2019年初

新版公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程JTG E20

征求意見稿發(fā)布

Part1

修訂要點(diǎn)

交通運(yùn)輸部在2016年啟動(dòng)了JTG E20規(guī)范的修訂工作，并與2019年初發(fā)布了征求意見稿，此次修訂有以下幾個(gè)要點(diǎn)：

1. 瀝青試驗(yàn)部分新增了14種試驗(yàn)方法；瀝青混合料試驗(yàn)部分新增了29種試驗(yàn)方法。

2. 經(jīng)過修訂后，新版規(guī)范基本收錄了美國(guó)、歐洲的大部分試驗(yàn)方法，通過學(xué)習(xí)新版規(guī)范，可以幫助ZG企業(yè)走出國(guó)門，更好的在海外工程中與國(guó)外同行進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)對(duì)接和技術(shù)交流。

3. 新版規(guī)范也完全涵蓋了“老化、變形、勁度模量、低溫開裂、疲勞開裂、黏附性、施工性能和其他”的八大研究方向，形成了成套完整的路面材料評(píng)價(jià)體系。

新增瀝青試驗(yàn)

表1 JTG E20新規(guī)范新增瀝青試驗(yàn)方法

瀝青試驗(yàn)解析

推薦選用與交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究院規(guī)范編寫組同款的馬爾文Kinexus系列動(dòng)態(tài)剪切流變儀來滿足試驗(yàn)需求。

圖4 Malvern動(dòng)態(tài)剪切流變儀DSR系列產(chǎn)品

新款的Kinexus流變儀大幅度提高了扭矩范圍，法向力范圍，法向力分辨率等指標(biāo)，增加了干法控溫功能和更多的功能擴(kuò)展接口，更新了基于WindowsZX操作系統(tǒng)的試驗(yàn)軟件，可以滿足新規(guī)范的所有試驗(yàn)方法，以及諸如相位角測(cè)試方法、橡膠瀝青測(cè)試、摩擦性能測(cè)試、DMA測(cè)試、低溫4mm平行板測(cè)試等還在逐漸開發(fā)中，沒有形成標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的研究方法，可以滿足今后多年的使用需求。

T0669 聚合物分散試驗(yàn)主要參考EN 13632標(biāo)準(zhǔn)編寫，這是目前歐盟用于評(píng)價(jià)瀝青與改性劑分散性的重要方法。聚合物改性瀝青中的改性劑需要在瀝青中以一定程度的不連續(xù)相分布，使其在較長(zhǎng)的使用壽命內(nèi)保持完整結(jié)構(gòu)，聚合物相的分布水平對(duì)黏合劑體系的物理性質(zhì)具有重要的影響作用。

為了觀察聚合物改性劑在瀝青中的分散性，我們通常使用熒光顯微鏡來進(jìn)行定性觀察，熒光顯微鏡的光源落在激發(fā)激光器上，激發(fā)濾光器透射240nm ~ 490nm的光，該波長(zhǎng)的光落在樣品表面，未被吸收的激發(fā)光和發(fā)射光被反射到彩色分束濾光器，反射短于510nm的光，透射波長(zhǎng)更長(zhǎng)的光。因?yàn)榇蠖鄶?shù)聚合物產(chǎn)生黃色熒光，而瀝青保持黑色狀態(tài)，因此我們就可以在不同的放大倍數(shù)下評(píng)估聚合物的粒度及分布。

熒光顯微技術(shù)是一種技術(shù)成熟的測(cè)試手段，該試驗(yàn)是一種定性試驗(yàn)方法，不能用于評(píng)估改性劑的質(zhì)量和性能。市場(chǎng)上諸如奧林巴斯、卡爾蔡司、MshOt多個(gè)品牌的熒光顯微鏡均能夠滿足試驗(yàn)應(yīng)用。

圖5 蔡司熒光顯微鏡及測(cè)量結(jié)果展示

T0670 瀝青斑點(diǎn)試驗(yàn)主要參考AASHTO T102試驗(yàn)方法編寫，用于評(píng)價(jià)瀝青各組分的相容性，測(cè)定瀝青在加熱過程中是否過熱，通過對(duì)測(cè)試后樣品的外觀進(jìn)行人眼識(shí)別來定性判斷為“陽(yáng)性（相容性差）”或“陰性（相容性良好）”，來作為評(píng)判結(jié)果。該方法需要的設(shè)備為實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的常規(guī)器皿和工具，例如燒瓶、玻璃管、濾紙、移液管、恒溫水浴以及各種耗材。

T0671 瀝青拉伸性能試驗(yàn)（測(cè)力延度法）是在傳統(tǒng)的延度試驗(yàn)儀上增加高分辨率的力學(xué)傳感器測(cè)量延度試驗(yàn)時(shí)瀝青的拉力，通過計(jì)算測(cè)力延度比的方法來評(píng)價(jià)改性瀝青的內(nèi)聚力，因?yàn)樵摲椒軌蚝芎玫谋碚骶酆衔锔男詾r青的黏彈性能（拉伸延長(zhǎng)的后期會(huì)出現(xiàn)明顯的第二峰值），因此歐盟（EN 13589/EN 13703）和美國(guó)（AASHTO T300）均將該試驗(yàn)作為評(píng)價(jià)改性瀝青性能的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法。因此本方法也是借鑒了以上三冊(cè)規(guī)范進(jìn)行編寫。

基于測(cè)力延度規(guī)范的普及應(yīng)用，歐盟和美國(guó)的進(jìn)口延度儀多數(shù)提供拉力測(cè)量功能，通過分辨率達(dá)0.1N的荷載傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)拉伸過程中的力，并生成位移-拉力曲線（如圖6所示）。其中，意大利CONTROLS的拉力延度儀是其中性價(jià)比較高的一款：具有4個(gè)瀝青樣品測(cè)試位，可以連接300N/500N的荷載傳感器，ZD拉伸長(zhǎng)度1500mm，通過計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行控制，軟件界面非常友好，操作簡(jiǎn)單，并在儀器中內(nèi)置了標(biāo)準(zhǔn)延度試驗(yàn)和拉力延度的測(cè)試程序，可以直接使用。在配備了外置的低溫循環(huán)浴的情況下，還可以執(zhí)行低溫延度試驗(yàn)。

圖6 CONTROLS測(cè)力延度儀

圖7 CONTROLS測(cè)力延度儀測(cè)試的位移-拉力曲線

T0673 SBS含量測(cè)定試驗(yàn)用于測(cè)量聚合物改性瀝青中的SBS改性劑含量，需要的儀器是傅里葉變換紅外光譜儀。使用傅里葉變換紅外光譜分析技術(shù)對(duì)瀝青組分進(jìn)行識(shí)別，是近年來飛速發(fā)展和快速普及的測(cè)試技術(shù)，在美國(guó)有AASHTO T302試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)（測(cè)試聚合物改性瀝青中的SBR、SB和SBS含量），國(guó)內(nèi)有浙江省的地方規(guī)范DB 33/T 989-2015改性瀝青中SBS含量的測(cè)定（紅外光譜法）。除此以外，基于任何兩種不同的瀝青都具有不同的紅外光譜圖這一特性（類似于人的指紋），我們通常還使用這種方法用于在現(xiàn)場(chǎng)控制不同批次的瀝青是否摻假的質(zhì)量控制，美國(guó)SHRP 2.0 R06B報(bào)告：光譜學(xué)測(cè)試方法對(duì)建筑材料進(jìn)行指紋識(shí)別的應(yīng)用評(píng)估中也推薦了這種試驗(yàn)方法。據(jù)我們的了解和判斷，紅外光譜儀有大規(guī)模普及的趨勢(shì)，今后將是每個(gè)瀝青材料實(shí)驗(yàn)室的必備工具之一。

圖8 典型的瀝青紅外譜圖

目前在市場(chǎng)上應(yīng)用較多的紅外光譜儀主要有2個(gè)品牌，分別是美國(guó)賽默飛世爾科技集團(tuán)（Thermo Fisher）旗下的Nicolet iS5型紅外光譜儀；以及德國(guó)布魯克公司（Bruker）的ALPHA II型紅外光譜儀。這2個(gè)型號(hào)通過搭配專用的ATR多次衰減全反射晶體后都能夠滿足日常的使用需求。

圖9 賽默飛iS5型（左圖）和布魯克Alpha II 型（右圖）

T0674 擺式儀測(cè)定瀝青黏結(jié)力試驗(yàn)參照歐盟標(biāo)準(zhǔn)EN 13588編寫，主要目的用于測(cè)試瀝青的黏結(jié)力，這種黏結(jié)力主要指瀝青破壞過程時(shí)，內(nèi)部的撕裂。測(cè)試方法類似于擺式儀測(cè)量路面抗滑性的原理，通過擺錘敲擊粘結(jié)了瀝青的試塊后停留的高度，來計(jì)算黏結(jié)力（J/cm2）。

圖10 瀝青黏結(jié)力的測(cè)試原理

目前國(guó)內(nèi)使用的擺式瀝青黏結(jié)力測(cè)試儀基本都是英國(guó)COOPER公司生產(chǎn)，這些用戶包括：規(guī)范編寫單位交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究院，以及北京建筑大學(xué)和山東高速建設(shè)材料有限公司。

圖11 Cooper擺式瀝青黏結(jié)力測(cè)試儀

T0675 集料-瀝青黏附性試驗(yàn)（旋轉(zhuǎn)瓶法）參照歐盟標(biāo)準(zhǔn)EN 12697-11編寫，主要用于測(cè)定集料和瀝青之間的粘附力以及其對(duì)組合剝離的敏感性影響，也可以用于測(cè)定水對(duì)集料和瀝青在含或不含黏附劑兩種情況下的影響。執(zhí)行該試驗(yàn)方法需要使用能夠同時(shí)旋轉(zhuǎn)不少于3個(gè)試驗(yàn)瓶的機(jī)器，以及試驗(yàn)瓶、天平、烘箱等實(shí)驗(yàn)室的常備器具。試驗(yàn)完成后的測(cè)試過程通過目測(cè)來觀察瀝青的附著程度，因此這是一個(gè)簡(jiǎn)單且主觀性較高的試驗(yàn)方法，通常適用于常規(guī)試驗(yàn)檢測(cè)，不適用于高耐磨性的集料。測(cè)試結(jié)果可以繪制成時(shí)間-瀝青裹覆率曲線。

圖12 旋轉(zhuǎn)時(shí)間-瀝青裹覆率曲線

意大利CONTROLS公司生產(chǎn)的75-B0011/A旋轉(zhuǎn)瓶試驗(yàn)儀可以一次測(cè)試3個(gè)試驗(yàn)瓶，轉(zhuǎn)速ZG可達(dá)80轉(zhuǎn)/分，設(shè)備小巧，簡(jiǎn)單易用。（值得說明的是：這種旋轉(zhuǎn)瓶試驗(yàn)儀和稀漿封層混合料配伍性等級(jí)試驗(yàn)中的旋轉(zhuǎn)瓶試驗(yàn)儀是完全不同的）

圖13 75-B0011/A旋轉(zhuǎn)瓶試驗(yàn)儀

T0676 橡膠瀝青旋轉(zhuǎn)黏度試驗(yàn)（Hakke黏度計(jì)法）是一種非?？焖?、簡(jiǎn)單的試驗(yàn)方法，可以在現(xiàn)場(chǎng)迅速測(cè)試橡膠瀝青的哈克黏度。這種測(cè)試設(shè)備主要由美國(guó)賽默飛世爾科技集團(tuán)旗下的Hakke生產(chǎn)線生產(chǎn)，型號(hào)為VISCOMETER 2PLUS，通過電池驅(qū)動(dòng)的電機(jī)進(jìn)行水平旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速62.5轉(zhuǎn)/分，黏度測(cè)量范圍30mPa·s ~ 400,000mPa·s，LCD顯示屏可以直接讀取測(cè)試結(jié)果。檢測(cè)過程可以手持直接測(cè)量，也可以安裝在支架式內(nèi)進(jìn)行測(cè)試。

圖14 Hakke手持式旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)

T0677 黏層油黏結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)（剪切法）和T0678 黏層油黏結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)（拉拔法）

瀝青路面的層間黏結(jié)強(qiáng)度不足導(dǎo)致的路面損壞近年來成為業(yè)界比較關(guān)注的問題（例如水平推移、擁包層間脫離及車轍等）。為了加強(qiáng)施工質(zhì)量控制，在新規(guī)范編制的過程中，檢測(cè)瀝青路面層間黏結(jié)強(qiáng)度的成套方法還被寫入了JTG E60-201X 公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程中，而該成套方法其中兩種可以在室內(nèi)執(zhí)行的試驗(yàn)方法寫入了此版室內(nèi)材料的試驗(yàn)規(guī)程。該方法是參考?xì)W盟EN 12697-48層間黏結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)方法編寫，在歐盟標(biāo)準(zhǔn)中有5大類試驗(yàn)方法，其中方法D和E因?yàn)樾枰脑O(shè)備價(jià)值較高，制造復(fù)雜對(duì)精密度較高，不易普及。因此，我國(guó)在規(guī)范修訂的過程中選擇了其中3種比較簡(jiǎn)單的方法進(jìn)行引進(jìn)。

室內(nèi)層間黏結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)的基本思想就是造成黏結(jié)層位置的破壞，導(dǎo)致破壞產(chǎn)生的作用力可以是垂直方向的拉拔力，或者是水平方向的剪切力。也就是拉拔和剪切兩種試驗(yàn)方法。

切和拉拔試驗(yàn)都是勻速加載試驗(yàn)（剪切為50±2mm/min，拉拔為10±2mm/min），測(cè)量值為荷載和位移，ZD荷載不小于35kN。所以我們常規(guī)的路強(qiáng)儀、材料試驗(yàn)機(jī)或大量程的馬歇爾試驗(yàn)儀（能進(jìn)行拉伸）經(jīng)過改裝均可以完成這兩個(gè)試驗(yàn)。這種試驗(yàn)夾具比較經(jīng)濟(jì)的方式是在國(guó)內(nèi)加工制作獲取。

圖15 剪切（左）和拉拔（右）試驗(yàn)夾具

T0679 瀝青中含磷量試驗(yàn)主要參考美國(guó)AASHTO TP78試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)編寫，目的用于測(cè)試瀝青或?yàn)r青殘留物中是否含有多磷酸（PPA）。該試驗(yàn)方法是基于材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)會(huì)伴隨顏色改變的原理進(jìn)行測(cè)試，因此是一種定性分析方法，所需要的設(shè)備包括烘箱、燒杯、移液器、酒石酸銻酸銨/鉬酸銨溶液、抗壞血酸顯色劑，硫酸溶液，丁醇-異丁酸或正丁醇等化學(xué)試劑等材料。

欲了解更多《JTG E20新版公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》信息，歡迎關(guān)注歐美大地。

服務(wù)熱線：400-700-9998

官方網(wǎng)站：www.epccn.com

郵箱：marketing@epc.com.hk