CN109211717A - 一种改进型水煮法测试沥青与粗集料粘附性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改进型水煮法测试沥青与粗集料粘附性的方法，包括以下步骤：钻孔的步骤、润湿的步骤、称重的步骤、包裹沥青的步骤、冷却的步骤、二次称重的步骤、超声的步骤、二次称重的步骤、计算沥青与粗集料剥离度的步骤。本申请的改进的沥青与粗集料的粘附性试验方法，摒弃了以剥落面积评价粘附性的旧方法，以沥青的质量减少量来反应剥落程度，以沥青剥离度作为评价沥青与集料粘附性的指标，采用超声以及温水处理模拟现实条件进行试验，剥落程度容易获取，人为因素小，比原有试验方法的粘附性等级客观准确，同时降低了对人员的试验经验要求，增加了实验的可操作性、稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及一种道路施工质控技术，尤其涉及一种改进型水煮法测试沥青与粗集料粘附性的方法。
背景技术
沥青路面常见的病害——水损害，主要是由于雨天的路表被水膜覆盖，轮胎与路面之间的水在高速运转的轮胎作用下产生了动水压力，强大的动水压力进入路面结构层并将沥青从集料表面剥落，进而导致沥青混合料的松散、路面坑槽等病害。从材料性能方面分析，主要是由于集料与沥青之间的粘附性不足。因此需要合适的试验方法，在设计初期检测沥青与集料的粘附性能。目前，国内外关于沥青与集料粘附性试验方法较多，如我国交通行业规范中的水浸法(T0610—1993)、光电比色法、溶剂洗脱法、SHRP净吸附法等。
我国《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》规定的水煮法，是针对粒径为l3.2～19mm的矿料用高温度的水(100℃左右)及较短时间(3min)作为剥离裹覆在矿料上的沥青膜试验方法，试验结果依据人为判定的剥落率确定沥青与矿料的粘附等级。该方法的优点是试验方法简单，操作方便，观察集料表面沥青被沸水剥落的情况比较直观，可以快速确定沥青与集料的粘附性，但由于其试验结果存在人为主观因素，缺乏定量指标，有时导致试验结果区分度不够明显，很难判定两种外观接近的试验试件其粘附性的优劣。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种改进型水煮法测试沥青与粗集料粘附性的方法。本申请的改进的沥青与粗集料的粘附性试验方法，摒弃了以剥落面积评价粘附性的旧方法，以沥青的质量减少量来反应剥落程度，以沥青剥离度作为评价沥青与集料粘附性的指标，采用超声以及温水处理模拟雨天的路表被水膜覆盖，轮胎与路面之间的水在高速运转的轮胎作用下产生了动水压力，强大的动水压力进入路面结构层并将沥青从集料表面剥落的情形，客观模拟现实条件，剥落程度容易获取，人为因素小，比原有试验方法的粘附性等级客观准确，同时降低了对人员的试验经验要求，增加了实验的可操作性、稳定性。
本发明的目的采用如下技术方案实现：一种改进型水煮法测试沥青与粗集料粘附性的方法，包括以下步骤：
钻孔的步骤：在粗集料上钻取圆孔，用于固定悬挂粗集料；
润湿的步骤：将粗集料用水洗净，用细铁丝穿过圆孔，然后悬挂置于水中浸泡，随后用毛巾擦干粗集料表面的明水，直至看不到发亮的水迹；
称重的步骤：将润湿后的粗集料悬挂在称量仪上，进行称重，记录为粗集料的重量M1；
包裹沥青的步骤：将润湿后的粗集料浸入热沥青中，使得粗集料外部完全被沥青膜包裹；
冷却的步骤：将粗集料提起，离开热沥青，悬挂冷却；
二次称重的步骤：将冷却后的包裹有沥青膜的粗集料悬挂在称量仪上，进行称重，记录为粗集料与沥青的总重量M2；
超声的步骤：将包裹有沥青膜的粗集料浸入到盛有温水的烧杯中，保持水温度，同时启动超声，进行超声剥离；
二次称重的步骤：超声结束后，将粗集料进行第三次称重，记录粗集料与剩余沥青的总重量M3；
计算沥青与粗集料剥离度的步骤：通过对比沥青与粗集料剥离度，分析不同岩性粗集料与沥青的粘附性。
进一步地，在钻孔的步骤中，所述粗集料的粒径为13-19mm，所述圆孔的孔径为1.0-1.2mm。
进一步地，在润湿的步骤中，所述浸泡的时间为18-20h。
进一步地，在包裹沥青的步骤中，所述粗集料浸入沥青中保持时间为1-2min。
进一步地，在冷却的步骤中，所述冷却的时间为10-20min。
进一步地，在超声的步骤中，所述温水为60-75℃。
进一步地，在超声的步骤中，所述超声的频率为100-200khz，超声时间为50-90s。
进一步地，在计算沥青与粗集料剥离度的步骤中，所述沥青与粗集料剥离度＝已剥落的沥青总重量/粗集料上包裹沥青的总重量×100％。
进一步地，所述的方法包括以下步骤：
钻孔的步骤：在粒径为13-19mm的粗集料上钻取孔径为1.0-1.2mm的圆孔，用于固定悬挂粗集料；
润湿的步骤：将粗集料用水洗净，用细铁丝穿过圆孔，然后悬挂置于水中浸泡18.5h，随后用毛巾擦干粗集料表面的明水，直至看不到发亮的水迹；
称重的步骤：将润湿后的粗集料悬挂在称量仪上，进行称重，记录为粗集料的重量M1；
包裹沥青的步骤：将润湿后的粗集料浸入热沥青中，粗集料浸入沥青中保持时间为1.5min，使得粗集料外部完全被沥青膜包裹；
冷却的步骤：将粗集料提起，离开热沥青，悬挂冷却，所述冷却的时间为10-20min；
二次称重的步骤：将冷却后的包裹有沥青膜的粗集料悬挂在称量仪上，进行称重，记录为粗集料与沥青的总重量M2；
超声的步骤：将包裹有沥青膜的粗集料浸入到盛有温度为68℃温水的烧杯中，保持水温度，同时启动超声，进行超声剥离，超声的频率为150khz，超声时间为70s；
二次称重的步骤：超声结束后，将粗集料进行第三次称重，记录粗集料与剩余沥青的总重量M3；
计算沥青与粗集料剥离度的步骤：通过对比沥青与粗集料剥离度，分析不同岩性粗集料与沥青的粘附性。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
(1)本申请的改进的沥青与粗集料的粘附性试验方法，摒弃了以剥落面积评价粘附性的旧方法，以沥青的质量减少量来反应剥落程度，以沥青剥离度作为评价沥青与集料粘附性的指标，采用超声以及温水处理模拟雨天的路表被水膜覆盖，轮胎与路面之间的水在高速运转的轮胎作用下产生了动水压力，强大的动水压力进入路面结构层并将沥青从集料表面剥落的情形，客观模拟现实条件，剥落程度容易获取，人为因素小，比原有试验方法的粘附性等级客观准确，同时降低了对人员的试验经验要求，增加了实验的可操作性、稳定性。
(2)本申请的可操作性强，便于理解，数据真实可靠，对不同品种的沥青、不同岩性的集料均有较明显的辨别能力，是一种简便易行直观的试验方法。
(3)本申请采用质量减少量来检测剥落程度，无需对粗集料的颗粒外形进行打磨，在钻孔时也无需根据直径方向进行钻孔，只需要钻出能挂持粗集料的通孔即可，简化了操作步骤，同时，消除了粗集料不规则形状对粘附性的影响，更加便于结果比对。
具体实施方式
在本发明中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所采用的设备和原料等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
一种改进型水煮法测试沥青与粗集料粘附性的方法，包括以下步骤：
钻孔的步骤：在粗集料上钻取圆孔，用于固定悬挂粗集料；
润湿的步骤：将粗集料用水洗净，用细铁丝穿过圆孔，然后悬挂置于水中浸泡，随后用毛巾擦干粗集料表面的明水，直至看不到发亮的水迹；
称重的步骤：将润湿后的粗集料悬挂在称量仪上，进行称重，记录为粗集料的重量M1；
包裹沥青的步骤：将润湿后的粗集料浸入热沥青中，使得粗集料外部完全被沥青膜包裹；
冷却的步骤：将粗集料提起，离开热沥青，悬挂冷却；
二次称重的步骤：将冷却后的包裹有沥青膜的粗集料悬挂在称量仪上，进行称重，记录为粗集料与沥青的总重量M2；
超声的步骤：将包裹有沥青膜的粗集料浸入到盛有温水的烧杯中，保持水温度，同时启动超声，进行超声剥离；
二次称重的步骤：超声结束后，将粗集料进行第三次称重，记录粗集料与剩余沥青的总重量M3；
计算沥青与粗集料剥离度的步骤：通过对比沥青与粗集料剥离度，分析不同岩性粗集料与沥青的粘附性。
作为进一步优选方案，在钻孔的步骤中，所述粗集料的粒径为13-19mm，所述圆孔的孔径为1.0-1.2mm。
作为进一步优选方案，在润湿的步骤中，所述浸泡的时间为18-20h。
作为进一步优选方案，在包裹沥青的步骤中，所述粗集料浸入沥青中保持时间为1-2min。
作为进一步优选方案，在冷却的步骤中，所述冷却的时间为10-20min。
作为进一步优选方案，在超声的步骤中，所述温水为60-75℃。
作为进一步优选方案，在超声的步骤中，所述超声的频率为100-200khz，超声时间为50-90s。
作为进一步优选方案，在计算沥青与粗集料剥离度的步骤中，所述沥青与粗集料剥离度＝已剥落的沥青总重量/粗集料上包裹沥青的总重量×100％。
作为最优选方案，所述的方法包括以下步骤：
钻孔的步骤：在粒径为13-19mm的粗集料上钻取孔径为1.0-1.2mm的圆孔，用于固定悬挂粗集料；
润湿的步骤：将粗集料用水洗净，用细铁丝穿过圆孔，然后悬挂置于水中浸泡18.5h，随后用毛巾擦干粗集料表面的明水，直至看不到发亮的水迹；
称重的步骤：将润湿后的粗集料悬挂在称量仪上，进行称重，记录为粗集料的重量M1；
包裹沥青的步骤：将润湿后的粗集料浸入热沥青中，粗集料浸入沥青中保持时间为1.5min，使得粗集料外部完全被沥青膜包裹；
冷却的步骤：将粗集料提起，离开热沥青，悬挂冷却，所述冷却的时间为10-20min；
二次称重的步骤：将冷却后的包裹有沥青膜的粗集料悬挂在称量仪上，进行称重，记录为粗集料与沥青的总重量M2；
超声的步骤：将包裹有沥青膜的粗集料浸入到盛有温度为68℃温水的烧杯中，保持水温度，同时启动超声，进行超声剥离，超声的频率为150khz，超声时间为70s；
二次称重的步骤：超声结束后，将粗集料进行第三次称重，记录粗集料与剩余沥青的总重量M3；
计算沥青与粗集料剥离度的步骤：通过对比沥青与粗集料剥离度，分析不同岩性粗集料与沥青的粘附性。
以下是本发明具体的实施例，在下述实施例中所采用的原材料、设备等除特殊限定外均可以通过购买方式获得。
实施例1：
一种改进型水煮法测试普通沥青与石灰岩粗集料粘附性的方法，包括以下步骤：
钻孔的步骤：在粒径为13-19mm的石灰岩粗集料上钻取孔径为1.0-1.2mm的圆孔，用于固定悬挂粗集料；
润湿的步骤：将石灰岩粗集料用水洗净，用细铁丝穿过圆孔，然后悬挂置于水中浸泡18h，随后用毛巾擦干粗集料表面的明水，直至看不到发亮的水迹；
称重的步骤：将润湿后的石灰岩粗集料悬挂在称量仪上，进行称重，记录为石灰岩粗集料的重量M1；
包裹沥青的步骤：将润湿后的粗集料浸入热沥青中，粗集料浸入沥青中保持时间为1min，使得粗集料外部完全被沥青膜包裹；
冷却的步骤：将粗集料提起，离开热沥青，悬挂冷却10-20min；
二次称重的步骤：将冷却后的包裹有沥青膜的粗集料悬挂在称量仪上，进行称重，记录为石灰岩粗集料与沥青的总重量M2；
超声的步骤：将包裹有沥青膜的粗集料浸入到盛有温度为68℃的温水的烧杯中，保持水温度，同时启动超声，进行超声剥离，所述超声的频率为100khz，超声时间为90s；
二次称重的步骤：超声结束后，将粗集料进行第三次称重，记录石灰岩粗集料与剩余沥青的总重量M3；
计算石灰岩沥青与粗集料剥离度的步骤：通过对比沥青与粗集料剥离度，分析不同岩性粗集料与沥青的粘附性。
沥青与石灰岩粗集料剥离度＝(M2-M3)已剥落的沥青总重量/(M2-M1)粗集料上包裹沥青的总重量×100％。
实施例2：
一种改进型水煮法测试普通沥青与花岗岩粗集料粘附性的方法，包括以下步骤：
钻孔的步骤：在粒径为13-19mm的花岗岩粗集料上钻取孔径为1.0-1.2mm的圆孔，用于固定悬挂粗集料；
润湿的步骤：将花岗岩粗集料用水洗净，用细铁丝穿过圆孔，然后悬挂置于水中浸泡18.5h，随后用毛巾擦干粗集料表面的明水，直至看不到发亮的水迹；
称重的步骤：将润湿后的粗集料悬挂在称量仪上，进行称重，记录为花岗岩粗集料的重量M1；
包裹沥青的步骤：将润湿后的花岗岩粗集料浸入热沥青中，粗集料浸入沥青中保持时间为1.5min，使得花岗岩粗集料外部完全被沥青膜包裹；
冷却的步骤：将花岗岩粗集料提起，离开热沥青，悬挂冷却，所述冷却的时间为10-20min；
二次称重的步骤：将冷却后的包裹有沥青膜的花岗岩粗集料悬挂在称量仪上，进行称重，记录为粗集料与沥青的总重量M2；
超声的步骤：将包裹有沥青膜的花岗岩粗集料浸入到盛有温度为68℃温水的烧杯中，保持水温度，同时启动超声，进行超声剥离，超声的频率为150khz，超声时间为70s；
二次称重的步骤：超声结束后，将花岗岩粗集料进行第三次称重，记录花岗岩粗集料与剩余沥青的总重量M3；
计算沥青与花岗岩粗集料剥离度的步骤：通过对比沥青与粗集料剥离度，分析不同岩性粗集料与沥青的粘附性。
沥青与花岗岩粗集料剥离度＝(M2-M3)已剥落的沥青总重量/(M2-M1)粗集料上包裹沥青的总重量×100％。
实施例3：
一种改进型水煮法测试普通沥青与方解石粗集料粘附性的方法，包括以下步骤：
钻孔的步骤：在粒径为13-19mm的方解石粗集料上钻取孔径为1.0-1.2mm的圆孔，用于固定悬挂粗集料；
润湿的步骤：将方解石粗集料用水洗净，用细铁丝穿过圆孔，然后悬挂置于水中浸泡20h，随后用毛巾擦干粗集料表面的明水，直至看不到发亮的水迹；
称重的步骤：将润湿后的方解石粗集料悬挂在称量仪上，进行称重，记录为方解石粗集料的重量M1；
包裹沥青的步骤：将润湿后的方解石粗集料浸入热沥青中，方解石粗集料浸入沥青中保持时间为2min，使得方解石粗集料外部完全被沥青膜包裹；
冷却的步骤：将方解石粗集料提起，离开热沥青，悬挂冷却10-20min；
二次称重的步骤：将冷却后的包裹有沥青膜的方解石粗集料悬挂在称量仪上，进行称重，记录为方解石粗集料与沥青的总重量M2；
超声的步骤：将包裹有沥青膜的方解石粗集料浸入到盛有温度为75℃的温水的烧杯中，保持水温度，同时启动超声，进行超声剥离，所述超声的频率为200khz，超声时间为50s；
二次称重的步骤：超声结束后，将方解石粗集料进行第三次称重，记录方解石粗集料与剩余沥青的总重量M3；
计算沥青与方解石粗集料剥离度的步骤：通过对比沥青与方解石粗集料剥离度，分析不同岩性方解石粗集料与沥青的粘附性。
沥青与方解石粗集料剥离度＝(M2-M3)已剥落的沥青总重量/(M2-M1)粗集料上包裹沥青的总重量×100％。
效果评价及性能检测
1.对实施例1-3的普通沥青与粗集料剥离度进行检测，检测项目及结果参见表1。
表1实施例1-3的普通沥青与粗集料剥离度的结果
由上表1可以看出，对于普通沥青，原试验方法具有一定的适用性，但粘附性等级的判断存在人为主观性强的不足。而本申请的方法同样可以明显区分普通沥青与不同岩性集料的粘附性能，基本没有人为因素影响，具有较强的区分识别性，能够有效分析对比不同物料对于粘附性的测试，且剥离度客观准确，对试验人员的经验无要求。
另外，本申请采用质量减少量来检测剥落程度，无需对粗集料的颗粒外形进行打磨，在钻孔时也无需根据直径方向进行钻孔，只需要钻出能挂持粗集料的通孔即可，简化了操作步骤，消除了粗集料不规则形状对粘附性的影响，更加便于结果比对。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (9)
1.一种改进型水煮法测试沥青与粗集料粘附性的方法，其特征在于，包括以下步骤：
钻孔的步骤：在粗集料上钻取圆孔，用于固定悬挂粗集料；
润湿的步骤：将粗集料用水洗净，用细铁丝穿过圆孔，然后悬挂置于水中浸泡，随后用毛巾擦干粗集料表面的明水，直至看不到发亮的水迹；
称重的步骤：将润湿后的粗集料悬挂在称量仪上，进行称重，记录为粗集料的重量M1；
包裹沥青的步骤：将润湿后的粗集料浸入热沥青中，使得粗集料外部完全被沥青膜包裹；
冷却的步骤：将粗集料提起，离开热沥青，悬挂冷却；
二次称重的步骤：将冷却后的包裹有沥青膜的粗集料悬挂在称量仪上，进行称重，记录为粗集料与沥青的总重量M2；
超声的步骤：将包裹有沥青膜的粗集料浸入到盛有温水的烧杯中，保持水温度，同时启动超声，进行超声剥离；
二次称重的步骤：超声结束后，将粗集料进行第三次称重，记录粗集料与剩余沥青的总重量M3；
计算沥青与粗集料剥离度的步骤：通过对比沥青与粗集料剥离度，分析不同岩性粗集料与沥青的粘附性。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在钻孔的步骤中，所述粗集料的粒径为13-19mm，所述圆孔的孔径为1.0-1.2mm。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在润湿的步骤中，所述浸泡的时间为18-20h。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在包裹沥青的步骤中，所述粗集料浸入沥青中保持时间为1-2min。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在冷却的步骤中，所述冷却的时间为10-20min。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在超声的步骤中，所述温水为60-75℃。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在超声的步骤中，所述超声的频率为100-200khz，超声时间为50-90s。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在计算沥青与粗集料剥离度的步骤中，所述沥青与粗集料剥离度＝已剥落的沥青总重量/粗集料上包裹沥青的总重量×100％。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，包括以下步骤：
钻孔的步骤：在粒径为13-19mm的粗集料上钻取孔径为1.0-1.2mm的圆孔，用于固定悬挂粗集料；
润湿的步骤：将粗集料用水洗净，用细铁丝穿过圆孔，然后悬挂置于水中浸泡18.5h，随后用毛巾擦干粗集料表面的明水，直至看不到发亮的水迹；
称重的步骤：将润湿后的粗集料悬挂在称量仪上，进行称重，记录为粗集料的重量M1；
包裹沥青的步骤：将润湿后的粗集料浸入热沥青中，粗集料浸入沥青中保持时间为1.5min，使得粗集料外部完全被沥青膜包裹；
冷却的步骤：将粗集料提起，离开热沥青，悬挂冷却，所述冷却的时间为10-20min；
二次称重的步骤：将冷却后的包裹有沥青膜的粗集料悬挂在称量仪上，进行称重，记录为粗集料与沥青的总重量M2；
超声的步骤：将包裹有沥青膜的粗集料浸入到盛有温度为68℃温水的烧杯中，保持水温度，同时启动超声，进行超声剥离，超声的频率为150khz，超声时间为70s；
二次称重的步骤：超声结束后，将粗集料进行第三次称重，记录粗集料与剩余沥青的总重量M3；
计算沥青与粗集料剥离度的步骤：通过对比沥青与粗集料剥离度，分析不同岩性粗集料与沥青的粘附性。
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