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新试验规程系列之——沥青混合料水敏感性能试验
发布时间:2026-04-29 浏览次数:4217 来源:欧美大地

新试验规程系列之

沥青混合料水敏感性能试验


本章内容相当于新试验规程中第26章的内容,共收录了4个试验方法:

  • T0729劈裂强度试验可以使用CONTROLS多功能静态试验机完成。

  • T0730渗水试验是在原方法基础上进行修改。

  • T0749水热敏感性试验推荐使用水热敏感性试验仪完成。

  • T0750浸水膨胀试验无需新的专用试验设备,使用实验室已有的恒温水槽即可完成。


除了这4个试验外,实际还有很多种方法可以用于评价沥青混合料的抗水损坏性能。其中,美国的汉堡车辙试验方法目前在国内使用最广泛。因此,我们也将汉堡车辙仪作为评价沥青混合料水敏感性的试验设备进行推荐。

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水热敏感性试验仪



标准:T0749 | AASHTO T423 | ASTM D7870 

品牌:科技筑安 型号:BM-001 | BM-001M

图1:试验原理图

水热敏感性试验仪最早是美国ASTM标准认可的试验方法,通过使得密闭容器内的水产生循环变化的孔隙水压力,使得水分更容易进入沥青混合料试件的孔隙内部。经过处理的试件再通过测量密度变化,测量劈裂强度比或动态模量比等变化率来评价沥青混合料的抗水损坏性能。


标准的水热敏感性试验仪可以一次性处理5个标准马歇尔试件,或4个大马歇尔试件,或2个单轴压缩动态模量试件,足够满足一组试验多次试验取平均值的要求。为了进一步的提高试验效率,我们还提供一款大尺寸的水热敏感性试验仪,可以一次性处理28个标准马歇尔试件,或14个大马歇尔试件/单轴压缩动态模量试件,甚至可以处理2个50mm厚的车辙板或2个100mm厚的车辙板。


两个型号的设备技术指标基本相同,可以提供峰值压力(300±30)kPa,半峰宽度(1.0±0.5)s,周期约3.5秒的连续洛伦兹函数波形。水温和循环处理的次数都可以由用户任意设置,温度设置可以参考规范要求,当地的气候水平和沥青的PG等级,仪器可以设置的最大加热温度为60℃;循环处理的次数规范建议为3500次,用户也可以结合当地交通量水平和设计当量轴载等实际情况增加循环处理次数。例如瑞典VTI的研究,当循环处理次数达到12000次时,动态模量会有较大程度的衰减。

图2:水热敏感性试验仪(左侧大型BM-001,右侧迷你型BM-001


图3:软件数据显示界面


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汉堡车辙仪(双轮)



标准:AASHTO T324(钢轮法) | AASHTO TP145(胶轮法) 品牌:CONTROLS

型号:78-PV31A15 | 78-PV31A25 | 78-PV33B05 | 78-PV33D05

图4:CONTROLS汉堡车辙仪


出厂标定

2019年为了对市场上不同品牌的汉堡车辙仪进行统一管理,使不同品牌设备测试的结果具有可比性,AASHTOT324进行了一次重要更新,规定测试轮的运行轨迹为半正弦运动,在11个固定点位测试车辙深度;计算车辙深度时,取中心处的5个点进行计算。在规范更新后,全球的设备制造商都展开了满足新规范要求的设备更新工作,并在设备出厂前使用规范要求的标定工具进行出厂前标定。

图5是标定证书的示例,包括了出厂前对于2个测试机位的轮速,波形误差,荷载测量,温度测量和位移测量功能的标定结果。

技术规格

车辙深度测量范围:50mm,精度0.01mm

车轮行程:230mm

车轮速度:(20-30)循环/分

试件厚度:(40-100)mm,以10mm为台阶进行调整

 控温范围:室温到+80℃,±0.5℃

 外形尺寸:1540mm宽×1020mm深×1600mm高

 重量:约600kg

这种试验方法最初在德国汉堡市发明,但主要的普及推广则发生在美国。1990年9月,由AASHTO,FHWA,NAPA,SHRP,AI和TRB等机构的代表组成的代表团在欧洲6个国家进行了为期2周的考察。汉堡车辙仪和试验方法就是这次考察后作为考察的先进试验方法引进到美国的,后来逐步形成美国交通行业试验标准AASHTO T324。


值得说明的是:在欧盟标准中,汉堡车辙试验并不是一个用于评价沥青混合料抗水损坏性能的方法;但在美国,一部分州的地方标准中认为汉堡车辙试验的“剥落拐点”可以作为反映水损坏性能的指标。


在最新的AASHTO标准中,又增加了使用带花纹的橡胶轮胎评价沥青混合料抗水损坏性能的试验方法AASHTOTP145。

图5:汉堡车辙仪标定结果

自动化设计

CONTROLS的78-PV31A25以上型号的汉堡车辙仪都采用了全自动设计,主要体现在:

  • 传感器自动定位

    CONTROLS各个型号的汉堡车辙仪经工程师调试后,位移传感器均可以在试验过程中自动定位到测试位置,无需人工调节,操作方便。

  • 自动控制水位和补水

    78-PV31A25以上版本配备自动循环水泵,液位传感器,可以自动监测液位高度,并在试验过程中自动补水。

  • 自动控温和延迟试验

    用户通过软件可以选择试验方法,设置目标温度,以及达到目标后延迟启动的时间。

  • 试验自动停止

    一般情况下,我们都建议用户购买了78-PV30UP10功能,使2个测试轮能够独立进行控制,如果一个试件在达到目标加载次数前已经提前达到最大目标变形,可单独停止试验,另一个测试轮则不受影响,可以继续完成试验。

  • 结果自动处理

    试验过程中,软件实时显示和生成数据曲线。在数据管理工具中,用户可在试验曲线上自动调整切线位置,软件能够根据切线位置自动计算剥落拐点,以及对应的车辙深度、加载次数和蠕变斜率等指标。

试模选择

汉堡车辙仪适用的试模类型主要有圆柱体和 车辙板两种:


  • 圆柱体试模。

    考虑到试模的重量,我们建议用户选购侧边带有提手,没有边框,通过塑料框来固定圆柱体试件的设计方式,这样实验室的工作人员操作起来最为简单。


  • 车辙板试模。

    标准的板块型汉堡车辙试件要求是320mm×260mm,这是因为欧美的轮碾成型机早期都是成型这种尺寸试件。我国的车辙板试件则是300mm×300mm,为了便于国内用户使用需求,建议购买400mm×300mm,或360mm×300mm的试模,通过塑料垫块或石膏来填充缝隙

图6:圆柱体试件和车辙板试件的试模

表1:各种型号的功能和技术参数对比表


END



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往期回顾


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