击实法制作沥青混合料试件试验.doc

第二节击实法制作沥青混合料试件试验一、目的与适用范围1. 用标准击实法或大型击实法制作沥青混合料试件，质、力学性能试验使用。以供试验室进行沥青混合料物理性2. 标准击实法适用于马歇尔试验、间接抗拉试验(劈裂法)等所使用的 101.6mm × 63.5mm 圆柱体试件的成型。大型击实法适用于 152.4mm × 95.3mm 的大型圆柱体试件的成型。3. 沥青混合料试件制作时的矿料规格及试件数量应符合如下规定：(1) 沥青混合料配合比设计及在实验室人工配制沥青混合料制作试件时，试件尺寸应符合以下规定：试件直径不小于集料公称最大粒径的4倍，试件厚度不小于集料公称最大粒径的 1 1.5 倍。对直径 101.6mm的试件，集料公称最大粒径应不大于26.5mm 。对粒径大于 26.5mm的粗粒式沥青混合料，其大于26.5mm的集料应用等量的 13.226.5mm 集料代替 ( 替代法 ) ，也可采用直径 152.4mm 的大型圆柱体试件。大型圆柱体试件适用于集料公称最大粒径不大于37.5mm的情况。 实验室成型的一组试件的数量不得少于 4 个，一般取56 个。(2) 用拌和厂及施工现场采集的拌和沥青混合料成品制作直径 101.6mm 的试件时，按下列规定选用不同的方法及试件数量：当集料公称最大粒径小于或等于 26.5mm 时，可直接取样 ( 直接法 ) 。一组试件的数量通常为 4 个。当集料公称最大粒径大于26.5mm，但不大于 31.5mm，宜将大于 26.5mm 的集料筛除后使用( 过筛法 ) ，一组试件数量为4 个 ; 如采用直接法，一组试件的数量为6 个。当集料公称最大粒径大于31.5mm时，必须采用过筛法，过筛的筛孔为26.5mm ，一组试件为 4个。二、仪具与材料1. 电动马歇尔击实仪：由击实锤、 98.5mm平圆形压实头及带手柄的导向棒组成，电机带动链条将击实锤举起，从(457.2 ± 1.5)mm高度沿导向杆自由落下，标准击实锤质量(4536 ± 9)g 。自动记录击实次数。大型击实仪： 由击实锤、 149.5mm平圆形压实头及带手柄的导向杆组成。电机带动链条将击实锤举起，从(457.2 ± 2.5)mm高度沿导向杆自由落下，大型击实锤质量(10210 ±10)g 。击实速率为 (60 ± 5)次/min。2. 标准击实台：用以固定试模，在200mm×200mm× 457mm 的硬木墩上面有一块 305mm×305mm×25mm的钢板，木墩用 4根圆钢固定在电动马歇尔击实仪下面的底板上。木墩采用青冈栎、松或其他干密度为(0.670.77)g/cm3 的硬木制成。图 2-3 实验室用电动马歇尔击实仪3. 试验室用自动沥青混合料拌和机： 能保证拌和温度并充分拌和均匀， 可控制拌和时间，容量不小于 20L ，如图 2-4 所示。搅拌叶自转速度 70 80r/min ，公转速度 40 50r/min 。图 2-4 实验室用沥青混合料拌合机4. 电动液压脱模器： 可无破损地推出圆柱体试件、 有标准圆柱体试件及大型圆柱体试件尺寸的推出环。5. 试模：由高碳钢或工具钢制成，形金属筒、底座( 直径约 120.6mm)每组包括内径 (101.6和套筒 ( 内径 101.6 mm±0.2)mm，高、高 70mm)87mm 的圆柱各1个。大 型 圆 柱 体 试 件 的 试 模 与 套 筒 如 图3所 示 。 套 筒 外 径165.1mm(155.6±0.3)mm，总高 83mm。试模内径 152.4mm，总高 115mm，底座板厚， 内 径12.7mm，直径172mm。6. 电烘箱：大、中型各一台， 0 200 ，可以调节设定温度。7. 电子秤：用于称量矿料，感量不大于0.5g;用于称量沥青，感量不大于0.1g 。8. 沥青运动粘度测定仪：毛细管粘度计、赛波特重油粘度计或布洛克菲尔德粘度计。图 2-5大型圆柱体试件的试模与套筒( 单位： mm)9. 温度计： ST20 型红外测温仪。或采用有金属插杆的热电偶沥青温度计，金属插杆的长度不小于300mm。量程 0 300 ，数字显示或度盘指针的分度0.1 ，且有留置读数功能。10. 插刀或大螺丝刀、电炉、沥青熔化锅、拌合铲、标准筛、滤纸( 或普通纸 ) 、胶布、卡尺、秒表、粉笔、棉纱等。三、准备工作1. 确定制作沥青混合料试件的拌和与压实温度。(1) 按规程测定沥青的粘度， 绘制粘温曲线。 按表 2-5 的要求确定适宜于沥青混合料拌和及压实的等粘温度。表 2-5适宜于沥青混合料拌和及压实的沥青等粘温度沥青混合料种类粘度与测定方法适宜于拌合的沥青结合料粘度适宜于压实的沥青结合料粘度石油沥青表观粘度， T 0625(0.17 ± 0.02)Pa · s(0.28 ± 0.03)Pa ·s( 含改性沥运动粘度，(170 ±20)mm2 /s(280 ±30)mm2 /s青)T0619(85 ±10)s(140 ±15)s赛波特粘度， T0623煤沥青恩格拉度， T 062225± 340± 5液体沥青混合料的压实成型温度按石油沥青要求执行。(2) 当缺乏沥青粘度测定条件时， 试件的拌和与压实温度可按表 2-6 选用，并根据沥青品种和标号作适当调整。 针入度小、 稠度大的沥青取高限， 针入度大、 稠度小的沥青取低限，一般取中值。 对改性沥青， 应根据改性剂的品种和用量， 适当提高混合料的拌和和压实温度，对大部分聚合物改性沥青，需要在基质沥青的基础上提高 15 30 左右，掺加纤维时，尚需再提高 10 左右。表 2-6沥青混合料拌和及压实温度参考表沥青结合料种类拌和温度 ( )压实温度 ( )石油沥青130160120150煤沥青90 12080 110改性沥青160175140170(3) 常温沥青混合料的拌和及压实在常温下进行。2. 若在拌和厂或施工现场采集沥青混合料试样，应将试样置于烘箱中保温，在混合料中插入温度计测量温度，待混合料温度符合要求后成型。需要适当拌和时可倒入已加热的小型沥青混合料拌和机中适当拌和，时间不超过1min 。但不得用铁锅在电炉或明火上加热炒拌。3. 在试验室人工配制沥青混合料时，材料准备按下列步骤进行：(1) 将各种规格的矿料置 (105 ±5) 的烘箱中烘干至恒重 ( 一般不少于 4 6h) 。根据需要，粗集料可先用水冲洗干净后烘干。也可将粗细集料过筛后用水冲洗再烘干备用。(2) 按规定试验方法分别测定不同粒径规格粗、细集料及填料( 矿粉 ) 的各种密度，按T0603测定沥青的密度。(3) 将烘干分级的粗细集料，按每个试件设计级配要求称其质量，在一金属盘中混合均匀，矿粉单独加热，置烘箱中预热至沥青拌和温度以上约15 ( 采用石油沥青时通常为163 ; 采用改性沥青时通常需 180 ) 备用。一般按一组试件 ( 每组 4 6 个 ) 备料，但进行配合比设计时宜对每个试件分别备料。当采用替代法时，对粗集料中粒径大于26.5mm 的部分，以 13.2 26.5mm 粗集料等量代替。常温沥青混合料的矿料不应加热。(4) 将按规程 T0601 采集的沥青试样，用恒温烘箱熔化加热至规定的沥青混合料拌和温度备用，但不得超过 175 。当不得已采用燃气炉或电炉直接加热进行脱水时，必须使用石棉垫隔开。4. 用沾有少许黄油的棉纱擦净试模、套筒及击实座等置100 左右烘箱中加热1h备用。常温沥青混合料用试模不加热。四、拌制沥青混合料1. 粘稠石油沥青或煤沥青混合料(1) 将沥青混合料拌和机预热至拌和温度以上10 左右备用 ( 对试验室试验研究、配合比设计及采用机械拌和施工的工程，严禁用人工炒拌法热拌沥青混合料) 。(2) 将每个试件预热的粗细集料置于拌和机中，用小铲子适当混合，然后再加入需要数量的已加热至拌和温度的沥青 ( 如沥青已称量在一专用容器内时，可在倒掉沥青后用一部分热矿粉将沾在容器壁上的沥青擦拭一起倒入拌和锅中) ，开动拌和机一边搅拌一边将拌和叶片插入混合料中拌和1 1.5min，然后暂停拌和，加入单独加热的矿粉，继续拌和至均匀为止，并使沥青混合料保持在要求的拌和温度范围内。标准的总拌和时间为3min 。2. 液体石油沥青混合料将每组 ( 或每个 ) 试件的矿料置于已加热至55 100 的沥青混合料拌和机中，注入要求数量的液体沥青，并将混合料边加热边拌和，使液体沥青中的溶剂挥发至50% 以下。拌和时间应事先试拌决定。3. 乳化沥青混合料将每个试件的粗细集料， 置于沥青混合料拌和机 ( 不加热， 也可用人工拌 ) 中，注入计算的用水量 ( 阴离子乳化沥青不加水 ) 后，拌和均匀并使矿料表面完全湿润， 再注入设计的沥青乳液用量，在 1min 内使混合料拌匀，然后加入矿粉后迅速拌和，使混合料拌成褐色为止。五、成型方法1. 马歇尔标准击实法的成型步骤如下：(1) 将拌好的沥青混合料，均匀称取一个试件所需的用量( 标准马歇尔试件约1200g，大型马歇尔试件约4050g)。当已知沥青混合料的密度时，可根据试件的标准尺寸计算并乘以 1.03 得到要求的混合料数量。当一次拌和几个试件时，宜将其倒入经预热的金属盘中，用小铲适当拌和均匀分成几份， 分别取用。在试件制作过程中，为防止混合料温度下降，应连盘放在烘箱中保温。(2) 从烘箱中取出预热的试模及套筒，用沾有少许黄油的棉纱擦拭套筒、底座及击实锤底面， 将试模装在底座上， 垫一张圆形的吸油性小的纸， 按四分法从四个方向用小铲将混合料铲入试模中，用插刀或大螺丝刀沿周边插捣15 次，中间10 次。插捣后将沥青混合料表面整平成凸圆弧面。对大型马歇尔试件，混合料分两次加入，每次插捣次数同上。(3) 插入温度计，至混合料中心附近，检查混合料温度。(4) 待混合料温度符合要求的压实温度后，将试模连同底座一起放在击实台上固定，在装好的混合料上面垫一张吸油性小的圆纸，再将装有击实锤及导向棒的压实头插入试模中，然后开启电动机或人工将击实锤从457mm的高度自由落下击实规定的次数(75 、50 或 35次) 。对大型马歇尔试件，击实次数为 75 次 ( 相应于标准击实 50 次的情况 ) 或 112 次 ( 相应于标准击实 75 次的情况 ) 。(5) 试件击实一面后，取下套筒，将试模上下对调，装上套筒，然后以同样的方法和次数击实另一面。乳化沥青混合料试件在两面击实后，将一组试件在室温下横向放置24h;另一组试件置温度为(105 ±5) 的烘箱中养生24h。将养生试件取出后再立即两面锤击各25 次。(6) 试件击实结束后，立即用镊子取掉上下面的纸，用卡尺量取试件离试模上口的高度并由此计算试件高度， 如高度不符合要求时， 试件应作废， 并按下式调整试件的混合料质量，以保证高度符合(63.5 ± 1.3)mm(标准试件 ) 或(95.3 ± 2.5)mm(大型试件 ) 的要求。2. 卸去套筒和底座，将装有试件的试模横向放置冷却至室温后 ( 不少于 12h) ，置脱模机上脱出试件。 用于作现场马歇尔指标检验的试件， 在施工质量检验过程中如急需试验， 允许采用电风扇吹冷 1h 或浸水冷却 3min 以上的方法脱模， 但浸水脱模法不能用于测量密度、空隙率等各项物理指标。3. 将试件仔细横置于干燥洁净的平面上，供试验用。