一种沥青与集料黏附性的定量测试方法

技术领域

本发明涉及沥青集料测定技术领域，具体涉及一种沥青与集料黏附性的定量测试方法。

背景技术

沥青混合料是由矿料与沥青结合料拌和而成的混合料的总称。按材料组成及结构分为连续级配、间断级配混合料。按矿料级配组成及空隙率大小分为密级配、半开级配、开级配混合料。按公称最大粒径的大小可分为特粗式(公称最大粒径大于37.5mm)、粗粒式(公称最大粒径26.5mm或31.5mm)、中粒式(公称最大粒径16mm或19mm)、细粒式(公称最大粒径9.5mm或13.2mm)、砂粒式(公称最大粒径小于9.5mm)沥青混合料。按制造工艺分为热拌沥青混合料、冷拌沥青混合料、再生沥青混合料等。

集料又称骨料，是沥青混合料的主要组成材料之一，主要起骨架作用和减小由于胶凝材料在凝结硬化过程中干缩湿胀所引起的体积变化，同时还作为胶凝材料的廉价填充料。由于工程建设量持续不断的增大，优质集料的选择范围逐渐缩小，集料和沥青的黏附性能对于沥青混合料的应用至关重要，目前集料与沥青的粘附性通过试验测得。沥青混合料是由矿料与沥青结合料拌和而成的混合料的总称。按材料组成及结构分为连续级配、间断级配混合料。按矿料级配组成及空隙率大小分为密级配、半开级配、开级配混合料。按公称最大粒径的大小可分为特粗式(公称最大粒径大于37.5mm)、粗粒式(公称最大粒径26.5mm或31.5mm)、中粒式(公称最大粒径16mm或19mm)、细粒式(公称最大粒径9.5mm或13.2mm)、砂粒式(公称最大粒径小于9.5mm)沥青混合料。按制造工艺分为热拌沥青混合料、冷拌沥青混合料、再生沥青混合料等。

集料又称骨料，是沥青混合料的主要组成材料之一，主要起骨架作用和减小由于胶凝材料在凝结硬化过程中干缩湿胀所引起的体积变化，同时还作为胶凝材料的廉价填充料。由于工程建设量持续不断的增大，优质集料的选择范围逐渐缩小，集料和沥青的黏附性能对于沥青混合料的应用至关重要，目前集料与沥青的粘附性通过试验测得。现有的测试方法中，均采用两名以上经验丰富的试验人员分别评定后，取平均等级作为试验结果。这种测试以及评定方法具有很大的主观性，无法客观的评价沥青与集料之间的粘附性能，并且试验重复性差，无法准确判断沥青与集料之间的粘附性能。

有鉴于上述现有技术中存在的缺陷，本发明人基于从事此类材料多年丰富经验及专业知识，配合理论分析，加以研究创新，开发一种沥青与集料黏附性的定量测试方法，通过计算公式准确计算出沥青剥落率，并根据沥青剥落率确定粘附性等级。

发明内容

本发明的目的是提供一种沥青与集料黏附性的定量测试方法，通过计算公式准确计算出沥青剥落率，并根据沥青剥落率判断粘附性等级，测试结果客观准确，测试方法简单，便于操作。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

本发明提供的一种沥青与集料黏附性的定量测试方法，根据沥青剥落率判定沥青粘附等级；沥青剥落率是沥青包裹于集料颗粒后，在热水中超声后计算得到的沥青剥落率。将集料颗粒置于热水中超声，能够更加准确的模拟和还原沥青的使用环境，提高了本发明的测试方法的准确性，同时提高了本测试方法的实用性。

进一步的，沥青剥落率测试步骤如下：

S1.取粒径为15.5～16.5mm的集料颗粒n个，将其放到烘箱中烘干，然后冷却至室温，称量每个集料颗粒质量记为m

S2.通过悬挂装置使所述集料颗粒浸没于预先加热的沥青中；

S3.将裹附了沥青的集料颗粒取出，晾干至室温，称量质量；

S4.将晾干的集料颗粒用纱布包裹后放入水中，然后将盛有集料颗粒的水放到超声波中，通过超声波加热10～15min，将集料颗粒取出晾干；

S5.取下集料颗粒表面的纱布，然后将粘于纱布并与集料颗粒表面脱开的沥青切掉，将剩下的粘附沥青的集料颗粒晾干至恒重，称量质量；

S6.计算沥青剥落率，判断沥青和集料颗粒的粘附性能等级。

进一步的，步骤S6中沥青剥落率的计算公式为：

Dis＝Σ(m

Dis为沥青剥落率；

m

m

m

本发明将黏附沥青颗粒经浸水脱落部分沥青后的质量作为计算数据，与将剥落的沥青质量作为计算相比，避免了剥落沥青收集和称重过程中的损失对计算结果造成的影响，有效提高了本发明测试方法的准确率，并采用纱布对粘附了沥青后的集料进行包裹，充分利用纱布不吸收沥青的中有机物的特点，进一步减少测试误差。

进一步的，判断沥青和集料颗粒的粘附性能等级的方法，包括如下步骤：

A1.检测不同粘附等级下，若干沥青样本在标准集料颗粒上的沥青剥落率Dis

A2测试待测沥青与集料颗粒的沥青剥落率Dis

A3.将沥青剥落率Dis

具体的，本发明涉及的粘附等级是公路工程沥青及沥青混合料试验规程(JTGE20-2011)中规定的粘附性等级，该规程中将粘附性能划分为5个等级，并将该规程中的样本数据作为本发明中划分沥青剥落率Dis

进一步的，步骤S2中的预先加热温度是沥青的标准拌和温度。采用沥青的标准拌和温度，能够使测试数据更加贴近实际应用，减少测试误差，提高测试准确度。

进一步的，步骤S4中的超声波加热温度为40～50℃。在超声的条件下，温度过低，达不到抗水损害的条件，温度过高容易导致沥青中的有机物分解，影响测试结果的准确度。

进一步的，悬挂装置是兜状结构，并设置有网孔。采用此种形式的悬挂装置能够使集料颗粒完全浸渍于沥青中，并使本发明测试方法对集料颗粒的形状没有特殊要求，任意形状的集料颗粒均能够完全浸渍于本发明的测试方法中。

进一步的，网孔直径为2～5mm。网孔过小影响沥青与集料颗粒表面的接触面积，进而降低沥青与集料颗粒的粘附力，网孔过大易将形状不规则的集料颗粒卡住，影响测试结果。

进一步的，n≥5。由于集料颗粒的质量、体积和表面粗糙度对沥青的粘附力均有影响，因此多个数据采集平均值才能使测试结果更加准确。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

本发明提供了一种沥青与集料黏附性的定量测试方法，克服了传统检测方法，利用人工肉眼观察判断的缺陷，使检测结果更加客观准确，且检测再现性好；并通过公式计算得出沥青剥落率，根据沥青剥落率判断沥青与集料的粘附性等级，结果真实客观，且操作简单，效率高。

附图说明

图1为本发明的测试方法流程图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，对依据本发明提出的一种沥青与集料黏附性的定量测试方法，其具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。

S1.取粒径16mm左右的集料颗粒n个，将其放到烘箱中烘干，然后冷却至室温，称量每个颗粒质量记为m

S2.采用悬挂装置将每个集料颗粒分别悬挂；

S3.然后将悬挂好的集料颗粒浸入预先加热的沥青中，然后取出悬挂晾干至室温，称量质量记为m

S4.将晾干的集料颗粒用纱布包裹后放入水中，然后将盛有集料颗粒的水放到超声波中，通过超声波加热10-15min，取出晾干；

S5.取下纱布，然后将粘于纱布并与集料颗粒表面脱开的沥青用壁纸刀切掉，将剩下的粘附沥青的集料颗粒晾干至恒重，称量质量记为m

S6.计算沥青剥落率，判断沥青和集料的黏附性能。

Dis＝Σ(m

式中：

Dis为沥青剥落率；

m

m

m

判断沥青和集料颗粒的粘附性能等级的方法，包括如下步骤：

A1.检测不同粘附等级下，若干沥青样本在标准集料颗粒上的沥青剥落率Dis

A2测试待测沥青与集料颗粒的沥青剥落率Dis

A3.将沥青剥落率Dis

实施例1

以玄武岩集料和90#沥青为检测对象。

沥青与集料的粘附性能测试方法如下：

S1.取粒径16mm左右的玄武岩5个，将其放到烘箱中烘干，然后冷却至室温，称量每个颗粒质量记为m

S2.采用悬挂装置将每个玄武岩颗粒分别悬挂；

S3.然后将悬挂好的集料颗粒浸入预先加热的90#沥青中，然后取出悬挂晾干至室温，称量质量记为m

S4.将晾干的玄武岩颗粒用纱布包裹后放入水中，然后将盛有玄武岩颗粒的水放到超声波中，通过超声波加热10min，取出晾干；

S5.取下纱布，然后将粘于纱布并与玄武岩颗粒表面脱开的90#沥青用壁纸刀切掉，将剩下的粘附90#沥青的玄武岩颗粒晾干至恒重，称量质量记为m

S6.计算90#沥青剥落率，判断90#沥青和玄武岩颗粒的粘附性能。

Dis＝Σ(m

式中：

Dis为沥青剥落率；

m

m

m

测试数据见表1，根据公式得到实施例1的沥青剥落率为8.60％。

表1实施例1的剥落率数据测试结果

判断沥青和集料颗粒的粘附性能等级的方法，包括如下步骤：

A1.检测不同粘附等级下，若干沥青样本在标准集料颗粒上的沥青剥落率Dis

A2.将上述测得的沥青剥落率Dis代入到步骤A1确定的取值范围中，得到待测沥青与集料颗粒的粘附性等级为4级。

表2剥落率等级划分结果

实施例2

以玄武岩集料和70#沥青为检测对象。

沥青与集料的粘附性能测试方法如下：

S1.取粒径16mm左右的玄武岩5个，即n＝5，将其放到烘箱中烘干，然后冷却至室温，称量每个颗粒质量记为m

S2.采用悬挂装置将每个玄武岩颗粒分别悬挂；

S3.然后将悬挂好的集料颗粒浸入预先加热的70#沥青中，然后取出悬挂晾干至室温，称量质量记为m

S4.将晾干的玄武岩颗粒用纱布包裹后放入水中，然后将盛有玄武岩颗粒的水放到超声波中，通过超声波加热10min，取出晾干；

S5.取下纱布，然后将粘于纱布并与玄武岩颗粒表面脱开的70#沥青用壁纸刀切掉，将剩下的粘附70#沥青的玄武岩颗粒晾干至恒重，称量质量记为m

S6.计算70#沥青剥落率，判断70#沥青和玄武岩颗粒的粘附性能。

Dis＝Σ(m

式中：

Dis为沥青剥落率；

m

m

m

测试结果见表3，并根据上述公式计算得到实施例2的沥青剥落率为5.50％。

表3实施例2的剥落率数据测试结果

判断沥青和集料颗粒的粘附性能等级的方法，包括如下步骤：

A1.检测不同粘附等级下，若干沥青样本在标准集料颗粒上的沥青剥落率Dis

A2.将上述测得的沥青剥落率Dis代入到步骤A1确定的取值范围中，得到待测沥青与集料颗粒的粘附性等级为4。

表4.剥落率等级划分结果

实施例3

以花岗岩集料和70#沥青为检测对象。

沥青与集料的粘附性能测试方法如下：

S1.取粒径16mm左右的花岗岩5个，将其放到烘箱中烘干，然后冷却至室温，称量每个花岗岩颗粒质量记为m

S2.采用悬挂装置将每个花岗岩颗粒分别悬挂；

S3.然后将悬挂好的花岗岩颗粒浸入预先加热的70#沥青中，然后取出悬挂晾干至室温，称量质量记为m

S4.将晾干的花岗岩颗粒用纱布包裹后放入水中，然后将盛有花岗岩颗粒的水放到超声波中，通过超声波加热10min，取出晾干；

S5.取下纱布，然后将粘于纱布并与花岗岩颗粒表面脱开的70#沥青用壁纸刀切掉，将剩下的粘附70#沥青的花岗岩颗粒晾干至恒重，称量质量记为m

S6.计算70#沥青剥落率，判断70#沥青和花岗岩颗粒的粘附性能。

Dis＝Σ(m

式中：

Dis为沥青剥落率；

m

m

m

测试结果见表5，并根据上述公式计算得到实施例3的沥青剥落率为22.50％。

表5实施例3的剥落率数据测试结果

判断沥青和集料颗粒的粘附性能等级的方法，包括如下步骤：

A1.检测不同粘附等级下，若干沥青样本在标准集料颗粒上的沥青剥落率Dis

A2.将上述测得的沥青剥落率Dis

表6.剥落率等级划分结果

实施例4

以花岗岩集料和90#沥青为检测对象。

沥青与集料的粘附性能测试方法如下：

S1.取粒径16mm左右的花岗岩5个，将其放到烘箱中烘干，然后冷却至室温，称量每个花岗岩颗粒质量记为m

S2.采用悬挂装置将每个花岗岩颗粒分别悬挂；

S3.然后将悬挂好的花岗岩颗粒浸入预先加热的90#沥青中，然后取出悬挂晾干至室温，称量质量记为m

S4.将晾干的花岗岩颗粒用纱布包裹后放入水中，然后将盛有花岗岩颗粒的水放到超声波中，通过超声波加热10min，取出晾干；

S5.取下纱布，然后将粘于纱布并与花岗岩颗粒表面脱开的90#沥青用壁纸刀切掉，将剩下的粘附90#沥青的花岗岩颗粒晾干至恒重，称量质量记为m

S6.计算90#沥青剥落率，判断90#沥青和花岗岩颗粒的粘附性能。

Dis＝Σ(m

式中：

Dis为沥青剥落率；

m

m

m

测试结果见表7，并根据上述公式计算得到实施例4的沥青剥落率为26.10％。

表7实施例4的剥落率数据测试结果

判断沥青和集料颗粒的粘附性能等级的方法，包括如下步骤：

A1.检测不同粘附等级下，若干沥青样本在标准集料颗粒上的沥青剥落率Dis

A2.将上述测得的沥青剥落率Dis

表8.剥落率等级划分结果

实施例5

以石灰岩集料和90#沥青为检测对象。

沥青与集料的粘附性能测试方法如下：

S1.取粒径16mm左右的绿辉石5个，将其放到烘箱中烘干，然后冷却至室温，称量每个绿辉石颗粒质量记为m

S2.采用悬挂装置将每个绿辉石颗粒分别悬挂；

S3.然后将悬挂好的绿辉石颗粒浸入预先加热的90#沥青中，然后取出悬挂晾干至室温，称量质量记为m

S4.将晾干的绿辉石颗粒用纱布包裹后放入水中，然后将盛有绿辉石颗粒的水放到超声波中，通过超声波加热10min，取出晾干；

S5.取下纱布，然后将粘于纱布并与绿辉石颗粒表面脱开的90#沥青用壁纸刀切掉，将剩下的粘附90#沥青的绿辉石颗粒晾干至恒重，称量质量记为m

S6.计算90#沥青剥落率，判断90#沥青和绿辉石颗粒的粘附性能。

Dis＝Σ(m

式中：

Dis为沥青剥落率；

m

m

m

测试结果见表9，并根据上述公式计算得到实施例5的沥青剥落率为1.30％。

表9实施例5的剥落率数据测试结果

判断沥青和集料颗粒的粘附性能等级的方法，包括如下步骤：

A1.检测不同粘附等级下，若干沥青样本在标准集料颗粒上的沥青剥落率Dis

A2.将上述测得的沥青剥落率Dis

表10剥落率等级划分结果

实施例6

以石灰岩集料和70#沥青为检测对象。

沥青与集料的粘附性能测试方法如下：

S1.取粒径16mm左右的绿辉石5个，将其放到烘箱中烘干，然后冷却至室温，称量每个绿辉石颗粒质量记为m

S2.采用悬挂装置将每个绿辉石颗粒分别悬挂；

S3.然后将悬挂好的绿辉石颗粒浸入预先加热的90#沥青中，然后取出悬挂晾干至室温，称量质量记为m

S4.将晾干的绿辉石颗粒用纱布包裹后放入水中，然后将盛有绿辉石颗粒的水放到超声波中，通过超声波加热10min，取出晾干；

S5.取下纱布，然后将粘于纱布并与绿辉石颗粒表面脱开的90#沥青用壁纸刀切掉，将剩下的粘附70#沥青的绿辉石颗粒晾干至恒重，称量质量记为m

S6.计算70#沥青剥落率，判断70#沥青和绿辉石颗粒的粘附性能。

Dis＝Σ(m

式中：

Dis为沥青剥落率；

m

m

m

测试结果见表11根据上述公式计算得到实施例6青剥落率为1.30％。

表11.6剥落率数据测试结果

判断沥青和集料颗粒的粘附性能等级的方法，包括如下步骤：

A1.检测不同粘附等级下，若干沥青样本在标准集料颗粒上的沥青剥落率Dis

A2.将上述测得的沥青剥落率Dis

表12剥落率等级划分结果

需要说明的是，本发明提供的测试方法同样适用于其他型号沥青以及改性沥青等沥青与其他集料的粘附性的测试。

集料根据SiO

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例展示如上，但并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。