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深度解读2019新版《公路工程沥青及沥青混合料试

深度解读2019新版《公路工程沥青及沥青混合料试验规程征求意见稿》

2019年头

新版公路工程沥青及沥青夹杂料试验规程JTG E20

收罗定见稿发布

深度解读2019新版《公路工程沥青及沥青混合料试验规程征求意见稿》

  交通运输部在2016年启动了JTG E20规范的修订工作,并与2019年头发布了收罗定见稿,此次修订有以下几个要点:

  1.沥青试验部门新增了14种试验方式;沥青夹杂料试验部门新增了29种试验方式。

  2.经由修订后,新版规范根基收录了美国、欧洲的大部门试验方式,过程进修新版规范,能够匡助中国企业走出国门,更好的在海外工程中与国外同业进行尺度对接和手艺交流。

  3.新版规范也完全涵盖了“老化、永远变形、劲度模量、低温开裂、委靡开裂、黏附性、施工机能和其他”的八大研究标的,形成了成套完整的路面材料评价系统。

  本期将为人人深度解读14个新增沥青试验方式。沥青夹杂料试验方式将鄙人期进行解读。

深度解读2019新版《公路工程沥青及沥青混合料试验规程征求意见稿》

深度解读2019新版《公路工程沥青及沥青混合料试验规程征求意见稿》表1 JTG E20新规范新增沥青试验方式

深度解读2019新版《公路工程沥青及沥青混合料试验规程征求意见稿》

   T0666/T0667/T0668/T0672

  在14个新增试验方式中,有4个规范涉及动态剪切流变仪DSR,加之原有的T0628 沥青流变性质试验(动态剪切流变仪法),在整套规范中,需要使用到动态剪切流变仪的试验方式共计5个。

  T0628DSR试验方式是美国AASHTO M320 Superpave PG分级试验确定沥青高温品级的尺度试验方式;

  T0666MSCR试验方式是美国AASHTO T350为更好的评价改性沥青弹性恢复能力而开发的新一代试验方式,其加载体式区别于DSR试验的继续正弦波,每个测试轮回是在正弦波加载1秒后零应力恢复9秒,并以0.1kPa的应力轮回加载20个周期(前10个周期调节样品,后10个进行测试),再以3.2kPa的应力轮回加载10个周期,测试整个试验过程中可恢复应变和不成恢复应变的巨细用于较量弗成恢复的蠕变柔量。

深度解读2019新版《公路工程沥青及沥青混合料试验规程征求意见稿》图1 MSCR试验典型的时间-变形曲线

  T0667ZSV和T0668LSV是欧盟尺度中新一代的沥青试验方式,用于评价沥青反抗高温车辙变形的机能。ZSV零剪切黏度试验素质上是一个给定应力前提下的蠕变试验(应力扫描),测得黏度 – 剪应力关系曲线和黏度 – 剪应变关系曲线。

深度解读2019新版《公路工程沥青及沥青混合料试验规程征求意见稿》表2 ZSV沥青应力扫描前提

  LSV低剪切黏度则是先将沥青在0.1Hz频率,0.1应变幅度(有些可能更小)的振荡前提下从高温到低温进行温度扫描,较量等温黏度EVT1;并在EVT1前提下,按照1Hz-0.3Hz-0.1Hz-0.03Hz-0.01Hz-0.003Hz进行频率扫描,过程黏度η-log(f)曲线外推获得零剪切黏度LSV。

深度解读2019新版《公路工程沥青及沥青混合料试验规程征求意见稿》图2 零剪切黏度 – 低剪切黏度 – 剪切变稀

  T0672LAS试验方式是依据美国AASHTO TP101 LAS暂行试验方式编写,目的是为了评价沥青的疲惫寿命。试验首先在选定温度下,在0.1-30Hz的频率规模内对沥青进行频率扫描,计较获得沥青伤害前的材料固有参数α;再以10Hz的频率以1.0%的台阶从0.1%到30%进行振幅扫描,经由测量获得的峰值剪切应变/应力,相位角平均值和动态剪切模量来较量委靡机能模型和机能参数对沥青的抗委靡机能进行评价。

深度解读2019新版《公路工程沥青及沥青混合料试验规程征求意见稿》图3 LAS的加载方式

  ​若何选择一款知足所有新规范试验需求的设备?

  保举选用与交通运输部公路科学研究院规范编写组同款的马尔文Kinexus系列动态剪切流变仪来知足试验需求。

深度解读2019新版《公路工程沥青及沥青混合料试验规程征求意见稿》图4 Malvern动态剪切流变仪DSR系列产物

  新款的Kinexus流变仪大幅度提高了扭矩规模,法向力局限,法向力分辨率等指标,增加了干法控温功能和更多的功能扩展接口,更新了基于Windows最新操作系统的试验软件,能够知足新规范的所有试验方式,以及诸如相位角测试方式、橡胶沥青测试、摩擦机能测试、DMA测试、低温4mm平行板测试等还在逐渐开发中,没有形成尺度规范的研究方式,或许知足此后多年的使用需求。

  T0669

  T0669 聚合物涣散试验首要参考EN 13632尺度编写,这是今朝欧盟用于评价沥青与改性剂涣散性的主要方式。聚合物改性沥青中的改性剂需要在沥青中以必然水平的不一连相分布,使其在较长的使用寿命内连结完整构造,聚合物相的分布水平对黏合剂系统的物理性质具有主要的影响感化。

  为了视察聚合物改性剂在沥青中的分离性,我们平日使用荧鲜明微镜来进行定性观测,荧鲜明微镜的光源落在激发激光器上,激发滤光器透射240nm ~ 490nm的光,该波长的光落在样品外观,未被吸取的激发光和发射光被反射到彩色分束滤光器,反射短于510nm的光,透射波长更长的光。因为大多数聚合物发生黄色荧光,而沥青连结黑色状况,是以我们就能够在分歧的放大倍数下评估聚合物的粒度及分布。

  荧鲜明微手艺是一种手艺成熟的测试手段,该试验是一种定性试验方式,不克用于评估改性剂的质量和机能。市场上诸如奥林巴斯、卡尔蔡司、MshOt多个品牌的荧鲜明微镜均可以知足试验应用。

深度解读2019新版《公路工程沥青及沥青混合料试验规程征求意见稿》图5 蔡司荧鲜明微镜及测量后果展示

  ​T0670

  T0670 沥青雀斑试验首要参考AASHTO T102试验方式编写,用于评价沥青各组分的相容性,测定沥青在加热过程中是否过热,经由对测试后样品的外观进行人眼识别来定性判断为“阳性(相容性差)”或“阴性(相容性优越)”,来作为评判了局。该方式需要的设备为实验室内的常规器皿和东西,例如烧瓶、玻璃管、滤纸、移液管、恒温水浴以及各类耗材。

  T0671

  T0671 沥青拉伸机能试验(测力延度法)是在传统的延度试验仪上增加高分辨率的力学传感器测量延度试验时沥青的拉力,经由计较测力延度比的方式来评价改性沥青的内聚力,因为该方式或许很好的表征聚合物改性沥青的黏弹机能(拉伸耽误的后期会显现较着的第二峰值),是以欧盟(EN 13589/EN 13703)和美国(AASHTO T300)均将该试验作为评价改性沥青机能的尺度试验方式。是以本方式也是借鉴了以上三册规范进行编写。

  测力延度仪

  基于测力延度规范的普及应用,欧盟和美国的进口延度仪多数供给拉力测量功能,过程分辨率达0.1N的荷载传感器实时监测拉伸过程中的力,并生成位移-拉力曲线(如图6所示)。个中,意大利CONTROLS的拉力延度仪是此中性价较量高的一款:具有4个沥青样品测试位,或许毗连300N/500N的荷载传感器,最大拉伸长度1500mm,经由争论机软件进行掌握,软件界面非常友好,操作简洁,并在仪器中内置了尺度延度试验和拉力延度的测试法式,或许直接使用。在配备了外置的低温轮回浴的环境下,还能够执行低温延度试验。

深度解读2019新版《公路工程沥青及沥青混合料试验规程征求意见稿》图6 CONTROLS测力延度仪

深度解读2019新版《公路工程沥青及沥青混合料试验规程征求意见稿》图7 CONTROLS测力延度仪测试的位移-拉力曲线

  ​T0673

  T0673 SBS含量测定试验用于测量聚合物改性沥青中的SBS改性剂含量,需要的仪器是傅里叶变换红外光谱仪。使用傅里叶变换红外光谱剖析手艺对沥青组分进行识别,是近年来飞速成长和快速普及的测试手艺,在美国有AASHTO T302试验尺度(测试聚合物改性沥青中的SBR、SB和SBS含量),国内有浙江省的处所规范DB 33/T 989-2015改性沥青中SBS含量的测定(红外光谱法)。除此以外,基于任何两种分歧的沥青都具有分歧的红外光谱图这一特征(雷同于人的指纹),我们平日还使用这种方式用于在现场掌握分歧批次的沥青是否掺假的质量掌握,美国SHRP 2.0 R06B陈说:光谱学测试方式对建筑材料进行指纹识另外应用评估中也保举了这种试验方式。据我们的领会和判断,红外光谱仪有大规模普及的趋势,此后将是每个沥青材料实验室的必备对象之一。

深度解读2019新版《公路工程沥青及沥青混合料试验规程征求意见稿》图8 典型的沥青红外谱图

  今朝在市场上应用最多的红外光谱仪首要有2个品牌,辨别是美国赛默飞世尔科技集团(Thermo Fisher)旗下的Nicolet iS5型红外光谱仪;以及德国布鲁克公司(Bruker)的ALPHA II型红外光谱仪。这2个型号经由搭配专用的ATR多次衰减全反射晶体后都可以知足日常的使用需求。

深度解读2019新版《公路工程沥青及沥青混合料试验规程征求意见稿》图9 赛默飞iS5型(左图)和布鲁克Alpha II 型(右图)

  ​T0674

  T0674 摆式仪测定沥青黏结力试验参照欧盟尺度EN 13588编写,首要目的用于测试沥青的黏结力,这种黏结力首要指沥青毁坏过程时,内部的扯破。测试方式雷同于摆式仪测量路面抗滑性的道理,经由摆锤敲击粘结了沥青的试块后停留的高度,来较量黏结力(J/cm2)。

深度解读2019新版《公路工程沥青及沥青混合料试验规程征求意见稿》图10 沥青黏结力的测试道理

  ​英国COOPER摆式沥青黏结力测试仪

  今朝国内使用的摆式沥青黏结力测试仪根基都是英国COOPER公司生产,这些用户包孕:规范编写单元单子交通运输部公路科学研究院,以及北京建筑大学和山东高速扶植材料有限公司。

深度解读2019新版《公路工程沥青及沥青混合料试验规程征求意见稿》图11 Cooper摆式沥青黏结力测试仪

  ​T0675

  T0675 集料-沥青黏附性试验(扭转瓶法)参照欧盟尺度EN 12697-11编写,首要用于测定集料和沥青之间的粘附力以及其对组合剥离的敏感性影响,也或许用于测定水对集料和沥青在含或不含黏附剂两种环境下的影响。执行该试验方式需要使用可以同时扭转不少于3个试验瓶的机械,以及试验瓶、天平、烘箱等实验室的常备器具。试验完成后的测试过程经由目测来观测沥青的附着水平,是以这是一个简洁且主观性较高的试验方式,每每适用于常规试验检测,不适用于高耐磨性的集料。测试效果或许绘制成时间-沥青裹覆率曲线。

深度解读2019新版《公路工程沥青及沥青混合料试验规程征求意见稿》图12 扭转时间-沥青裹覆率曲线

  ​CONTROLS扭转瓶试验仪

  意大利CONTROLS公司生产的75-B0011/A扭转瓶试验仪能够一次测试3个试验瓶,转速最高可达80转/分,设备小巧,简洁易用。(值得说明的是:这种扭转瓶试验仪和稀浆封层夹杂料配伍性品级试验中的扭转瓶试验仪是完全分歧的)

深度解读2019新版《公路工程沥青及沥青混合料试验规程征求意见稿》图13 75-B0011/A扭转瓶试验仪

  ​T0676

  T0676 橡胶沥青扭转黏度试验(Hakke黏度计法)是一种非常快速、简洁的试验方式,能够在现场敏捷测试橡胶沥青的哈克黏度。这种测试设备首要由美国赛默飞世尔科技集团旗下的Hakke生产线生产,型号为VISCOMETER 2PLUS,过程电池驱动的电机进行水平扭转,转速62.5转/分,黏度测量规模30mPa·s ~ 400,000mPa·s,LCD显示屏能够直接读取测试成绩。检测过程能够手持直接测量,也能够安装在支架式内进行测试。

深度解读2019新版《公路工程沥青及沥青混合料试验规程征求意见稿》图14 Hakke手持式扭转黏度计

  ​T0677/T0678

  T0677 黏层油黏结强度试验(剪切法)和T0678 黏层油黏结强度试验(拉拔法)沥青路面的层间黏结强度不足导致的路面损坏近年来成为业界计较存眷的问题(例如水平推移、拥包层间离开及车辙等)。为了增强施工质量节制,在新规范编制的过程中,检测沥青路面层间黏结强度的成套方式还被写入了JTG E60-201X 公路路基路面现场测试规程中,而该成套方式个中两种能够在室内执行的试验方式写入了此版室内材料的试验规程。该方式是参考欧盟EN 12697-48层间黏结强度试验方式编写,在欧盟尺度中有5大类试验方式,个中方式D和E因为需要的设备价值较高,制造复杂对细密度较高,不易普及。是以,我国在规范修订的过程中选择了此中3种比力简洁的方式进行引进。

  室内层间黏结强度试验的根基思惟就是造成黏结层位置的损坏,导致毁坏发生的感化力或许是垂直目的的拉拔力,或者是水平偏向的剪切力。也就是拉拔和剪切两种试验方式。

  剪切和拉拔试验设备

  切和拉拔试验都是匀速加载试验(剪切为50±2mm/min,拉拔为10±2mm/min),测量值为荷载和位移,最大荷载不小于35kN。所以我们常规的路强仪、材料试验机或大量程的马歇尔试验仪(能进行拉伸)经由改装均能够完成这两个试验。这种试验夹具较量经济的体式是在国内加工建造获取。

深度解读2019新版《公路工程沥青及沥青混合料试验规程征求意见稿》图15 剪切(左)和拉拔(右)试验夹具

  ​T0679

  T0679 沥青中含磷量试验首要参考美国AASHTO TP78试验尺度编写,目的用于测试沥青或沥青残留物中是否含有多磷酸(PPA)。该试验方式是基于材料发生化学反响时会随同颜色改变的道理进行测试,是以是一种定性剖析方式,所需要的设备包孕烘箱、烧杯、移液器、酒石酸锑酸铵/钼酸铵溶液、抗坏血酸显色剂,硫酸溶液,丁醇-异丁酸或正丁醇等化学试剂等材料。

  下期预告

  本期小编跟大师分享了新版试验规程中沥青试验内容。下一期我们将具体讲解关于沥青夹杂料试验的内容,敬请等候!~

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