專利名稱：一種壓實瀝青混合料的密度測定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及瀝青及瀝青混合料的參數(shù)測定方法，特別涉及壓實瀝青混合料的密度測定方法。
背景技術(shù)：
壓實瀝青混合料的密度測定試驗是高等級瀝青路面檢測、瀝青混合料試驗中非常普遍且重要的試驗，其準(zhǔn)確與否直接影響到壓實瀝青混合料的其它重要指標(biāo)如空隙率、礦料間隙等計算的準(zhǔn)確性。目前，國內(nèi)外普遍采用“蠟封法”來測定吸水率大于2％的瀝青混凝土或瀝青碎石混合料試件的毛體積相對密度；我國交通部于2000年發(fā)布的《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》中編號為T0707-2000項實驗規(guī)程《壓實瀝青混合料密度試驗(蠟封法)》中，對“蠟封法”測定壓實瀝青混合料密度的方法與步驟、所需儀具與材料、計算方法等均有詳細規(guī)定；美國試驗與材料學(xué)會ASTM D 1188-89項規(guī)程以及美國各州公路工作者協(xié)會AASHTO T 275項規(guī)程也對“蠟封法”試驗的要求作了詳細規(guī)定；國內(nèi)外規(guī)程的具體內(nèi)容和要求基本相類似。
“蠟封法”測定壓實瀝青混合料密度的方法為(1)稱取干燥試件的空中質(zhì)量ma；(2)以石蠟作為密封介質(zhì)將干燥試件密封，具體步驟為首先將干燥試件置于4℃-5℃冰箱中至少冷卻30分鐘，同時將石蠟熔化至其熔點以上5.5℃±0.5℃，然后從冰箱中取出干燥試件立即浸入石蠟液中直至全部表面被石蠟封住后再迅速取出，在常溫下放置30分鐘后得到蠟封試件；(3)稱取蠟封試件的空中質(zhì)量mp；(4)將蠟封試件放入已浸入溢流水箱中的網(wǎng)籃內(nèi)，浸水約1分鐘后，稱取蠟封試件的水中質(zhì)量mc；最后根據(jù)試件毛體積密度的計算方法得到壓實瀝青混合料的密度。此外，如果試件在測定密度后還需要做其他試驗時，為便于除去石蠟，需事先在干燥試件表面涂一薄層滑石粉，稱取涂滑石粉后的試件質(zhì)量ms，然后再蠟封測定。采用“蠟封法”測定壓實瀝青混合料密度的缺點和不足主要有(1)試驗步驟比較繁瑣，對試驗操作人員和儀器設(shè)備的要求比較高，特別是對控溫設(shè)備要求很高，如要求有控溫精確的冰箱(規(guī)范要求4℃-5℃)、控溫性能良好的電爐或燃氣爐以準(zhǔn)確控制石蠟的熔化溫度，因為進行“蠟封法”試驗時，試驗溫度控制是否精確對于試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性有很大的影響，溫度控制不精確，石蠟進入壓實瀝青混合料試件內(nèi)空隙的比例也會不一致，這必將影響到各試驗結(jié)果的可比性，而配置這些專門的控溫設(shè)備需要花費大量財力，裝備普通的實驗室則難以進行“蠟封法”試驗；(2)測試過程中，在蠟封試件各個表面交界處(如圓柱體試件的曲面與上下兩個平面的交界處)的石蠟在冷卻后可能會出現(xiàn)裂縫或在移動蠟封試件的過程中不小心磕碰導(dǎo)致石蠟從試件表面脫落下來，從而導(dǎo)致石蠟無法完全密封試件，這些都會影響試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性；(3)試件的密封過程需用專門的夾具，但無論采用何種夾具，在將試件從石蠟液中取出并與試件脫開的過程都會影響石蠟密封試件的外觀，甚至?xí)⒃嚰砻娴氖炚匙?在涂滑石粉的時候經(jīng)常會出現(xiàn)這樣的情況)，從而影響蠟封試件的密封性能；(4)對于空隙較大的試件，即使是試件冷凍之后，高溫的石蠟液體也不會立即凝固在試件表面，部分石蠟液體仍會進入試件的內(nèi)部孔隙，同時還存在一些大孔隙無法密封的現(xiàn)象，這些也會影響試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性；(5)如果試件在測定密度后還需要做其他試驗時，為便于除去石蠟，還需要事先在干燥試件表面涂一薄層滑石粉，然后再稱取滑石粉和干燥試件的總質(zhì)量ms，但這在實際過程中難以操作，因為干燥的滑石粉與干燥的試件之間沒有任何粘結(jié)力，在移動試件的過程中滑石粉很容易就被掉落或粘到其他接觸物上，這會導(dǎo)致整個試驗結(jié)果產(chǎn)生較大的誤差，此外還必須先測出滑石粉對水的相對密度才能計算出涂抹了滑石粉后試件的密度，這使得整個試驗過程變得更為復(fù)雜且增加了試驗誤差產(chǎn)生的因素。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點，提供一種測試步驟簡單、測試設(shè)備簡便、測試結(jié)果準(zhǔn)確度高的壓實瀝青混合料密度測定方法。
本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)本壓實瀝青混合料的密度測定方法包括下述步驟——(1)稱取壓實瀝青混合料干燥試件的空中質(zhì)量ma；(2)采用液體硅橡膠作為密封介質(zhì)，具體密封步驟為首先攪拌均勻液體硅橡膠的雙組分，然后將液體硅橡膠均勻地涂抹在干燥試件表面將試件表面完全密封，再在常溫下放置10～45分鐘，待液體硅橡膠凝固后即得到硅橡膠密封試件；所述液體硅橡膠為市售商品，具有已知的對水的相對密度γs；(3)稱取硅橡膠密封試件的空中質(zhì)量ms；(4)將硅橡膠密封試件放入已浸入溢流水箱中的網(wǎng)籃內(nèi)，浸水約1分鐘后，稱取硅橡膠密封試件的水中質(zhì)量mc；最后根據(jù)試件毛體積密度的計算方法得到壓實瀝青混合料的密度γf；γf=mams-mc-(ms-ma)/γs]]>式中γf——試件毛體積相對密度；γs——常溫條件下液體硅橡膠對水的相對密度；ma——干燥試件的空中質(zhì)量，單位克；ms——硅橡膠密封試件的空中質(zhì)量，單位克；mc——硅橡膠密封試件的水中質(zhì)量，單位克。
本發(fā)明壓實瀝青混合料的密度測定方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點和效果(1)測試方法簡單，且測試設(shè)備簡便，無需控溫設(shè)備；由于液體硅橡膠具有快速凝結(jié)特性，即在室溫下可以快速地固化為具有彈性的硅橡膠制品，所以在壓實瀝青混合料干燥試件密封過程中，既無需對干燥試件進行冷凍、也無需象“蠟封法”那樣要先加熱液體硅橡膠，這樣便可省去復(fù)雜且難以操作的控溫過程，更可以省去高精度且昂貴的控溫設(shè)備如冰箱及燃氣爐等，降低了實驗操作的難度，使得在一般的實驗室特別是在工地上的簡易實驗室內(nèi)也可以進行吸水率大于2％的壓實瀝青混合料密度測定試驗。
(2)硅橡膠密封試件的密封性能好，測試結(jié)果的準(zhǔn)確性高、適用范圍廣；液體硅橡膠具有較高的粘度，能很方便地涂抹在瀝青混合料干燥試件表面，且對于密封大空隙的干燥試件具有很好的效果；液體硅橡膠固化后，可在試件表面形成薄薄的一層硅橡膠表面，以確保在稱量密封試件的水中質(zhì)量時試件內(nèi)部不會有水進入；同時，硅橡膠具有良好的密封性能，可以很好地將試件包裹起來，而不會出現(xiàn)“蠟封法”試驗中的開裂現(xiàn)象。
(3)實驗步驟簡化、操作簡單；由于硅橡膠具有良好的脫模性能，在不涂任何隔離劑的情況下就可以輕松將硅橡膠從瀝青混合料試件表面剝落下來，且不會對瀝青混合料表面造成任何損傷，剝?nèi)ス柘鹉z后的試件可直接用于其它的試驗，這就省去了“蠟封法”中需要涂抹滑石粉的步驟，消除涂抹滑石粉對實驗精度的影響。
(4)測試成本低；對于普通的試件，液體硅橡膠的用量約為0.05g/cm2；如果是空隙較大或紋理較深的試件，液體硅橡膠的用量約為0.15g/cm2；所以一個壓實瀝青混合料試件的測試成本僅需5元左右，且無需投入高精度控溫設(shè)備。
(5)節(jié)約成本；液體硅橡膠采用A、B兩種組分按一定配比混合使用的方式，在A、B組分分開保存的情況下，液體硅橡膠可以長期保存(約2年左右)，只有在A、B組分混合之后，才會有快速凝固的效果，因此可以方便材料的存放，避免材料的浪費。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
實施例1測定瀝青混合料芯樣的密度(1)采用型號為JD2000-2的電子稱(最大稱量為2000g，感量0.01g)，稱取干燥試件的空中質(zhì)量ma＝508.37g；(2)將液體硅橡膠的雙組分充分拌和均勻，用刮刀將拌和好的液體硅橡膠均勻地涂抹在干燥試件的表面將試件表面完全密封，再將試件放置在室溫下30分鐘，待其凝固后得到密封試件；(3)稱取密封試件的空中質(zhì)量ms＝527.49g；(4)掛上網(wǎng)籃，浸入溢流水箱中，調(diào)節(jié)水位，將天平調(diào)平或復(fù)零；再將密封試件放入網(wǎng)籃浸水，待讀數(shù)穩(wěn)定后，讀取水中質(zhì)量mc＝288.19g；如果試件在測定密度后還需要做其他試驗時，剝?nèi)ピ嚰砻娴墓柘鹉z即可。
上述液體硅橡膠的相關(guān)技術(shù)參數(shù)(由生產(chǎn)商提供)粘度為50萬厘斯、對水的相對密度γs＝1.130g/cm3。
計算試件的毛體積密度γf=mams-mc-(ms-ma)/γs]]>將ma＝508.38g，ms＝527.49g，mc＝288.19g，γs＝1.130g/cm3代入上式得到該試件的相對毛體積密度為γf＝2.286g/cm3實施例2
測定長方體的瀝青混合料大試件的密度(1)采用型號為JA51001的電子稱(最大稱量為5100g，感量0.1g)，稱取干燥試件的空中質(zhì)量ma＝2922.7g；(2)將液體硅橡膠的雙組分充分拌和均勻，用刮刀將拌和好的液體硅橡膠均勻地涂抹在干燥試件的表面將試件表面完全密封，再將試件放置在室溫下30分鐘，待其凝固后得到密封試件；(3)稱取密封試件的空中質(zhì)量ms＝2978.6g；(4)掛上網(wǎng)籃，浸入溢流水箱中，調(diào)節(jié)水位，將天平調(diào)平或復(fù)零；再將密封試件放入網(wǎng)籃浸水，待讀數(shù)穩(wěn)定后，讀取水中質(zhì)量mc＝1663.4g；如果試件在測定密度后還需要做其他試驗時，剝?nèi)ピ嚰砻娴墓柘鹉z即可。
上述液體硅橡膠的相關(guān)技術(shù)參數(shù)(由生產(chǎn)商提供)粘度為50萬厘斯、對水的相對密度γs＝1.130g/cm3。
計算試件的毛體積密度γf=mams-mc-(ms-ma)/γs]]>將ma＝2922.7g，ms＝2978.6g，mc＝1663.4g，γs＝1.130g/cm3代入上式得到該試件的相對毛體積密度為γf＝2.309g/cm3。
權(quán)利要求
1.一種壓實瀝青混合料的密度測定方法，包括先稱取干燥試件的空中質(zhì)量，然后用密封介質(zhì)將干燥試件密封后制得密封試件，再稱取密封試件的空中質(zhì)量和水中質(zhì)量，最后得到試件的密度，其特征在于所述密封介質(zhì)為液體硅橡膠。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓實瀝青混合料的密度測定方法，其特征在于所述密封過程的具體步驟為首先攪拌均勻液體硅橡膠的雙組分，然后將液體硅橡膠均勻地涂抹在干燥試件表面上使試件表面密封，再放置在常溫下，待液體硅橡膠凝固后即得到硅橡膠密封試件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓實瀝青混合料的密度測定方法，其特征在于密封過程中，在常溫下放置的時間為10～45分鐘。
全文摘要
本發(fā)明提供一種壓實瀝青混合料的密度測定方法，包括先稱取干燥試件的空中質(zhì)量，然后以液體硅橡膠作為密封介質(zhì)將干燥試件密封后制得密封試件，再稱取密封試件的空中質(zhì)量和水中質(zhì)量，最后得到試件的密度；其中密封過程的具體步驟為首先攪拌均勻液體硅橡膠的雙組分，然后將液體硅橡膠均勻地涂抹在干燥試件表面上使試件表面密封，再放置在常溫下，待液體硅橡膠凝固后即得到硅橡膠密封試件。本發(fā)明測試方法簡單，且測試設(shè)備簡便，無需控溫設(shè)備；硅橡膠密封試件的密封性能好，測試結(jié)果的準(zhǔn)確性高、適用范圍廣；實驗步驟簡化、操作簡單；測試成本低。
文檔編號G01N9/00GK1540311SQ200310111980
公開日2004年10月27日 申請日期2003年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月31日
發(fā)明者虞將苗, 張肖寧 申請人:華南理工大學(xué)