《土木工程材料》课程教学资源（试验指导书）实验七 沥青实验、实验八 沥青混凝土实验

实验七：沥青实验 一针入度测定 1实验目的 判断沥青材料是否符合标准要求，为沥青混合料配合比设计提供依， 2实验内容 测定道路石油沥青、聚合物改性沥青针入度以及液体石油沥青蒸馏或乳化沥 青蒸发后残留物的针入度，以0.1mm计。 3实验原理、方法和手段 其标准实验条件为温度25℃，荷重100g,贯入时间5s。针入度指数P叫 用于描述沥青的温度敏感性，宜在15℃、25℃、30℃等3个或3个以上温 度条件下测定针入度后按规定的方法计算得到，若30℃时的针入度值过大， 可采用5代替。当量软化点T是相当于沥青针入度为800时的温度，用 以评价沥青的高温稳定性。当量脆点T2是相当于沥青针入度为1.2时的 温度，用以评价沥青的低温抗裂性能。 (1)将预先除去水分的沥青试样在砂浴或密闭电炉上小心加热，不 断搅拌以防止局部过热，加热温度不得超过试样估计软化点100℃。加热 时间不得超过30mi,用筛过滤除去杂质。加热搅拌过程中避免试样中混 入空气。 (2)将试样倒入预先选好的试样皿中，试样深度应大于预计穿入深 度10mm。 (3)试样皿在15一30℃的空气中冷却1一1.5h(小试样m)或1.5一 2h(大试样皿)，防止灰尘落入试样皿。软化将试样皿移入保持规定实验 温度的恒温水浴中。小实验皿恒温1~1.5h,大实验皿恒温1.5~2h。 4实验组织运行要求 参考《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG-2011)组织运行。 5实验条件 (1)针入度仪(2)标准针(3)恒温水浴 (4)试样皿 (5)平底玻璃皿、温度计、秒表、石棉筛、可控制

实验七：沥青实验 一 针入度测定 1 实验目的 判断沥青材料是否符合标准要求，为沥青混合料配合比设计提供依。 2 实验内容 测定道路石油沥青、聚合物改性沥青针入度以及液体石油沥青蒸馏或乳化沥 青蒸发后残留物的针入度，以 0.1mm 计。 3 实验原理、方法和手段 其标准实验条件为温度 25℃，荷重 100g，贯入时间 5s。针入度指数 PI 用于描述沥青的温度敏感性，宜在 15℃、25℃、30℃等 3 个或 3 个以上温 度条件下测定针入度后按规定的方法计算得到，若 30℃时的针入度值过大， 可采用 5 代替。当量软化点 T800 是相当于沥青针入度为 800 时的温度，用 以评价沥青的高温稳定性。当量脆点 T1.2 是相当于沥青针入度为 1.2 时的 温度，用以评价沥青的低温抗裂性能。 （1）.将预先除去水分的沥青试样在砂浴或密闭电炉上小心加热，不 断搅拌以防止局部过热，加热温度不得超过试样估计软化点 100℃。加热 时间不得超过 30min，用筛过滤除去杂质。加热搅拌过程中避免试样中混 入空气。 （2）将试样倒入预先选好的试样皿中，试样深度应大于预计穿入深 度 10mm。 （3）试样皿在 15～30℃的空气中冷却 1～1.5h（小试样皿）或 1.5～ 2h（大试样皿），防止灰尘落入试样皿。软化将试样皿移入保持规定实验 温度的恒温水浴中。小实验皿恒温 1～1.5h，大实验皿恒温 1.5～2h。 4 实验组织运行要求 参考《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG-2011)组织运行。 5 实验条件 （1）针入度仪 （2）标准针 （3）恒温水浴 （4）试样皿 （5）平底玻璃皿、温度计、秒表、石棉筛、可控制

温度的砂浴或密闭电炉等。 6实验步骤 (1)调节针入度仪的水平，检查针连杆和导轨，以确认无水和其他 外来物，无明显磨擦。用甲苯或其他合适的溶剂清洗针，用干净布将其擦 干，把针插入针连杆中固定。按实验条件放好砝码。 (2)从恒温水浴中取出实验皿，放入水温控制在实验温度的平底玻 璃皿中的三腿支架上，试样表面以上的水层高度应不小于10mm,将平底 玻璃皿置于针入度仪的平台上。 (3)慢慢放下针连杆，使针尖刚好与试样接触。必要时用放置在合 适位置的光源反射来观察。拉下活杆，使其与针杆顶端接触，调节针入度 仪读数为零。 (4)用手紧压按钮，同时启动秒表，使标准针自由下落穿入沥青试 样，到规定时间停压按钮，使针停止移动。 (5)拉下活杆与针连杆顶端接触，此时的读数即为试样的针入度。 (6)同一试样至少重复测定三次，测定点之间及测定点与试样皿之 间距离不应小于10mm。每次测定前应将平底玻璃皿放入恒温水浴。每次 测定换一根干净的针或取下针用甲苯或其他溶剂擦干净，再用干净布擦干。 (7)测定针入度大于200的沥青试样时，至少用三根针，每次测定 后将针留在试样中，直至三次测定完成后，才能把针从试样中取出。 七、思考题 1取三次测定针入度的平均值，取至整数作为实验结果。三次测定的针入度 值相差不应大于表试8.1中规定的数值。否则，实验应重做。 针入度测定允许最大差值 表4.1 针入度0~4950~149 150-249250>350 最大差值2 4 6 20 2.重复性和再现性的要求见表试8.2。 针入度测定的重复性与再现性要求 表4.2 试样针入度，25℃重复性 再现性

温度的砂浴或密闭电炉等。 6 实验步骤 （1）调节针入度仪的水平，检查针连杆和导轨，以确认无水和其他 外来物，无明显磨擦。用甲苯或其他合适的溶剂清洗针，用干净布将其擦 干，把针插入针连杆中固定。按实验条件放好砝码。 （2）从恒温水浴中取出实验皿，放入水温控制在实验温度的平底玻 璃皿中的三腿支架上，试样表面以上的水层高度应不小于 10mm，将平底 玻璃皿置于针入度仪的平台上。 （3）.慢慢放下针连杆，使针尖刚好与试样接触。必要时用放置在合 适位置的光源反射来观察。拉下活杆，使其与针杆顶端接触，调节针入度 仪读数为零。 （4）用手紧压按钮，同时启动秒表，使标准针自由下落穿入沥青试 样，到规定时间停压按钮，使针停止移动。 （5）拉下活杆与针连杆顶端接触，此时的读数即为试样的针入度。 （6）同一试样至少重复测定三次，测定点之间及测定点与试样皿之 间距离不应小于 10mm。每次测定前应将平底玻璃皿放入恒温水浴。每次 测定换一根干净的针或取下针用甲苯或其他溶剂擦干净，再用干净布擦干。 （7）测定针入度大于 200 的沥青试样时，至少用三根针，每次测定 后将针留在试样中，直至三次测定完成后，才能把针从试样中取出。 七、思考题 1.取三次测定针入度的平均值，取至整数作为实验结果。三次测定的针入度 值相差不应大于表试 8.1 中规定的数值。否则，实验应重做。 针入度测定允许最大差值 表 4.1 针入度 0～49 50～149 150～249 250～350 最大差值 2 4 6 20 2.重复性和再现性的要求见表试 8.2。 针入度测定的重复性与再现性要求 表 4.2 试样针入度，25℃ 重 复 性 再 现 性

不超过4单位 小于50 不超过2单位 不超过平均值的 50及大于50 不超过平均值的4% 8% 八、实验报告 砂浆稠度和强度实验报告见附件1的实验四表4.1沥青针入度实验记录表。 九、其它说明 二延度测定 1实验目的 判断沥青材料是否符合标准要求，为沥青混合料配合比设计提供依。 2实验内容 适用于测定道路石油沥青、聚合物改性沥青、液体石油沥青蒸馏残留物 和乳化沥青蒸发残留物等材料的延度。 3实验原理、方法和手段 沥青延度的实验温度与拉伸速率可以根据要求采用，用来测定沥青延 度，按照国家标准规范测定沥青性能，确保工程质量。 4实验组织运行要求 《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG-2011) 5实验条件 (1)延度仪 (2)试模 (3)恒温水浴、温度计、金属筛网、隔离剂等 6实验步骤 1.试样制备 (1)将甘油滑石粉隔离剂（甘油：滑石粉=2：1，以质量计）拌和 均匀，涂于磨光的金属板上。 (2)将除去水分的试样在砂浴上小心加热，防止局部过热，加热温 度不得超过试样估计软化点100℃。用筛过滤，充分搅拌，避免试样中混 入空气。然后将试样呈细流状，自模的一端至另一端往返倒入，使试样略

小于 50 50 及大于 50 不超过 2 单位 不超过平均值的 4％ 不超过 4 单位 不超过平均值的 8％ 八、实验报告 砂浆稠度和强度实验报告见附件 1 的实验四表 4.1 沥青针入度实验记录表。 九、 其它说明 二 延度测定 1 实验目的 判断沥青材料是否符合标准要求，为沥青混合料配合比设计提供依。 2 实验内容 适用于测定道路石油沥青、聚合物改性沥青、液体石油沥青蒸馏残留物 和乳化沥青蒸发残留物等材料的延度。 3 实验原理、方法和手段 沥青延度的实验温度与拉伸速率可以根据要求采用，用来测定沥青延 度，按照国家标准规范测定沥青性能，确保工程质量。 4 实验组织运行要求 《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG-2011) 5 实验条件 （1）延度仪 （2）试模 （3）恒温水浴、温度计、金属筛网、隔离剂等。 6 实验步骤 1．试样制备 （1）将甘油滑石粉隔离剂（甘油：滑石粉＝2：1，以质量计）拌和 均匀，涂于磨光的金属板上。 （2）将除去水分的试样在砂浴上小心加热，防止局部过热，加热温 度不得超过试样估计软化点 100℃。用筛过滤，充分搅拌，避免试样中混 入空气。然后将试样呈细流状，自模的一端至另一端往返倒入，使试样略

高于模具。 3.试样在15~30℃的空气中冷却30min,然后放入(25士0.1)℃的水 浴中，保持30mm后取出，用热刀将高出模具的沥青刮去，使沥青面于模 具面平齐。沥青的刮法应自模的中间向两边，表面应十分光滑。将试件连 同金属板再浸入(25士0.1)℃的水浴中恒温1~1.5h。 2.实验步骤 (1)检查延度仪的拉伸速度是否符合要求，然后移动滑板使其指针正 对标尺的零点，保持水槽中水温为(25±0.5)℃。 (2)将试件移至延伸仪的水槽中，模具两端的孔分别套在滑板及槽端 的金属柱上，水面距试件表面应不小于25mm,然后去掉侧模。 (3)确认延度仪水槽中水温为(25±0.5)℃时，开动延度仪，此时仪 器不得有振动。观察沥青的拉伸情况。在测定时，如发现沥青细丝浮于水 面或沉入槽底时，则应在水中加入食盐水调整水的密度，至与试样的密度 相近后，再进行测定。 (4)试件拉断时指针所指标尺上的读数，即为试样的延度，以cm表示。 在正常情况下，应将试样拉伸成锥尖状，在断裂时实际横断面为零。如不 能得到上述结果，则应报告在此条件下无测定结果。 7思考题 (1)取平行测定三个结果的算术平均值作为测定结果。若三次测定值 不在平均值的5%以内，但其中两个较高值在平均值的5%以内，则舍去 最低测定值，取两个较高值的平均值作为测定结果。 (2)两次测定结果之差，不应超过：重复性平均值的10%，再现性平 均值的20%。 8实验报告 沥青延度的实验报告见附件1的实验四表42沥青延度的实验记录表。 9其它说明 三软化点测定 1实验目的

高于模具。 3.试样在 15～30℃的空气中冷却 30min，然后放入（25±0.1）℃的水 浴中，保持 30min 后取出，用热刀将高出模具的沥青刮去，使沥青面于模 具面平齐。沥青的刮法应自模的中间向两边，表面应十分光滑。将试件连 同金属板再浸入（25±0.1）℃的水浴中恒温 1～1.5h。 2．实验步骤 （1）检查延度仪的拉伸速度是否符合要求，然后移动滑板使其指针正 对标尺的零点，保持水槽中水温为（25±0.5）℃。 （2）将试件移至延伸仪的水槽中，模具两端的孔分别套在滑板及槽端 的金属柱上，水面距试件表面应不小于 25mm，然后去掉侧模。 （3）确认延度仪水槽中水温为（25±0.5）℃时，开动延度仪，此时仪 器不得有振动。观察沥青的拉伸情况。在测定时，如发现沥青细丝浮于水 面或沉入槽底时，则应在水中加入食盐水调整水的密度，至与试样的密度 相近后，再进行测定。 （4）试件拉断时指针所指标尺上的读数，即为试样的延度，以 cm 表示。 在正常情况下，应将试样拉伸成锥尖状，在断裂时实际横断面为零。如不 能得到上述结果，则应报告在此条件下无测定结果。 7 思考题 （1）取平行测定三个结果的算术平均值作为测定结果。若三次测定值 不在平均值的 5％以内，但其中两个较高值在平均值的 5％以内，则舍去 最低测定值，取两个较高值的平均值作为测定结果。 （2）两次测定结果之差，不应超过：重复性平均值的 10％，再现性平 均值的 20％。 8 实验报告 沥青延度的实验报告见附件 1 的实验四表 4.2 沥青延度的实验记录表。 9 其它说明 三 软化点测定 1 实验目的

通过测定沥青的软化点，可以评定其温度感应性并依软化点值确定 沥青的牌号：也是在不同温度下选用沥青的重要技术指标之一。掌握《沥 青软化点测定法》(GBT4507-1999)(环球法)，正确使用仪器设备。 2实验内容 用环球法测定沥青的软化点。 3实验原理、方法和手段 将黄铜环置于涂有甘油滑石粉质量比为2：1的隔离剂的金属板或玻璃 板上。将试样注入黄铜环内至略高出环面为止。若估计软化点在120℃以上时 应将黄铜环和金属板预热至80~100℃。 4实验组织运行要求 《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG-2011) 5实验条件 (1)沥青环与球软化点仪 (2)烧杯 (3)钢球 (4)试样环 (5)钢球定位环 (6)实验架 (7)其他电炉或其他加热器、金属板或玻璃板、金属筛网、隔离剂等。 6实验步骤 试样制备(1)将黄铜环置于涂有甘油滑石粉质量比为2：1的隔离剂的金 属板或玻璃板上。 (2)将预先脱水试样加热熔化，不断搅拌，以防止局部过热，加热温度 不得高于试样估计软化点100℃，加热时间不超过30min,用筛过滤。将试样 注入黄铜环内至略高出环面为止。若估计软化点在120℃以上时，应将黄铜环 和金属板预热至80~100℃。 (3)试样在15~30℃的空气中冷却30min后，用热刀刮去高出环面的试 样，使沥青与环面平齐。 (4)估计软化点高于80℃的试样，将盛有试样的黄铜环及板置于盛有水

通过测定沥青的软化点，可以评定其温度感应性并依软化点值确定 沥青的牌号；也是在不同温度下选用沥青的重要技术指标之一。掌握《沥 青软化点测定法》（GB/T4507-1999）（环球法），正确使用仪器设备。 2 实验内容 用环球法测定沥青的软化点。 3 实验原理、方法和手段 将黄铜环置于涂有甘油滑石粉质量比为 2：1 的隔离剂的金属板或玻璃 板上。将试样注入黄铜环内至略高出环面为止。若估计软化点在 120℃以上时， 应将黄铜环和金属板预热至 80～100℃。 4 实验组织运行要求 《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG-2011) 5 实验条件 （1）沥青环与球软化点仪 （2）烧杯 （3）钢球 （4）试样环 （5）钢球定位环 （6）实验架 （7）其他 电炉或其他加热器、金属板或玻璃板、金属筛网、隔离剂等。 6 实验步骤 试样制备（1）将黄铜环置于涂有甘油滑石粉质量比为 2：1 的隔离剂的金 属板或玻璃板上。 （2）将预先脱水试样加热熔化，不断搅拌，以防止局部过热，加热温度 不得高于试样估计软化点 100℃，加热时间不超过 30min，用筛过滤。将试样 注入黄铜环内至略高出环面为止。若估计软化点在 120℃以上时，应将黄铜环 和金属板预热至 80～100℃。 （3）试样在 15～30℃的空气中冷却 30min 后，用热刀刮去高出环面的试 样，使沥青与环面平齐。 （4）估计软化点高于 80℃的试样，将盛有试样的黄铜环及板置于盛有水

的保温槽内，水温保持在(5±0.5)℃，恒温15min。估计软化点高于80℃ 的试样，将盛有试样的黄铜环及板置于盛有甘油的保温槽内，甘油温度保持 在(32±1)℃，恒温15min,或将盛试样的环水平地安放在环架中承板的孔 内，然后放在盛有水或甘油的烧杯中，恒温l5min,温度要求同保温槽。 (5)烧杯内注入新煮沸并冷却至5℃的蒸馏水（估计软化点不高于80℃的 试样)，或注入预先加热至约32℃的甘油（估计软化点高于80℃的试样），使 水平面或甘油面略低于环架连杆上的深度标记。 表4.3 软化 <80 80~100 100~140 点，C 允许差 2 3 数，℃ 7思考题 取平行测定两个结果的算术平均值作为测定结果。平行测定的两个结果 的偏差不得大于下列规定：软化点低于80℃时，允许差值为0.5℃：软化点高 于或等于80℃时，允许差值为1℃。否则实验重做。 8实验报告 沥青的软化点的实验报告见附件1的实验四表4.3沥青的软化点实验记录表。 9其它说明 实验八沥青混凝土实验 一、实验内容及要求 学习沥青混凝土试件的制备方法，掌握沥青混凝土稳定度和流值的实验方法， 熟悉所用的仪器设备。根据实验数据确定沥青混凝士的最佳沥青用量 二、准备工作 1、按照沥青砼组成设计方法确定各矿料的配合比例。 2、测定各矿料的表观密度和沥青的密度。 3、将各矿料分别装于瓷盘，置于烘箱中加热至140~160℃（石油沥青）或

的保温槽内，水温保持在（5±0.5）℃，恒温 15min。估计软化点高于 80℃ 的试样，将盛有试样的黄铜环及板置于盛有甘油的保温槽内，甘油温度保持 在（32±1）℃，恒温 15min，或将盛试样的环水平地安放在环架中承板的孔 内，然后放在盛有水或甘油的烧杯中，恒温 15min，温度要求同保温槽。 （5）烧杯内注入新煮沸并冷却至 5℃的蒸馏水（估计软化点不高于 80℃的 试样），或注入预先加热至约 32℃的甘油（估计软化点高于 80℃的试样），使 水平面或甘油面略低于环架连杆上的深度标记。 表 4.3 7 思考题 取平行测定两个结果的算术平均值作为测定结果。 平行测定的两个结果 的偏差不得大于下列规定：软化点低于 80℃时，允许差值为 0.5℃；软化点高 于或等于 80℃时，允许差值为 1℃。否则实验重做。 8 实验报告 沥青的软化点的实验报告见附件1的实验四表4.3沥青的软化点实验记录表。 9 其它说明 实验八 沥青混凝土实验 一、实验内容及要求 学习沥青混凝土试件的制备方法，掌握沥青混凝土稳定度和流值的实验方法， 熟悉所用的仪器设备。根据实验数据确定沥青混凝土的最佳沥青用量。 二、准备工作 1、按照沥青砼组成设计方法确定各矿料的配合比例。 2、测定各矿料的表观密度和沥青的密度。 3、将各矿料分别装于瓷盘，置于烘箱中加热至 140~160℃（石油沥青）或 软化 点，℃ ＜80 80～100 100～140 允许差 数，℃ 1 2 3

90-110℃（煤沥青）备用。 将脱过水的沥青加热至120-150℃（石油沥青）90-110℃（煤沥青）备用。 4、将试模置于烘箱中加热至120-150℃（石油沥青）或90-110℃（煤沥青） 备用，击实锤的击实座部分也应加热。 三、注意点 (一)沥青砼试件制备 1、称取各矿料和沥青的配合料时，必须注意取料均匀，要有代表性。 2、注意控制沥青混合料拌和温度和击实温度。 3、人工击实时，要注意使导杆务必垂直于试模底座，让金属锤自由下落， 不得施加外力。 (二)马歇尔实验 1、要严格控制试件的保温温度。 2、要注意试件在最大荷载的瞬间准确、迅速读出测力计和流值计的数值

90~110℃（煤沥青）备用。 将脱过水的沥青加热至 120~150℃（石油沥青）90~110℃（煤沥青）备用。 4、将试模置于烘箱中加热至 120~150℃（石油沥青）或 90~110℃（煤沥青） 备用，击实锤的击实座部分也应加热。 三、注意点 （一）沥青砼试件制备 1、称取各矿料和沥青的配合料时，必须注意取料均匀，要有代表性。 2、注意控制沥青混合料拌和温度和击实温度。 3、人工击实时，要注意使导杆务必垂直于试模底座，让金属锤自由下落， 不得施加外力。 （二）马歇尔实验 1、要严格控制试件的保温温度。 2、要注意试件在最大荷载的瞬间准确、迅速读出测力计和流值计的数值