沥青混合料车辙试验

③对改性沥青，应根据实践经验、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，通常在普通沥青的基础上提高10～20℃；掺加纤维时，尚需再提高10℃左右。

④常温沥青混合料的拌和及压实在常温下进行。

（2）原材料准备

①将各规格矿料置于（105±5）℃的烘箱中烘干至恒重（一般不少于4～6h）。将烘干分级的粗、细集料，按每个试件设计级配要求称量，在一金属盘中混合均匀，矿粉单独放入小盆里；然后置烘箱中加热至拌和温度以上约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。常温沥青混合料的矿料不应加热。

②沥青材料用烘箱加热至规定的沥青混合料拌和温度，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。

（3）拌制沥青混合料

①黏稠石油沥青混合料。将沥青混合料拌和机提前预热至拌和温度以上10℃左右。加热的粗细集料置于拌和机中，用小铲子适当混合；加入需要数量的沥青（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粘在容器壁上的沥青擦拭掉，并一起倒入拌和锅中），开动拌和机一边搅拌一边使拌和叶片插入混合料中，拌和1～1．5min；暂停拌和，加入加热的矿粉，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，也可用人工炒拌）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。

（4）试件成型

①用蘸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。

②将拌好的沥青混合料，用小铲适当拌和均匀，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。

③从烘箱中取出预热的试模及套筒，将试模装在底座上，放一张圆形的吸油性小的纸，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，中间插捣10次，插捣后将沥青混合料表面整平。对大型击实法的试件，混合料分两次加入，每次插捣次数同上。

④插入温度计至混合料中心附近，检混合料温度。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放入试模中。开启电机，使击实锤从457mm的高度自由落下到击实规定的次数（75次或50次）。对大型试件，击实次数为75次（相应于标准击实50次）或112次（相应于标准击实75次）。

⑤试件击实一面后，取下套筒，将试模翻面，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。高度不符合要求时，试件应作废，并按式（5．4）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。

⑦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。将试件仔细置于干燥洁净的平面上，供试验用。

5．7　压实沥青混合料密度（表干法）

1）目的与适用范围

本方法适用于测定吸水率不大于2%的各种沥青混合料试件，包括密级配沥青混凝土、沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA）和沥青稳定碎石等沥青混合料试件的毛体积相对密度和毛体积密度。标准试验温度为（25±0．5）℃。

本方法测定的毛体积相对密度和毛体积密度适用于计算沥青混合料试件的空隙率、矿料间隙率等各项体积指标。

2）仪器设备

①浸水天平或电子天平：当最大称量在3kg以下时，感量不大于0．1g；最大称量3kg以上时，感量不大于0．5g。应有测量水中重的挂钩。

②溢流水箱：有水位溢流装置，保持试件和网篮浸入水中后的水位一定，能调整水温至（25±0．5）℃。

③网篮及试件悬吊装置：天平下方悬吊网篮及试件的装置，吊线应采用不吸水的细尼龙线绳，并有足够的长度。对轮碾成型机成型的板块状试件可用铁丝悬挂。

④秒表、毛巾、风扇或烘箱等。

3）试验步骤

①本试验可采用室内成型的试件，也可采用工程现场钻芯、切割等方法获得的试件。试验前试件宜在阴凉处保存（温度不宜高于35℃），且放置在水平的平面上，注意不要使试件产生变形。

②除去试件表面的浮粒，称取干燥试件的空中质量，根据选择的天平的感量读数，准确至0．1g或0．5g。

③将溢流水箱水温保持在（25±0．5）℃。挂上网篮，浸入溢流水箱中，调节水位，将天平调平并复零；把试件置于网篮中（注意不要晃动水）浸入水中3～5min，称取水中质量。若天平读数持续变化，不能很快达到稳定，说明试件吸水较严重，不适用于此法测定，应改用蜡封法测定。

④从水中取出试件，用洁净柔软的拧干湿毛巾轻轻擦去试件的表面水（不得吸走空隙内的水），称取试件的表干质量。从试件拿出水面到擦拭结束不宜超过5s，称量过程中流出的水不得再擦拭。

4）结果整理

①按式（5．5）计算试件的吸水率，结果保留至小数点后1位：

②按式（5．6）及式（5．7）计算试件的毛体积相对密度和毛体积密度，结果保留至小数点后3位。

③允许误差。试件毛体积密度重复性试验的允许误差为0．020g/cm3，试件毛体积相对密度重复性试验的允许误差为0．020。

5．8　压实沥青混合料密度（水中重法）

1）目的与适用范围

水中重法适用于测定吸水率小于0．5%的密实沥青混合料试件的表观相对密度或表观密度。标准温度为（25±0．5）℃。当试件很密实，几乎不存在与外界连通的开口孔隙时，可采用本方法测定的表观相对密度代替按表干法测定的毛体积相对密度，并据此计算沥青混合料试件的空隙率、矿料间隙率等各项体积指标。

2）仪器设备

同表干法所用仪器设备。

3）方法与步骤

①选择适宜的浸水天平或电子天平，最大称量应满足试件质量的要求。

②除去试件表面的浮粒，称取干燥试件的空中质量（ma），根据选择的天平的感量读数，准确至0．1g或0．5g。

③挂上网篮，浸入溢流水箱的水中，调节水位，将天平调平并复零，把试件置于网篮中（注意不要使水晃动），待天平稳定后立即读数，称取水中质量（mw）。若天平读数持续变化，不能在数秒钟内达到稳定，则说明试件有吸水情况，不适于此法测定，应改用表干法或蜡封法测定。

4）结果整理

按式（5．8）及式（5．9）计算用水中重法测定的沥青混合料试件的表观相对密度及表观密度，取3位小数，并在试验报告中注明沥青混合料的类型及测定密度的方法。

5．9　马歇尔稳定度

1）目的与适用范围

本方法适用于马歇尔稳定度试验、浸水马歇尔稳定度试验、真空饱水马歇尔试验。

2）仪器设备

①沥青混合料马歇尔试验仪：自动式或手动式；

②恒温水槽：控温准确至1℃，深度不小于150mm；

③真空饱水容器：包括真空泵及真空干燥器；

④烘箱；

⑤天平：感量不大于0．1g；

⑥温度计：分度值1℃；

⑦卡尺等。

3）标准马歇尔试验

①击实法成型马歇尔试件。用卡尺量测试件的直径及高度，若试件高度不符合（63．5± 1．3）mm或（95．3±2．5）mm要求或两侧高度差大于2mm，则试件应作废。

②将恒温水槽调节至要求的试验温度，黏稠石油沥青或烘箱养生过的乳化沥青混合料为（60±1）℃，煤沥青混合料为（33．8±1）℃，空气养生的乳化沥青或液体沥青混合料为（25±1）℃。

③试件置于已达规定温度的恒温水槽中保温，标准马歇尔试件保温30～40min，大型马歇尔试件保温45～60min。试件之间应有间隔，底下应垫起，距水槽底部不小于5cm。

④马歇尔试验仪的上下压头放入水槽或烘箱中达到同样温度。将上下压头从水槽或烘箱中取出，擦拭干净内表面。为使上下压头滑动自如，可在下压头的导棒上涂少量黄油。再将试件取出置于下压头上，盖上上压头，装在加载设备上。在上压头的球座上放妥钢球，并对准荷载测定装置的压头。

⑤采用自动马歇尔试验仪时，将自动马歇尔试验仪的压力传感器、位移传感器与计算机或XY记录仪正确连接，调整好适宜的放大比例，压力和位移传感器调零；采用压力环和流值计时，将流值计安装在导棒上，使导向套管轻轻地压住上压头，同时将流值计读数调零，调整压力环中百分表并对零。

⑥启动加载设备，使试件承受荷载，加载速度为（50±5）mm/min。计算机或XY记录仪自动记录传感器压力和试件变形曲线，并将数据自动存入计算机。

⑦当试验荷载达到最大值的瞬间，取下流值计，同时读取压力环中百分表读数及流值计的流值读数。

⑧从恒温水槽中取出试件至测出最大荷载值的时间，不得超过30s。

4）浸水马歇尔试验

浸水马歇尔试验方法与标准马歇尔试验方法的不同之处在于，试件在已达规定温度恒温水槽中的保温时间为48h，其余步骤均与标准马歇尔试验方法相同。

5）真空饱水马歇尔试验

试件先放入真空干燥器中，关闭进水胶管，开动真空泵，使干燥器的真空度达到97．3kPa（730mmHg）以上，维持15min；打开进水胶管，靠负压进入冷水流使试件全部浸入水中，浸水15min后恢复常压，取出试件再放入已达规定温度的恒温水槽中保温48h。其余步骤与标准马歇尔试验相同。

6）结果整理

图5．5　马歇尔试验结果的修正方法

①试件的稳定度及流值。

a．采用自动马歇尔试验仪时，将计算机采集的数据绘制成压力和试件变形曲线，或由XY记录仪自动记录的荷载变形曲线，按图5．5所示的方法在切线方向延长曲线与横坐标相交于O1，将O1作为修正原点，从O1起量取相应于荷载最大值时的变形作为流值（FL），以mm计，准确至0．1mm。最大荷载即为稳定度（MS），以kN计，准确至0．01kN。

b．采用压力环和流值计测定时，根据压力环标定曲线，将压力环中百分表的读数换算为荷载值，或再由荷载测定装置读取的最大值，即为试样的稳定度（MS），以kN计，准确至0．01kN。由流值计及位移传感器测定装置读取的试件垂直变形，即为试件的流值（FL），以mm计，准确至0．1mm。

②试件的马歇尔模数按式（5．10）计算：

③试件的浸水残留稳定度按式（5．11）计算：

④试件的真空饱水残留稳定度按式（5．12）计算：

⑤当一组测定值中某个测定值与平均值之差大于标准差的k倍时，该测定值应予舍弃，并以其余测定值的平均值作为试验结果。当试件数目n为3，4，5，6个时，k值分别为1．15，1．46，1．67，1．82。

5．10　沥青混合料车辙试验

1）目的与适用范围

本方法适用于测定沥青混合料的高温抗车辙能力。车辙试验的温度与轮压（试验轮与试件的接触压强）可根据有关规定和需要选用，非经注明，试验温度为60℃，轮压为0．7MPa。

2）仪器设备

①车辙试验机如图5．6所示，主要由下列部分组成：

图5．6　车辙试验机构造示意图

1—荷载调整用铅板；2—荷载载重部分；3—纵向输送装置；4—螺旋型横向输送装置；5—变形量测定用百分表；6—试件固定横板；7—车轮；8—试件

a．试件台：可牢固地安装两种宽度规定尺寸（300mm及150mm）试件的试模。

b．试验轮：橡胶制的实心轮胎，尺寸及硬度应符合标准；试验轮行走距离为（230±10）mm，往返碾压速度为（42±1）次/min（21次往返/min）。

c．加载装置：通常情况下试验轮与试件的接触压强在60℃时为（0．7±0．05）MPa，施加的总荷载为780N左右，根据需要可以调整接触压强大小。

d．试模：钢板制成，由底板及侧板组成，试模内侧尺寸宜采用长300mm、宽300mm、厚50～100mm，也可根据需要对厚度进行调整。

e．试件变形测量装置：自动采集车辙变形并记录曲线的装置，通常用位移传感器LVDT或非接触位移计。位移测量范围0～130mm，精度±0．01mm。

f．温度检测装置：自动检测并记录试件表面及恒温室内温度的温度传感器，精度±0．5℃，温度应能自动连续记录。

②恒温室：恒温室应具有足够的空间。车辙试验机必须整机安放在恒温室内，装有加热器、气流循环装置及自动温度控制设备，同时恒温室还应有至少能保温3块试件并进行试验的条件。保持恒温室温度为（60±1）℃（试件内部温度60±0．5℃），根据需要也可采用其他试验温度。

③台秤：称量15kg，感量不大于5g。

3）试验步骤

①试验轮接地压强测定：测定在60℃时进行，在试验台上放置一块50mm厚的钢板，其上铺一张毫米方格纸，上铺一张新的复写纸，以规定的700N荷载加载后，试验轮静压复写纸，即可在方格纸上得出轮压面积，并由此求得接地压强。当压强不符合（0．7±0．05）MPa时，荷载应予适当调整。

②用轮碾法成型车辙试验试块。板块状试件尺寸为长300mm×宽300mm×厚50～100mm（厚度根据需要确定）。试件成型后，连同试模一起在常温条件下放置的时间不得少于12h。对聚合物改性沥青混合料，放置的时间以48h为宜，使聚合物改性沥青充分固化后方可进行车辙试验，室温放置时间不得长于一周。

③将试件连同试模一起，置于已达到试验温度（60±1）℃的恒温室中，保温不少于5h，也不得超过12h。在试件的试验轮不行走的部位上，粘贴一个热电偶温度计（也可在试件制作时预先将热电偶导线埋入试件一角），控制试件温度稳定在（60±0．5）℃。

④将试件连同试模移置于车辙试验机的试验台上，试验轮在试件的中央部位，其行走方向须与试件碾压或行车方向一致。开动车辙变形自动记录仪，启动试验机，使试验轮往返行走，时间约1h，或最大变形达到25mm时为止。试验时，记录仪自动记录变形曲线（图5．7）及试件温度。

图5．7　车辙试验自动记录的变形曲线

4）结果整理

①从图5．7读取45min（t1）及60min（t2）时的车辙变形d1及d2，准确至0．01mm。

当变形过大，在未到60min变形已达25mm时，则以达到25mm（d2）的时间为t2，将其前15min为t1，此时的变形量为d1。

②沥青混合料试件的动稳定度按式（5．13）计算：

③同一沥青混合料或同一路段路面，至少平行试验3个试件。当3个试件动稳定度变异系数不大于20%时，取其平均值作为试验结果；变异系数大于20%时应分析原因，并追加试验。如计算动稳定度值大于6000次/mm，记作：＞6000次/mm。