一种低温沥青内聚力与粘结力和可塑性试验方法技术

本发明专利技术提供了一种低温沥青内聚力与粘结力和可塑性试验方法，该试验方法包括制作石质试块，并加热沥青和石质试块后将沥青涂在试块断面上，进行试块施拉。该试验方法模拟了沥青在路面中的存在形态和工作状态，试件的制作过程也模拟了沥青路面的施工过程，并且紧扣工程所在地的气温条件，其试验结果真实的反映了沥青的内聚力与沥青和石料之间的粘结力的大小关系，所以它能够准确的判断低温情况下沥青的稳定性能。

【技术实现步骤摘要】
一种低温沥青内聚力与粘结力和可塑性试验方法
本专利技术涉及道路工程材料
，尤其是涉及一种低温沥青内聚力与粘结力和可塑性试验方法。
技术介绍
随着国民经济的持续高速发展和人民生活水平的不断提高，道路沥青路面的应用已经很多，沥青路面是在石料中掺入路用沥青材料铺筑而成的，作为沥青路面重要组成部分的沥青胶结料对沥青路面的使用品质和使用寿命有着重要的影响。在沥青路面结构中，沥青以两种形态存在，一是结构沥青，另一是自由沥青。沥青与矿料相互作用后，沥青在石料表面产生化学组分的重新排列，在石料表面形成一层扩散结构膜，在此膜厚度以内的沥青称为结构沥青，它的厚度为8μm~10μm，此膜之外的沥青称为自由沥青。裂缝是沥青路面最主要的病害。沥青路面裂缝发生在低温情况下，温度越低裂缝越严重。研究发现，由于沥青和石料之间的结合力相对于沥青的内聚力不足，或者沥青的可塑性即变形能力不足，都会使沥青路面产生开裂，有的沥青路面完工后甚至在经历第一个冬季的过程中就产生裂缝，不但严重影响使用品质和使用寿命，还会导致投入大量的养护费用。现行规范规定沥青与碎石的粘结性按《沥青与集料的低温粘结性试验》（T0660——2000）进行试验和判别，然而在工程实践中发现，按《沥青与集料的低温粘结性试验》（T0660——2000）得到的试验结果与沥青路面裂缝的相关性不大；再者，沥青的低温可塑性是沥青路面开裂的重要影响因素，而按《沥青延度试验》（T0605——2011）得到的试验结果与沥青路面裂缝的相关性也不大；目前没有比较低温沥青内聚力与沥青和石料之间的粘结力大小的试验。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题是，通过试验观察低温情况下沥青的内聚力与沥青和石料之间的粘结力的大小以及沥青的可塑性，判断沥青的低温稳定性是否满足工程需求，评判沥青和石料是否可以在工程所在地使用。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种低温沥青内聚力与粘结力和可塑性试验方法，该试验方法包括以下步骤：第一步，制作试件1）制作石质试块石质试块采用与工程用碎石材质相同的石料制成，其几何尺寸为：长×宽×高＝a×b×c＝200000±20μm×10000±10μm×10000±10μm的长方体；石质试块两端支撑，中间施压，使石质试块断成两段，其中较短者的长度（断面到端面的最小距离）大于等于50mm，在断成两段的过程中没有掉块；2）加热沥青和石质试块把断成两段的石质试块放入160℃~190℃的烘箱中加热大于等于12h；把沥青放入150℃~160℃的烘箱中加热大于等于12h；3）制作试件把2）中的热沥青均匀涂在两段热石质试块的断面上，每个断面上沥青的厚度大于等于40μm，然后对准石质试块的两个断面并施加压力，使两个断面之间的沥青厚度为40±4μm，即石质试块的长度与沥青厚度的和为：a+40±4μm；去除被挤出的多余的沥青；然后把试件置于室内自然降温，当试件温度降到接近室温时放在温控箱中，温控箱内温度为工程所在地的历史最低气温t℃，其温度控制误差范围为0℃~-2℃（即温控箱内的温度为t-2℃~t℃），试件在温控箱中的时间大于等于12h；第二步，试件施拉从温控箱中取出试件并立即给两段石质试块施加拉力，保持试验温度为t℃±2℃，施拉荷载增加速度为10kN/h，使两段石质试块的相对位移为3000μm±30μm时，观察试验结果。根据上述试验方法，观察得到的试验结果分三种情况：（1）沥青与石质试块的接触面处分离，表明在工程所在地的历史最低气温情况下，沥青的内聚力大于沥青和石料之间的粘结力，沥青和石料不能共同用于工程所在地；（2）沥青膜中间断开，沥青与石质试块的接触面处没有分离，表明在工程所在地的历史最低气温情况下，沥青的可塑性不足，即变形能力不够，沥青不能用于工程所在地；（3）沥青与石质试块的接触面处既没有分离，沥青膜中间也没有断开，表明在工程所在地的历史最低气温情况下，沥青的可塑性以及沥青和石料的粘结力均满足要求，沥青和石料能共同用于工程所在地。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术试验方法的试验结果能够准确的判断低温情况下沥青的稳定性能，其主要表现在以下两个方面：1、《沥青与集料的低温粘结性试验》（T0660——2000）只能判断沥青和石料之间的粘结力，但在低温情况下沥青与石料是否分离而导致开裂，不只取决于沥青和石料之间的粘结力的大小，它与沥青的内聚力也相关，当沥青的内聚力大于沥青和石料之间的粘结力时，沥青与石料必定分离而导致开裂；当沥青的内聚力小于沥青和石料之间的粘结力时，沥青与石料必定不会分离而导致开裂。而《沥青与集料的低温粘结性试验》（T0660——2000）的试验结果只表明了沥青和石料之间的粘结力，并不知道沥青和石料之间的粘结力与沥青内聚力的大小关系，例如甲沥青和石料之间的粘结力较大即《沥青与集料的低温粘结性试验》（T0660——2000）的试验结果是被振掉的碎石少，乙沥青和石料之间的粘结力较小即《沥青与集料的低温粘结性试验》（T0660——2000）的试验结果是被振掉的碎石多，但是，如果甲沥青和石料之间的粘结力小于沥青的内聚力，则沥青与石料的接触面处会分离而开裂，如果乙沥青和石料之间的粘结力大于沥青的内聚力，那么沥青与石料的接触面处并不会分离而开裂，结果导致沥青和石料之间的粘结力较大者出现了开裂，所以《沥青与集料的低温粘结性试验》（T0660——2000）的试验结果并不能准确的反映或者判断沥青的低温稳定性能。本专利技术的试验方法模拟了沥青在路面中的存在形态和工作状态，试件的制作过程也模拟了沥青路面的施工过程，并且紧扣工程所在地的气温条件，其试验结果真实的反映了沥青的内聚力与沥青和石料之间的粘结力的大小关系，所以它能够准确的判断低温情况下沥青的稳定性能。2、《沥青延度试验》（T0605——2011）试件中的沥青完全是大块形态的自由沥青，并且其存在形态和沥青路面中的沥青的存在形态差别巨大，再加上它的试验控制温度和沥青路面的历史最低气温相差也很大，而沥青路面的开裂往往发生在低气温时而非试验控制温度，并且气温越低开裂越严重，所以《沥青延度试验》（T0605——2011）的试验结果不能准确的反映低温沥青路面中的沥青的可塑性。本专利技术的试验方法模拟了沥青在路面中的存在形态，接近石质试块断面的8μm~10μm厚的沥青为结构沥青，其余的沥青为自由沥青，这与沥青路面内部结构极其相似，并且试验条件紧扣工程所在地的气温条件，其试验结果真实的反映了低温情况下沥青的可塑性，所以它能够准确的判断低温情况下沥青的稳定性能。总之，本专利技术方法的试验结果与沥青路面低温开裂性能有很好的相关性。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明。实施例1甲地历史最低气温t＝-18℃，使用甲种石灰岩碎石和甲种70#沥青，修筑沥青路面，进行低温沥青内聚力与粘结力和可塑性试验并评判甲种石灰岩碎石和甲种70#沥青是否能应用。本实施例低温沥青内聚力与粘结力和可塑性试验方法，包括如下步骤：第一步，制作试件1、制作石质试块取与甲种碎石材质相同的甲种石灰岩石料，制作石质试块，其几何尺寸为：长×宽×高＝a×b×c＝200002μm×10003μm×9996μm的长方体；甲种石灰岩试块两端支撑，中间施压，使试块断成两段，其中较短者的长本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低温沥青内聚力与粘结力和可塑性试验方法，其特征在于，该试验方法包括以下步骤：第一步，制作试件1）制作石质试块石质试块采用与工程用碎石材质相同的石料制成，其几何尺寸为：长×宽×高＝a×b×c＝200000±20μm×10000±10μm×10000±10μm的长方体；石质试块两端支撑，中间施压，使石质试块断成两段；2）加热沥青和石质试块把断成两段的石质试块放入160℃~190℃的烘箱中加热大于等于12h；把沥青放入150℃~160℃的烘箱中加热大于等于12h；3）制作试件把2）中的热沥青均匀涂在两段热石质试块的断面上，每个断面上沥青的厚度大于等于40μm，然后对准石质试块的两个断面并施加压力，使两个断面之间的沥青厚度为40±4μm，即石质试块的长度与沥青厚度的和为：a+40±4μm；去除被挤出的多余的沥青；然后把试件置于室内自然降温，当试件温度降到接近室温时放在温控箱中，温控箱内温度为工程所在地的历史最低气温t℃，其温度控制误差范围为0℃~‑2℃，试件在温控箱中的时间大于等于12h；第二步，试件施拉从温控箱中取出试件并立即给两段石质试块施加拉力，保持试验温度为t℃±2℃，施拉荷载增加速度为10kN/h，使两段石质试块的相对位移为3000μm±30μm时，观察试验结果。...

【技术特征摘要】
1.一种低温沥青内聚力与粘结力和可塑性试验方法，其特征在于，该试验方法包括以下步骤：第一步，制作试件1）制作石质试块石质试块采用与工程用碎石材质相同的石料制成，其几何尺寸为：长×宽×高＝a×b×c＝200000±20μm×10000±10μm×10000±10μm的长方体；石质试块两端支撑，中间施压，使石质试块断成两段；2）加热沥青和石质试块把断成两段的石质试块放入160℃~190℃的烘箱中加热大于等于12h；把沥青放入150℃~160℃的烘箱中加热大于等于12h；3）制作试件把2）中的热沥青均匀涂在两段热石质试块的断面上，每个断面上沥青的厚度大于等于40μm，然后对准石质试块的两个断面并施加压力，使两个断面之间的沥青厚度为40±4μm，即石质试块的长度与沥青厚度的和为：a+40±4μm；去除被挤出的多余的沥青；然后把试件置于室内自然降温，当试件温度降到接近室温时放在温控箱中，温控箱内温度为工程所在地的历史最低气温t℃，其温度控制误差范围为0℃~-2℃，试件在温控箱中的时间大于等于12h；第二步，试件施拉从温控箱中...

【专利技术属性】
技术研发人员：王健，毛翠荣，黄惠敏，王友顺，韦启学，倪铭辰，王婷灏，王海有，
申请(专利权)人：王健，
类型：发明
国别省市：河南,41