裹覆面积百分率。 按照该方法,对图3中70号沥青与不同矿料的 剥落面积进行了计算,结果如下。 黏附面积:石灰岩100%>玄武岩21%>花岗
岩13.6%
剥落面积:石灰岩0%<武岩79%<花岗岩
攒妄
▲盖
◆’
●氓曰
86.4%
1
基金项目:山东省自然科学基金项目,项目编号zR2009FL020
收稿日期:2011一05—30
Compaction Properties and Method of Cement Stabilized Sand GraVel
CHEN Liang—tinng,ZHAo Yin,FENG De-cheng
圈 6
不同容差下的色彩区域(沥青雎疆燕面积)
同时.为避免剥落面积的漏选和拍摄的需要,可 将该试验方法进行一定程度的改进。实验用集料颗 粒可以选择用用平面型的,这样可以减少由于景深 不同造成的色彩误差。或采用无影灯的灯光条件下 进行照片拍摄,能够起到更好的效果。 总之,这种利用图像分析的方法进行沥青黏附 性等级的判定,可以在分析方法进一步优化后得到 更好的定量评价效果,为规范修订和发展提供有益 的参考,并达到更好的评价效果。
讨论黏附性,实是探讨两相之间作用力的大小 程度,以及在外力、外来因素作用下,抗解附或脱附 性能的反映。所以,按照工程实践需要,尤其是现场 水损害过程各因素的抽取,在沥青一集料界面上进 行黏附性的评价试验会更具有说服性和代表性。所 以,迄今这方面的试验层出不穷[11]。目前国内规 范的水煮、水浸方法,一直都处于质疑和改进之中, 其原因是缺乏样品制备或选择的标准,条件不严密, 结果分析的主观性等。后期人们从剥落率、吸附率 等方面,引进了改良版的水煮法,以及分光光度计 法,尤其是美国SHRP计划研发的净吸附法[4],这
公路
2011年12月
第12期
HIGHWAY
Dec.2011
No.12
文章编号:0451一0712(2011)12一0151一04
中图分类号:U414.703
文献标识码:A
沥青黏附性试验的图像分析方法初探
樊
(1.中国石油大学(华东)化学化工学院
亮1、2,张玉贞1,王
青岛市
林2、3
济南市250031
266555;2.高速公路养护技术交通行业重点实验室(济南)
2~3
5
2~3 5~4
总的来看,水浸法相对水煮法能够把不同沥青 及矿料的黏附性等级拉开,可以看到不同矿料对同 一种沥青的黏附性影响,同时不同标号沥青对同一 种矿料的黏附性也有所不同,见图3。这些结果包 括集料化学组成、沥青酸值、沥青黏度等多方面的影 响因素,需要综合看待、解释。缺憾在于目测剥落面 积主观性太强,同时水浸法中集料颗粒相对较小,极 易出现结果误差。因此,有必要进行剥落面积的定 量指标化。
C一生×100 m1
4图像分析方法的讨论
(1)
该计算方法的关键在于色彩范围的选择,其中 色彩容差值是一个更为关键的参数。一般来说,容
需要注意的是.由于视域可能存在3种或以上
万方数据
公
路
2011年第12期
差越大,色彩包容度越大,选中的部分也会越多,势 必会造成结果的改变,图6即为不同容差下剥落面 积百分比的变化情况,可以明显看出剥落面积比随 着容差的增大而降低。因此,如何选择容差是一个 问题,试验可以根据色彩实际覆盖区域进行判定,并
Preliminary Study
on
Image Analysis Method of
Cohesive Test
Asphalt
.FANLf口n91一,Z王rANG 1么一z^e疗1,wANG Lf玎2’3
(1 CoIlege of
Chemistry&ChemicBl Enginee“ng.China Univer3iIy of Petroleum(East China)t Qlngdao 266555.china
裹3中海沥青与不同矿料的黠附
捌落面积与黠附等级判定 石质 计算剽落面积/%
花冈岩 50号
50.5 2 31.5 Z
70号
5l 2 58 2 2 6
90号
54 6
按标准判断黏附等级 计算利落面积/“
玄武岩
2一 24 3 34.7 3
按标准判断赫附等级 计算剥落面积/%
石灰岩
接标准判断黏附等级
5
5
2
团
◇侉 …●^m …■■■
The compaction method For the lack of
JTG
E5 1—2009 for cement
stabilized sand gravel is nearly the same with that for soils.
fine particles in sand gravel and the water permeab订ity,the compaction properties is different from soils and it is diffcult
上◆
, ●_
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I-
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I,、|y ,IL■
,0
3剥落面积的计算 鉴于水浸法较水煮法更能区分黏附性等级的优 势.我们采用像素面积法进行沥青水浸法后的剥落 面积计算,以获得更好的量化指标。笔者经过多次 试验获取的量化处理步骤如下。
圈2
70号沥青+两种石质水煮法试验结果照片
万方数据
2011年第12期
选择,集料指标此文忽略,3种集料图像如图l,沥青 指标如表1所示。
fI碱冉鞭{Il荆 田l
{:}鼻;‘、{川㈡¨ 一些典型集料的颗粒形貌 裹l 3种沥青常规指标
Ij汜.J川f啦’
沥青等级
50号 70号 90号
针^度(25℃)/O
5l 63 76
1 mm
软化点/℃
延度(10℃)/cm
教度(60℃)/(Pa・s) 黏度(135℃)/(P8・s) 站度(175℃)/(凡・s)
2.Highway
Mainte啪ce Technology Key
3.Shandong
I.aboratory for
T删portation Indusory.Ji咖250031.China;
25003l,Chin8)
Transpomtion
In sllIute.Jinan
Abst阳ct:According to“Standard Test Methods of Bitumen and Bituminous Mixtures for Highway Enginee“ng”(JTJ 052—2000),cohesive
按照表3黏附性等级标准,就可以更为精确地 判断出70号沥青与集料的黏附性等级。分别为:石 灰岩5级、玄武岩2级、花岗岩2级,但玄武岩黏附 性稍优于花岗岩。利用这种方法,对不同沥青与不 同矿料的剥落面积进行了计算,结果如表3。相对 目测法黏附等级确定,从剥落面积上更能看出不同 石质与集料之间的黏附等级的差别。从图5可以看 出,对于花岗岩集料,沥青标号越高黏度越小,黏附 性等级越差;玄武岩集料与沥青标号和黏度没有明 显规律,与集料表面形貌、化学因素有关;石灰岩更 多体现化学因素的影响,与黏度也有很大关系。
to
get the similar compaction
curves
like clay with modified proctor compaction
test.
The
compaction property is investigated in this paper.Under the assumption that the cement slurry
can
f订l any
voids in the mixture,the compaction method“Saturated Sand Gravel Compaction’’+’’Cement Filling Cor—
rection”is established. Key words:
PnllrSe
些研究在黏附性的量化及其有效性和代表性方面, 具有很积极的意义。 本文主要研究传统沥青一集料黏附性试验传统 方法及改进措施。由于目前行业规范中的沥青黏附 性试验仅是一种半定量的描述方法,且人为误差大, 有必要对其进行改进,在尽量减少人为误差的前提 下,采用图像分析方法对其进行指标定量化研究,为 试验规范的发展提供一些有益的参考。 原材料 选用的集料材料主要有石灰岩、玄武岩、花岗岩
3.山东省交通科学研究所济南市250031)
摘
要:按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ 052—2000)进行3种沥青和3种石质集料的黏附性
等级检测,利用图像分析软件进行剥落面积定量化研究,认为该法能够更好地定量化评价沥青的黏附性,较传统目测
方法更具科学性,减少人为误差。 关键词:沥青;黏附性;图像处理;水煮法;水浸法
裹2 中海基质沥青与粗集科的黠附性等级I目霸
s0母
2
文不再赘述。其中,对于最大粒径大于13.2 mm的 集料采用水煮法进行.对于最大粒径小于或等于
13.2
mm的集料应用水浸法进行试验。试验对3