沥青及沥青混合料试验培训
建筑材料沥青及沥青混合料培训课件(共 48张PPT)
a-悬浮密实结构
b- 骨架空隙结构
c-骨架密实结构
图1 沥青混合料的组成结构
强度理论
沥青混合料在路面结构中有二种破坏形 式：
1.库仑理论：在常温或较高温度下，粘结力 不足引起变形，抗剪强度不足引起的破坏。 2.在低温下，抗拉强度不足导致破坏。
强度理论
方法:三轴剪切试验
图 3 针入度试验示意图
图2 针入度仪
指标与性质间的关系
针入度越小
针入度与粘度之间 的关系是：针入度 越小, 粘度越大, 石油沥青越硬。
粘度越大
越硬
标准粘度
定义
表示液体石油沥青的相对粘度。
试验
标准粘度计 试验条件及方法：50cm³ 的沥青在规定温度（20、 25、30、60℃）流过规定 直径（3、5、10mm）的所 需时间（s）
1 概述 2 沥青混合料的组成结构及强度理论 3 沥青混合料的技术性质 4 沥青混合料的组成材料 5 沥青混合料的技术标准 6 沥青混合料的配合比设计
1 概 述
沥青混合料定义 沥青混合料的分类 沥青混合料的特点
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填料
沥青混合料
摊铺 沥青混凝土 压实
矿质集料
沥青混合料是由矿质混合料和沥青结合料 组成的混合体系。 矿料 (即矿质混合料) + 沥青 → 沥青混合料 → 摊铺，压实 → 沥青混凝土 或 沥青碎石
第七章 沥青及沥青混合料
沥青
桥 面 摊 铺 沥 青
防水卷材施工
沥青防水卷材
§1 石油沥青
1 概述 2 组分 3 胶体结构 4 技术性质 5 标准及选用
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石油沥青
概述
• 石油沥青是石油原油经蒸馏等提炼 出各种轻质油及润滑油以后的残留 物或再加工而得的产品。 • 建筑上主要使用石油沥青制成各种 防水材料或铺路材料。
沥青及沥青混合料试验规程
沥青及沥青混合料试验规程
一、试验目的
1、沥青、沥青混合料物理性能检测。
2、算出沥青混合料在热拌时的失重情况。
二、试验设备
1、汤式沥青将锅；
2、钢棒；
3、恒温恒湿箱；
4、斗型搅拌机；
5、动态力学收缩计；
6、沥青混合料热变实验机；
7、动态粘结试验机；
8、沥青韧性指数试验机等。
三、试验步骤
1、沥青组分汤式凝固点测定：将沥青放入汤式将锅内，使用钢棒搅拌，在25℃的恒温恒湿箱中蒸发至沥青凝固，记录组分的凝固点。
2、沥青混合料热变实验：在斗型搅拌机中，将沥青及矿粉加入，设定
加温升温的时间，在动态力学收缩计及沥青混合料热变实验机中检验
物料失重情况，求出沥青混合料在热拌时的失重量。
3、动态粘结试验：将沥青混合料放入动态粘结试验机内，检测符合标
准的粘结。
4、沥青韧性指数试验：使用沥青韧性指数试验机，测试沥青混合料具
有良好的韧性。
四、安全防护
1、穿戴安全帽和安全鞋。
2、由专业人员操作仪器设备。
3、使用时应排除火源、注意安全。
4、保持现场的清洁和整齐。
5、不得加热大于熔化点以上的沥青及混合料。
沥青、沥青混合料性能、现场检测培训
软化点试验仪
钢球、试样环、定位环
• 四、试验步骤：
•
1、将隔离剂拌合均匀涂于试样底板与钢球定位环外侧，将试样缓缓注
入试样环内至高出环面为止。
•
2、试件在室温中冷却30min，用刮刀刮去环面上的试样，使其与环面齐
平。
•
3、试样软化点小于80℃，将试样环，钢球、定位环等置于5℃±0.5℃
水的恒温槽中至少15min；软化点大于80℃时，将试样环，钢球、定位环等
• 四、计算： •
分计筛余百分率
: Pi
mi m0
100
式中：
Pi 第i级试样的分计筛余量（%）； mi 第i级筛上颗粒的质量（g）； m0 全部矿料质量（g）。
累计筛余百分率：该号筛上的分计筛余百分率与大于该号筛的各
号筛上的分计筛余百分率之和，准确至0.1%。
通过筛分百分率：用100减去该号筛上的累计筛余百分率，准确
Pa 沥青混合料的沥青含量（%）。
同一沥青混合料试样至少平行试验两次，取平均值作为试验结果，两 次试验结果的差值应小于0.3%，当大于0.3%小于0.5%时，应补充一次 试验，三次试验最大值与最小值不得大于0.5%。
沥青混合料的矿质级配检验方法
•一、目的与适用范围： • 本方法适用于测定沥青路面施工过程中沥青混合料的矿料级配，以 评定沥青路面施工质量时使用。 •二、主要仪具与材料：标准筛、摇筛机、天平、烘箱。 •
•
在规定形态的沥青式样，在规定温度下以一定速度受拉伸至
断开的长度，以cm计。延度主要表征沥青的延性。
• 二、标准试验条件：
•
试验温度：25℃、15℃ 、10℃、 5℃；拉伸速度：5cm/min
• 三、主要仪具与材料：延度仪、试模与试模底板、隔离剂。
公路工程沥青及沥青混合料试验规程完整
公路工程沥青及沥青混合料试验规程2术语2.1.1沥青的密度沥青在规定温度下单位体积所具有的质量，以g/cm 3计。
2.1.2沥青的相对密度在同一温度下，沥青质量与同体积的水质量之比值，无量纲。
2.1.3针人度在规定鍵和时间内，附加一定质量的标准针垂直贯入沥的深度，以0.1mm 计。
2.1.4针人度指数沥青结合料的温度感应性指标，反映针入度随温度而变化的程度，由不同温度的针入度按规定方法计算得到，无量纲。
2.1.5延度规定形态的沥青试样，在规定温度下以一定速度受拉伸至断开时的长度，以cm计。
2.1.6软化点（环球法）沥青试样在规定尺寸的金属环内，上置规定尺寸和质量的钢球，放于水或甘油中，以规定的速度加热，至钢球下沉达规定距离时的温度，以C 计。
2.1.7沥青的溶解度沥青试样在规定溶剂中可溶物的含量，以质量百分率表示。
2.1.8蒸发损失沥青试样在163C温度条件下加热并保持5h后质量的损失，以百分率表示。
2.1.9闪点沥青试样在规定的盛样器内按规定的升温速度受热时所蒸发的气体以规定的方法与试焰接触，初次发生一瞬即灭的火焰时的温度，以C计。
盛样器对黏稠沥青是克利夫兰开口杯（简称COC），对液体沥青是泰格开口杯（简称TOC）。
2.1.10弗拉斯脆点涂于金属片上的沥青薄膜在规定条件下，因冷却和弯曲而出现裂纹时的温度，以C计。
2.1.11沥青的组分分析按规定方法将沥青试样分离成若干个组成成分的化学分析方法。
2.1.12沥青的黏度沥青试样在规定条件下流动时形成的抵抗力或内部阻力的度量，也称黏滞度。
2.1.13沥青、混合料的密度压实沥青混合料常温条件下单位体积的干燥质量，以g/cm 3计。
2.1.14枥青混合料的相对密度同一温度条件下压实沥青混合料试件密度与水密度的比值，无量纲。
2.1.15浙青混合料的理大密度假设压实沥青混合料试件全部为矿料（包括矿料自身内部的孔隙）及沥青所占有、空隙率为零的理想状态下的最大密度，以g/cm 3计。
沥青和沥青混合料试验检测方法(新)
第五章：沥青混合料试验检测技术作为高等级道路路面的主要结构形式之一，沥青混合料路面以其表面平整、坚实、无接逢、行车平稳、舒适、噪音小等优点，在国内外得到广泛的应用。
为了保证高等级公路在高速、安全、经济和舒适四个方面的功能要求，沥青混合料除了要具备一定的力学强度，还要具备高温稳定性、低温抗裂性、耐久性、抗滑性、抗渗性等各项技术要求。
因此道路工程建设过程中，对沥青混合料的各项性能进行准确的检测，以确保沥青路面的工程质量。
本章简略介绍沥青混合料的组成结构和技术性能，重点介绍沥青混合料组成设计方法和技术性能指标的检测方法，同时介绍SMA的设计及检测方法第一节沥青混合料的分类及其技术要求沥青混合料是由适当比例的粗集料、细集料及填料组成的矿质混合料与粘结材料沥青经拌和而成的混合材料，一般我们将沥青混凝土和沥青碎石通称为沥青混合料。
一、沥青混合料的分类（一）按结合料分类1．石油沥青混合料：以石油沥青为结合料的沥青混合料。
2．煤沥青混合料：以煤沥青为结合料的沥青混合料。
（二）按施工温度分类1．热拌热铺沥青混合料：简称热拌沥青混合料。
沥青与矿料在热态拌和、热态铺筑的混合料。
2．常温沥青混合料：以乳化沥青或稀释沥青与矿料在常温状态下拌制、铺筑的混合料。
（三）按矿质混合料级配类型分类1．连续级配沥青混合料：沥青混合料中的矿料是按级配原则，从大到小各级粒径都有，按比例相互搭配组成的混合料，称为连续级配沥青混合料。
2．间断级配沥青混合料：连续级配沥青混合料矿料中缺少一个或两个档次粒径的沥青混合料称为间断级配沥青混合料。
（四）按混合料密实度分类1．密级配沥青混凝土混合料：按密实级配原则设计的连续型密级配沥青混合料，但其粒径递减系数较小，设计空隙率3%-6%。
2．半开级配沥青混凝土混合料：按级配原则设计的连续型级配混合料，但其粒径递减系数较大，设计空隙率6%-12%。
3．开级配沥青混凝土混合料：按级配原则设计的连续型级配混合料，但其粒径递减系数较大，设计空隙率大于18%。
《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》
《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》
一、总则
1、本规程规定了沥青及沥青混合料的样品采集、检验方法、评定要求和报告规定，适用于道路工程中沥青及沥青混合料的试验。
2、本规程适用于沥青及沥青混合料的各种施工的试验，包括沥青及其配料的分析、配合比的检查等。
二、试样采集与检验
（1）沥青混合料样品，应在施工前、施工中、及施工后采集，包括在施工车间内，在施工现场离散地面及在施工悬挂中采取3个拼块试样。
（2）沥青样品应在施工现场采集，包括在施工过程中静止的沥青及施工后分布于施工混合料表面的沥青。
2、检验：
（1）沥青及混合料样品的检验应包括外观形态、水稠度测定、体积密度、粘度、波速、抗冻性、抗裂破能力、塑性指数以及熔点等。
（2）在火焰点温、点火温度及烟度指数等，应检验沥青样品的润度、熔融温度、熔融指数。
三、评定要求
1、沥青：沥青样品应符合GB/T5080-2002《公路工程沥青规范》要求。
四、报告
1、检验报告应包括检验参数概况、检验结果概况、详细检验结果与建议等。
2、检验报告要完整标明检验标准、检验日期以及批次、存放方式、施工情况及其它相关数据，并加盖检验机构的检验章。
公路工程沥青及沥青混合料试验规程完整
公路工程沥青及沥青混合料试验规程2 术语2.1.1 沥青的密度沥青在规定温度下单位体积所具有的质量，以g/cm3计。
2.1.2 沥青的相对密度在同一温度下，沥青质量与同体积的水质量之比值，无量纲。
2.1.3 针人度在规定鍵和时间内，附加一定质量的标准针垂直贯入沥的深度，以0.1mm计。
2.1.4 针人度指数沥青结合料的温度感应性指标，反映针入度随温度而变化的程度，由不同温度的针入度按规定方法计算得到，无量纲。
2.1.5 延度规定形态的沥青试样，在规定温度下以一定速度受拉伸至断开时的长度，以cm计。
2.1.6 软化点(环球法)沥青试样在规定尺寸的金属环内，上置规定尺寸和质量的钢球，放于水或甘油中，以规定的速度加热，至钢球下沉达规定距离时的温度，以℃计。
2.1.7 沥青的溶解度沥青试样在规定溶剂中可溶物的含量，以质量百分率表示。
2.1.8 蒸发损失沥青试样在163℃温度条件下加热并保持5h后质量的损失，以百分率表示。
2.1.9 闪点沥青试样在规定的盛样器内按规定的升温速度受热时所蒸发的气体以规定的方法与试焰接触，初次发生一瞬即灭的火焰时的温度，以℃计。
盛样器对黏稠沥青是克利夫兰开口杯(简称COC)，对液体沥青是泰格开口杯(简称TOC)。
2.1.10 弗拉斯脆点涂于金属片上的沥青薄膜在规定条件下，因冷却和弯曲而出现裂纹时的温度，以℃计。
2.1.11沥青的组分分析按规定方法将沥青试样分离成若干个组成成分的化学分析方法。
2.1.12 沥青的黏度沥青试样在规定条件下流动时形成的抵抗力或内部阻力的度量，也称黏滞度。
2.1.13 沥青、混合料的密度压实沥青混合料常温条件下单位体积的干燥质量，以g/cm3计。
2.1.14枥青混合料的相对密度同一温度条件下压实沥青混合料试件密度与水密度的比值，无量纲。
2.1.15浙青混合料的理大密度假设压实沥青混合料试件全部为矿料(包括矿料自身内部的孔隙)及沥青所占有、空隙率为零的理想状态下的最大密度，以g/cm3计。
JTGE20-2011公路工程沥青及沥青混合料试验规程
六、沥青软化点试验七、压实沥青混合料密度试验压实沥青混合料密度试验方法比较方法水中重法表干法蜡封法计算用试件质量试件的空中质量试件的空中质量试件的空中质量计算用的试件体积混合料体积+试件内部的闭口孔隙（开口孔隙几乎可忽略）混合料体积+试件内部的闭口孔隙+连通表面的开口孔隙混合料体积+试件内部的闭口孔隙+连通表面的开口孔隙体积法试件的空中质量混合料体积+试件内部的闭口孔隙+连通表面的开口孔隙+表面凹陷软化点环与球软化点测定仪七、压实沥青混合料密度试验—表干法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、SMA和沥青温度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25±0.5℃适用范围里去掉了原规程的Ⅰ、Ⅱ型，统称为密级配沥青混凝土，对试验所用的试件包括了现场取芯样、切割的试件，提出了试件的保持条件，宜在阴凉处保存，温度不宜高于35℃，且放置在水平的平面上，保持试件不产生变形。
因此留样室要规范。
加了很多SHRP的研究内容，如有效相对密度、有效沥青含量、有效沥青膜厚度等。
七、压实沥青混合料密度试验—表干法对用于工程现场钻取芯样的方法应该按照T0710的步骤进行，如果钻取的芯样黏附有黏层油、透层油和松散颗粒，应该清理干净。
当现场芯样与多层沥青混合料联结时，一般要采用切割方法进行分离，并注意观察切割后的试件不能包含相邻层的混合料。
在用表干法测定时，关键是在用拧干的毛巾擦拭试件表面时要将试件形成饱和面干状态，表面既不能有多余的水膜，又不能把吸入孔隙中的水分擦走。
如果水从试件的开口孔隙中流出，测量的毛体积将会比实际值偏小，密度结果偏大；如果表面水没有擦干，试件的毛体积测量值将会偏大，密度结果偏小。
沥青混合料的吸水率与集料的吸水率，其概念和设计方法是不同的。
沥青混合料试件的吸水率为达到饱和面干状态时所吸收的水的体积与试件毛体积之比（体积比），而集料的吸水率是吸收水量与集料烘干质量之比（质量比）。
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大多数的优质沥青均属此类，在高温时具 有较低的感温性，低温时又有较好的形变 能力。
（3）凝胶结构
沥青中沥青质含量很多，并有相应数量的 胶质分，胶团互相接触而形成空间网络结 构。具有明显的弹性效应，具有较低的温 度感应性，但低温变形能力较差。
氧化沥青多属此类。
建筑石油沥青技术指标
序 号
项目
可以将沥青分为：饱和分、芳香分、胶质和沥青 质四组分。
3、组分对沥青性质的影响
沥青质和胶质的含量高其针入度值小（稠 度较高），软化点高；
饱和分含量高，其针入度值较大（稠度较 低），软化点较低；
芳香分含量对针入度、软化点无影响，但 极性芳香分含量高对其粘附性有利；胶质 对其延度有利。
（三）石油沥青的胶体结构
1、目的及适用范围
针入度为标准针在规定条件下贯入沥青的深度。 试验的标准试验条件为温度25℃，荷重100g，贯 入时间为5s，以0.1mm计。
针入度指数用以描述沥青的温度敏感性，宜在 15℃、25℃、30℃、3个温度条件下测定，若30℃ 时的针入度值过大，可采用5℃代替。当软化点 T800是相当于沥青针入度为800时的温度，用以评 价沥青的高温稳定性。当量脆点T1.2是相当于针入 度为1.2时的温度，用以评价沥青的低温抗裂性能。
2、仪具与材料
2.1 针入度仪：凡能保证针和针连杆在无明 显摩擦下垂直运动，并能指示针贯入深度 准确至0.1mm的仪器均可使用。针和针连杆 组合件总质量为50g±0.05g另附50g±0.05g砝 码一只，试验时总质量为100g± 0.05g。当 采用其它试验条件时，应在试验结果中注 明。
2.2 标准针由硬化回火的不锈钢制成，洛氏 硬度HRC54~60，表面粗糙度 Ra0.2μm~0.3μm,针及针杆总质量2.5g±0.05g，
到目前为止，并没有找到元素组成与路用性 能间的直接关系。
（二）石油沥青的化学组成
1、化学组分 化学组分分析就是将沥青分离成几个 化学性质相
近，而且与路用性能有一定联系的的组，这些组 就称“组分”。
2、组分分析方法 （1）溶剂法 可以将沥青分为：油分、树脂和沥青质三组分。
（2）色谱分析法
（一）沥青的针入度试验
(GB/T 4509-1999） 1、目的及适用范围 本方法适用于测定道路石油沥青、改性
沥青针入度以及液体石油沥青蒸馏或乳化 沥青蒸发后残留物的针入度。用本方法评 定聚合物改性沥青的改性效果时仅适用于 融混均匀的样品。
（一）沥青的针入度试验
(GB/T 4509-1999）
针杆上应有号码标志，针应设有固定装置
盒（筒），以免碰撞针尖，每根针必须附 有计量部门的检验单，并定期进行检验，
2.3 盛样皿：金属制，圆柱形平底。小盛样 皿的内径55mm，深35mm（适用于针入度小 于200）；大盛样皿内径70mm，深45mm （适用于针入度200~350）；对针入度大于 350的试样需使用特殊盛样皿，其深度不小 于60mm，试样体积不少于125mL。
升高。 3、溶剂法 高温稳定性和低温抗裂性均较好。
二、石油沥青的组成和结构
（一）石油沥青的化学组成和结构
石油沥青由多种极其复杂的碳氢化合物和这 些碳氢化合物的非金属衍生物所组成的混合 物。它的通式可以写为CnH2n+aObScNd，化 学组成元素主要是碳（80％～87％），氢 （10％～15％），其次是非烃元素如：氧、 硫、氮（小于5％），此外还含有一些其他 金属：镍、钒、铁、铅等。
沥青及沥青混合料试验
东南大学交通学院 赵永利
内容
第一部分 沥青
一、石油沥青的生产工艺概述。 二、石油沥青的组成和结构 三、沥青的常规试验：1、针入度 2、延度 3、软化点 4、
闪点 5、燃点 6、溶解度 7、脆点 8、薄膜加热 9、蒸 发损失。
第二部分 沥青混合料
一、概述。 二、沥青混合料试验：1、沥青含量 2、矿料级配 3、马
1、胶体结构的形成
沥青的胶体结构是以沥青质为胶核，胶质分被吸 附在其表面，并逐渐向外扩散形成胶团，胶团再 分散于芳香分与饱和分中。
2、胶体结构类型 （1）溶胶结构
沥青中沥青质的含量极少，沥青胶团由于胶质分 的胶溶作用，沥青质完全胶溶分散于芳香分和饱 和分的介质中，胶团之间没有吸引力或吸引力极 小。
99.5
GB/T11148
5 蒸发损失（163 ℃，5h）,不大于，%
1
GB/T11964
6 蒸发后针入度比，不小于,%
65
GB/T4509
பைடு நூலகம்
7 闪点,（COC）,不低于, ℃
8
脆点， ℃
230 实测记录
GB/T267 GB/T4510
三、沥青的常规试验
1、针入度 2、延度 3、软化点 4、闪点 5、燃点 6、溶解度 7、脆点 8、薄膜加热 9、蒸发损失
质量指标 10号 30号 40号
试验 方法
1 针入度（25℃,100g,5s),0.1mm 10~25 26~35 36~50 GB/T4509
2 延度（25 ℃,5cm/min),不小于，cm
1.5
2.5 2.5 GB/T4508
3 软化点（环球法），不小于, ℃
95
75
60 GB/T4507
4 溶解度（三氯乙烯）,不小于，%
液体沥青多属溶胶型沥青，在路用性能上有很好 的自愈性和低温变形能力，但高温稳定性较差。
（2）溶—凝胶结构
沥青中沥青质含量适当，并有较多的胶质 作为保护物质，它所组成的胶团之间有一 定的吸引力。
在变形的初级阶段，表现为非常明显的弹 性效应，但应变增加至一定的数值后，则 可变成牛顿流动（即τ与γ成正比），粘度 （η）随剪应力的增加而减小。
歇尔稳定度试验 4、浸水马歇尔试验 5、密度 6、饱水 率 7、劈裂 8、弯曲 9、收缩系数
第一部分 沥青
一、石油沥青的生产工艺概述
石油沥青的性质不仅与产源有关，而且与制造沥青的石 油的基属及生产工艺有关。石油沥青可以分为：石蜡基 沥青、中间基沥青、环烷基沥青。
1、蒸馏法 与氧化沥青相比，温度稳定性和气候稳定性较差。 2、氧化法 氧化沥青的分子量大，针入度减小，延度降低，软化点