沥青混合料马歇尔试件密度测法比较

摘要对我国沥青混合料马歇尔试件得密度测定方法作一个比较,对有得测法中存在得问题提出一些瞧法或改进建议,并根据各种测法得原理提出不同情况下建议使用得方法。

ﻫ关键词沥青混合料马歇尔试件密度测定方法
在沥青混合料配合比设计及成品检验过程中,马歇尔试件得密度测定就是一项很关键得工作,就是计算空隙率与沥青饱与度等物理指标得基础数据。

马歇尔试件密度测定得精度,在一定程度上决定了对沥青混合料空隙率等物理指标得评定、我国现行《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》主要规定了四种方法,即体积法、水中重法、表干法与蜡封法。

下面即研究一下每种测法及其优劣。

1体积法
体积法就是先称出干燥试件得质量,然后用游标卡尺量出试件得直径与高度,据此计算密度,公式如下:ρs＝ma/V、,
ρs:试件得毛体积密度(g/cm3);
mａ:干燥试件得空气中质量(ｇ);
V:试件得毛体积(cm3),Ｖ=丌d2h／4,其中ｄ为圆柱体试件得直径(ｃm),h为试件得高度(ｃｍ)、直径d就是量试件得上下两处,取平均值;高度h就是取十字对称四次测定得平均值。

这种测法,测比较准确得干质量就是没有问题得;由于试件得制作都用得就是标准试模,且试件成型12h以后才脱模,所以脱模后试件变形很小,直径与标准试模得直径相差无几(但做试件前一定要将试模涂刷足够得脱模剂,否则脱膜时阻力过大,易使试件变形);测四个方向得高度也易测准,再取平均值,误差更小,所以测得得密度值就是比较确定得、但要注意,测直径与高度时,要选择恰当得位置,不能将游标卡尺放在试件得开口孔隙处。

测高度时可用两片与试件直径相同且光滑等厚得硬塑料板夹住试件,量完总高度再减去两片塑料板得厚度,这样能减小试件得局部不平整对高度测量得影响。

这种方法测得得体积就是试件包括全部开口孔隙在内得规则形状得体积。

这种测法对试件上下表面及侧面导致试
件内部与表面密度不均匀得影响没有考虑(试模限制使试件表面得孔隙只能由表面内侧得细料填充,所以孔隙偏大。

而且集料越粗,孔隙越大,这种影响也越大)、所以测得得密度比内部均匀体得密度偏小。

规范规定,这种方法仅适用于空隙率较大得沥青碎石混合料及大空隙率透水性开级配沥青混合料试件使用。

2水中重法
这种方法就是先称出试件得干质量,然后浸入水中lmain,这时如果天平读数稳定,读出水中重,由此得出体积而计算密度,计算公式为:
ρｓ=ma ρw／(mａ一mw )
ρs:试件得视密度(g／cm３);
mw:试件得水中质量(g);
ρw:常温水得密度(≈lg/cｍ3)。

此法测出得体积就是包括少量毛细孔隙与封闭孔隙在内得体积,而不包括较大得开口孔隙得体积。

此种方法考虑了试模限制造成得试件内部与表面得不均匀性,但由于除去得表面孔隙过多,使测得得密度比试件内部均匀体得密度偏大、规范中规定,只有吸水率小于2%得I型沥青混合料试件才能用水中重法、规范后《说明》中又说,判断能否用此法,就瞧试件浸水后ｌｍin内天平能否稳住。

但实践中,很多粗粒式沥青混凝土,即使吸水率达到30%以上,仍能在1miｎ内读数稳定(精确度为0。

05g得电子天平),甚至0.5min内就能稳定,而且有得试件空隙率过大时,测得得密度反而比更密实得试件大。

(所以《说明》中得说法就是不确切得,用此法必须在称完试件水中重后测吸水率、再者,使用了吸水性大得集料得沥青混合料试件也不能用此法。

3 表干法
表干法就是称出干燥试件得质量,浸入益流水箱中,测出水中重,再称取表干质量,然后计算吸水率、密度。

计算公式为:
吸水率Sａ＝(ｍf-ma )/(mｆ—ｍw)×100％
ｍf:试件得表干质量(g);
当Sa <2%时,可计算密度,
ρs＝maρw /(mｆ～mw)
ρs:试件得表干密度(g/cm3);
其余符号同上。

此种测法测得得体积就是近似于体积法测得得体积,但由于试件浸水饱与后人为擦拭表面,使表面不能形成极平得形状、
由于擦拭试件表面使表面大孔隙变小,所以测得得密度更接近于内部均匀体得密度。

但就是不同得人擦拭程度不同,使测得得结果有一定差距。

这种方法适用于表面较粗但较密实得Ｉ型或Ⅱ型沥青混合料试件,但不能用于吸水率大于2％得沥青混合料试件。

４蜡封法
蜡封法就是先称出试件得空气中质量,然后称出蜡封试件得空气中质量与水中质量,再测出石蜡得比重,据此计算密度,计算公式为:
ρs=ｍaρｗ／［mｐ—mc 一(mp—ma)／γp]
ρs:试件得毛体积密(g／cｍ3);
mp:蜡封试件得空气中质量(g);
mc:蜡封试件得水中质量(g);
γｐ:在常温下石蜡与水得相对密度。

其余符号同上。

这种方法用得体积就是蜡封后试件得总体积减去试件上蜡得体积,这个体积包括了蜡不能浸入得小孔隙得体积:
试件浸入石蜡液中得时间长短不同,就会使表面孔隙吸入得石蜡量不同,所以使测得得结果不很稳定。

但总得来瞧,这种测法测得得密度略大于试件内部均匀体得密度。

此法适用于各种沥青混合料马歇尔试件。

当吸水率大于２％得l型或Ⅱ型沥青混合料试件以及沥青碎石混合料试件,不能用水中重法或表干法测定密度时,则必须用蜡封法。

通过对以上四种方法得对比,我们得出以下结论:
(1)对于同一试件,通常有如下关系:
ρ水中重法〉ρ表于法≈ρ蜡封法〉ρ体积法,并且空隙率越大,这种关系越明显、
(2)做配合比设计时,尤其就是做粗粒式沥青混凝土配合比设计时,最好用蜡
封法,因沥青含量不同得试件空隙率差别较大,有时因吸水率差别较大,甚至不能
统一使用水中重法或表干法、再者,当用了吸水性较大得集料时,必须用蜡封法。

在做大孔隙、开级配得沥青混合料配合比设计时,可参考使用体积法与蜡封法测得得密度得平均值。

但要注意,蜡封一定要保证试件不透水,并且在称重、蜡封过程中不能碰掉试件上得集料。

(3)在生产控制中,最具有可比性得方法就就是体积法,因为体积法得实验数
据最稳定。

当混合料得密度比较稳定时,则可以根据规范采用合适得方法。

(4)如果要研究试件内部均匀体得性质时,最好采用蜡封法或表干法。

因为界面对密度得影响,使体积法与水中重法测得得密度与试件内部均匀体得密度差别较大,而蜡封法或表干法所测密度与试件内部均匀体得密度比较接近、。