下载文档原格式
沥青混合料间接拉伸试验的数值化测试沥青混合料间接拉伸试验作为一种常用的路面材料性能测试方法，其数值化测试在现代路面工程中得到了广泛应用。
本文首先介绍了沥青混合料的组成和性质，进而详细阐述了间接拉伸试验的原理、试验方法以及测试数据的分析方法。
最后，本文探讨了数值化测试在沥青混合料性能研究中的应用，并介绍了一些典型的数值化测试结果。
关键词：沥青混合料；间接拉伸试验；数值化测试；路面工程1. 引言沥青混合料作为一种常用的路面材料，其性能对路面的使用寿命和安全性具有重要影响。
因此，对于沥青混合料的性能研究一直是路面工程领域的热点问题之一。
沥青混合料的性能测试方法有很多种，其中间接拉伸试验是一种常用的方法。
随着计算机技术和数值化分析方法的发展，数值化测试也逐渐成为了沥青混合料性能研究的重要手段之一。
本文旨在介绍沥青混合料间接拉伸试验的数值化测试方法，以及数值化测试在沥青混合料性能研究中的应用。
首先，本文将简要介绍沥青混合料的组成和性质。
接着，本文将详细阐述间接拉伸试验的原理、试验方法以及测试数据的分析方法。
最后，本文将探讨数值化测试在沥青混合料性能研究中的应用，并介绍一些典型的数值化测试结果。
2. 沥青混合料的组成和性质沥青混合料是由沥青、矿料、填料和添加剂等组成的复合材料。
其中，沥青是一种具有高黏度、高粘度和高弹性的有机物，是沥青混合料的主要成分。
矿料是沥青混合料中的骨架材料，用于提供路面的承载能力。
填料是一种细粒材料，用于填充矿料之间的空隙，提高沥青混合料的密实度。
添加剂是一种用于改变沥青混合料性质的化学物质，例如增稠剂、抗氧化剂、改性剂等。
沥青混合料的性质受到多种因素的影响，包括沥青的类型和质量、矿料的类型和质量、填料的类型和质量、添加剂的种类和含量、混合工艺等。
其中，沥青的性质对沥青混合料的性能影响最为显著。
沥青的性质包括黏度、粘度、软化点、弹性模量、温度敏感性等指标，这些指标对沥青混合料的黏结性、强度、耐久性等性能具有重要影响。
沥青三大指标实验沥青作为一种常用的道路材料，其质量的好坏直接影响着道路的使用寿命和安全性能。
因此，在生产和施工过程中，需要对沥青进行一系列的实验来评价其性能。
本文将介绍沥青三个重要的指标实验：针入度、软化点和延度。
一、针入度实验针入度是评价沥青黏度的一种方法，通过测量在一定温度条件下，标准试验针在一定时间内从负荷自由落下穿透沥青的深度来反映其黏度。
常用的实验方法是按照国家标准《公路沥青和沥青混合料试验规程》（JTGE20-2024）中的要求进行。
实验步骤：1.准备沥青试样：将所需测试的沥青样品放入试验钵中，加热至试验温度，待试样完全熔化后搅拌均匀。
2.温度设定和测定：将试验针和标准试验容器准备好，并分别测定它们的质量。
3.试验进行：将试验钵放入试验设备中，调整试验温度并等待沥青样品温度稳定。
然后将试验针放置在试验容器上，并快速释放负荷，使试验针自由垂直落下刺入沥青样品中。
等待一定时间后，将试验针取出，测量试验针刺入的深度。
4.实验数据处理：记录所得的试验针刺入深度，计算平均值。
根据国家标准中的表格，将针入度值转换为相应的黏度值。
二、软化点实验软化点是指沥青在一定温度下变软或不流动的温度，可以用来评价沥青的热稳定性和耐高温变形能力。
常用的实验方法是按照国家标准《公路沥青和沥青混合料试验规程》中的要求进行。
实验步骤：1.准备沥青试样：根据实验要求，准备沥青试样并放入软化点杯中。
2.实验设备准备：预热软化点仪，将试样杯放入软化点仪中，并将温度上升到指定温度。
3.软化点测定：将软化点杯放入软化点仪中，观察到试样开始变软并不再流动时停止升温，并记录此时的温度。
4.实验数据处理：记录所得的软化点温度。
三、延度实验延度是指沥青在一定温度下能够延伸的长度。
沥青的延度与其柔软程度和抗变形能力密切相关，常用来评价沥青的变形特性和耐水性能。
沥青的延度实验按照国家标准《公路沥青和沥青混合料试验规程》的要求进行。
实验步骤：1.准备沥青试样：根据实验要求，准备沥青试样，并将其加热至试验温度。
沥青断裂性能试验-----直接拉伸试验仪(DTT)
直接拉伸试验仪依据JT G E20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》实验要求研制生产。
全套完整的软件包;
16位实时数据采集;
自动或手动操作;
规范和研究模式;
闭环驱动控制;
高精度线性伺服马达;
计算机控制的液体浴;
标准PC和Windows;
冷却机选项的选择。
原理用途:确定沥青胶结料的破坏应变和应力，用来评价沥青胶结料的低温断裂性能。
技术规格:最大加载:500N(112LB);
最大速度:300mm/min;
传送装置:20mm(0.78英寸);
LVDT:±2mm;
速度精度:±0.1%;
加载精确度:±0.5%~2%;
温度范围:+6℃~36℃;
温度稳定性:±0.1℃;
测试架和液体池外部尺寸:440mm×600mm×370mm
测试槽内部尺寸:(L形)240mm×420mm/130mm×114mm;
冷却器尺寸:700mm×325mmx480mm;
电力供应:240V 60Hz/8A。
价格85000元。
沥青面低温开裂指数-回复沥青面低温开裂指数是评估沥青混合料在低温环境下开裂倾向的指标。
在寒冷地区或冬季施工过程中，低温开裂是沥青路面常见的问题之一。
了解和掌握沥青面低温开裂指数的含义和影响因素，对于保障道路质量、延长路面使用寿命具有重要意义。
首先，沥青是一种黑色半固态的质料，通常作为道路建设中的主要材料之一。
沥青面低温开裂指数，简称LTTC（Low Temperature Thermal Cracking）。
它是通过测量沥青混合料在低温下的断裂强度来评估沥青路面在低温环境下的裂缝敏感性。
低温环境下，沥青面膜会受到收缩作用，由于温度变化引起的热应力超过了材料的承载能力，导致沥青面出现裂缝。
沥青面低温开裂指数的测量方法可以采用动态剪切试验，常用的实验设备有直剪试验仪。
实验中，将一个符合标准尺寸的沥青混合料试样置于试验装置中，然后在一定速率下进行剪切加载，通过测量试样在低温下的断裂强度来得到相应的LTTC指数。
通常，LTTC指数较高说明沥青路面在低温下开裂的倾向较小，建筑师和道路设计者可以根据实际情况选择合适的沥青混合料。
影响沥青面低温开裂指数的因素较多，主要包括沥青材料的性质、混合料的配合比和施工工艺等。
首先，沥青材料的性质对LTTC指数具有重要影响。
沥青的粘度、弹性模量和玻璃化温度等参数与LTTC指数有直接关系。
当粘度较高，弹性模量较大，玻璃化温度较低时，沥青混合料在低温下承受外界应力的能力较强，开裂倾向较小。
其次，混合料的配合比也是影响LTTC指数的重要因素。
沥青混合料通常由沥青和骨料（如矿粉、石子等）组成。
适当调整沥青的用量和骨料的粒径分布可以改变混合料的孔隙结构和稳定性，从而影响LTTC指数。
一般而言，增加沥青用量、减少骨料的孔隙率和提高骨料颗粒的粒径可以改善沥青面在低温下的裂缝敏感性。
最后，施工工艺也对LTTC指数有影响。
冬季施工中，特别需要注意施工温度和沥青面膜的厚度。
通过合理控制施工温度，避免温度过低和过高，可以防止沥青面膜冷却过快或热胀冷缩导致的裂缝。
自粘聚合物沥青防水垫层拉力及断裂延伸率试验1.适用范围本实施细则适用于坡屋面用防水材料自粘聚合物沥青防水垫层的拉力及断裂延伸率检验。
2.技术标准JC/T 1068-2008 《坡屋面用防水材料自粘聚合物沥青防水垫层》GB/T 328.8-2007 《建筑防水卷材试验方法沥青防水卷材拉伸性能》3.仪器设备厚度计：压重（20±5）g，测量面直径（10±0.1）mm，最小分度值0.01mm；直尺：精度1mm；拉伸试验机：测量值在量程的15%~85%之间，示值精度不低于1%，伸长范围大于500mm4．试件制备整个拉伸试验应制备两组试件，一组纵向5个试件，一组横向5个试件。
试件在试样上距边缘100mm以上任意裁取，用模版，或用裁刀，矩形试件100mm×25mm，长度方向为试验方向。
表面的非持久层应去除。
试件在试验前在（23±2）℃条件放置24h后裁取。
5.试验步骤将试件紧紧的夹在拉伸试验机的夹具中，注意时间长度方向的中线与试验机夹具中心在一条线上。
夹具间距离为50mm ，为防止试件从夹具中滑移应作标记。
为防止试件产生松弛，推荐加载不超过5N 的力。
试验在（23±2）℃进行，夹具移动的恒定速度为50mm/min 。
连续记录拉力和对应的夹具（或引伸计）间距离。
分别去纵向、横向个5个试件的平均值作为拉力及断裂延伸率。
6 结果计算断裂延伸率按下式计算：1L 50L 10050-=⨯ (1)式中：L ——试件断裂时的伸长率，单位为百分比（%）； L1——试件断裂时夹具间距离，单位为毫米（mm ）50——拉伸前夹具间距离，单位为毫米（mm ）。
7.结果评定根据JC/T 1068-2008的表1进行评定。
沥青防水卷材力学性能检测分析(全文)建筑施工对建筑的防水性能有较高的要求，为了使防水施工取得更好的结果，应该选用合适的防水卷材。
现在防水工程中常用的防水卷材有沥青防水卷材、高分子防水卷材、防水涂料等，这些防水卷材中沥青防水卷材使用范围最广。
沥青防水卷材进行物理力学性检测可以对沥青防水材料的性能做出良好的反映。
下面是对沥青防水卷材检测中的力学性能的检测分析。
1影响沥青防水卷材力学性能检测的因素1.1仪器设备的影响沥青防水卷次检验中会用到多种仪器设备，这些仪器设备会对检测的结果产生一定的影响。
需要使用的仪器设备有拉力机、不透水仪、电热恒温箱等。
沥青防水卷材检测中用到的拉力机的测量范围应该是0-1000N，如果拉力机的测量范围大于这个规定值，那么检测的精度就得不到保障。
如果测量范围小于这个规定，测量程就满足不了实际要求。
检测中使用的不透水仪对测量结果也有一定的影响，不透水仪在使用的过程中密封性应该保持良好，保证其可以长时间承受压力。
在检测过程中如果不透水仪存在漏水的情况，那么其就不能保持在规定的压力内，从而影响到不透水仪的检测结果。
电热恒温箱也是检测中的一个必备装置，电热恒温箱在使用过程中应该有热风循环装置，运用此装置来保证箱内温度的均衡，保证试件可以均匀受热，如果受力不均匀则会对最终检测结果造成影响。
1.2取样和制样的影响取样和制样是沥青防水卷材料检测中的重要步骤，取样和制样过程中也极容易对检测结果造成影响。
取样时应该选取尺寸、卷重、外观等均合格的产品中选出一卷，纵向上截取50cm，横向上截取250cm作为试验件[1]。
选取试验品时要保证沥青防水卷材的表面没有孔洞、裂缝、麻面、露胎等情况，如果出现有这些情况会影响到最终检测的准确性。
制样过程切取拉力试件时应该保证切口的垂直整齐，防止切口出现坡口的情况，坡口的情况一旦出现会使最终的检测结果或者偏高或者偏低。
如果切口出现不整齐的情况，试件的边缘会出现不平滑的现象，会导致检测结果偏低。
T314-02直接拉伸（DT）测定沥青胶结料断裂性质标准测试方法1适用范围1.1本方法叙述了用直接拉伸试验来测定沥青胶结料的破坏应变和破坏应力的方法。
该方法可用于未老化或用T240（RTFOT）和R28（PAV）老化的材料。
用于试验的仪器的温度范围在+6～-36℃。
1.2本试验方法的使用对象限于具有小于250μm颗粒的沥青胶结料。
1.3本方法对已超过脆性-延性范围的试件即破坏应变大于10%的试件不适用。
1.4本标准可能包含危险材料、操作和设备。
本标准并不能强调关于使用时的所有安全问题。
在使用本标准之前，使用者有责任采用合适的安全和健康实践，并确定其使用的规则限制。
2参考文献2.1AASHTO标准M320沥青胶结料性能等级规范PP42确定沥青胶结料低温性能等级R28用压力老化容器（PAV）加速老化沥青胶结料T40沥青材料取样方法T240加热和空气对沥青旋转薄膜的影响2.2ASTM标准E1ASTM温度计E4试验机的荷载校验E77温度计的检查和校验E83延伸计的分类和校验2.3德国标准43760标定热电偶标准2.4MIL和ISO标准MIL STD-5545ISO10012-13术语3.1定义沥青胶结料（asphalt binder）——从石油残留物中生产出来的沥青基胶结料，可以是具有或不具有添加颗粒尺寸小于250μm有机材料。
3.2本标准特定的术语3.2.1脆性(brittle)——在直接拉伸试验中脆性破坏形式，指应力一应变曲线是以基本线性方式发展直至破坏点；试件横截面积在没有可察觉的减小的情况下，突然发生断裂破坏。
3.2.2脆性-延性(brittle-ductile)——在直接拉伸试验中脆性-延性破坏形式，指拉伸试验中应力一应变曲线是曲线性，而试件是突然断裂破坏。
断裂前试件横截面积发生有限的减小。
3.2.3延性(ductile)——在直接拉伸试验中延性破坏形式，指试件没有断裂，而是以大的应变的流值形式破坏。
3.2.4拉应变(tensile strain)——由拉力荷载导致的轴向应变，以拉力荷载引起的有效计量长度的变化除以没有加载前原始有效计量长度来计算。
3.2.5拉应力(tensile stressw)——由拉力荷载导致的轴向应力，以拉力荷载除以原始试件横截面积来计算。
3.2.6破坏(failure)——当试件以一个恒定拉伸速率拉伸，拉力荷载达到最大值的点。
3.2.7破坏应力(failure stress)——本标准规定的试验方法中，其拉力荷载达到最大值时试件的拉应力。
3.2.8破坏应变(failure strian)——相应于破坏应力时的拉应变。
3.2.9计量部位(gage section)——试件中央，即试件横截面不随长度变化的部位，本试件计量部位为18mm长，图1。
图1Superpave直接拉伸试验试件几何尺寸有效计量长度(effective gage length)——用于本试验的试件，有效计量长度L e 为33.8mm，这个有效试件长度代表了试件产生主要应变的部位。
4方法概要4.1本试验方法叙述了沥青胶结料试件以恒定的拉伸速率拉伸，测量破坏应力和破坏应变的方法。
试件通过将热沥青胶结料浇注入合适的模具中形成。
在试验中，两个的G10酚醛塑料块通常用于黏接沥青胶结料，并将试验机的拉力荷载传递给沥青胶结料。
4.2本试验方法是根据沥青胶结料呈脆性破坏或者脆—延性破坏的温度研制的，脆性或者脆一延性破坏会导致试件的断裂，而延性破坏试件只是简单拉长而没有断裂，本试验方法不适用于延性流值破坏下的温度。
4.3用一个位移传感器测量试件在以1mm/min恒定拉伸速率下的拉伸长度。
试验中记录荷载的发展过程，最后报告了试件在达到最大荷载时的破坏应变和破坏应力。
5意义和应用5.1在路面力学开裂模型中用破坏应力计算临界开裂温度。
计算临界开裂温度的方法在AASHTO PP42中叙述。
临界开裂温度在M320中用于规定沥青胶结料低温等级。
5.2试验也能够测量在临界开裂温度时沥青胶结料的强度。
沥青胶结料具有有限的抵抗开裂应力的能力。
在沥青胶结料规范中破坏应力用于确定临界开裂温度。
5.3在评价沥青胶结料对M320的符合性时，计量部位的伸长速率通常为1.0mm/min，试验温度根据沥青胶结料等级按M320表1选择。
其他的拉伸速率和测试温度也可以用于测试沥青胶结料。
6仪器6.1直接拉伸试验系统—包括（1）闭环反馈位移控制的拉伸试验机；（2）试件夹具系统；（3）在试件和条件试件中能提供可靠的、精确的均匀温度控制的液体浴或空气环境箱；（4）实时荷载测量和记录设备；（5）实时伸长测量记录设备；（6）实时温度检测和记录设备；（7）实时数据采集和显示设备。
系统应具有电机或液压伺服加载单元，能作用和测量拉、压力至少500N，制动行程20mm，包括荷重传感器和加荷栓的系统刚度至少3MN/m。
设备应有一个测量和控制夹具分离的传感器和提供一个分辨率为1μm的应变控制反馈信号。
系统应具有通过固定在加荷栓间的位移传感器或测量试件伸长的非接触式伸长机计闭环控制能力，并精确到指令的伸长速率的1%。
6.1.1具有温度控制的拉力加载仪器要求——能控制位移至少能产生500N荷载，有加荷框架，加荷架应安放在桌上。
加载应在试件拉伸平面直接拉伸。
如果使用液体冷却系统夹具系统（加荷拴和板）应完全浸在冷却液中。
夹具系统应在冷却液表面以下至少25mm。
通过直接拉伸试件板来施加荷载，荷载框架的加载点（加荷拴之间）的距离应能放下试件总长度至少100mm，图1。
如果使用空气环境箱，试验架应有两根立柱并具有足够的净空容纳隔热温度控制箱。
6.1.2试件夹具系统——夹具系统必须产生一个自调对准单轴试验荷载，并接受6.2.1.1叙述的端板，设计应能使试件容易安装。
系统应包括两个夹具。
每个夹具应包括一个特殊形状的栓，牢固地安装在试验板的加载板上。
图2显示典型的夹具和加荷拴组件，试件中一个夹具应固定保持静止，另一个夹头则应按要求伸长速率移动。
图2Superpave直接拉伸试验的加荷拴和夹具组装6.1.2.1试件端板——端板由G10酚醛塑料材料制成，其尺寸如图3、图4和图5所示。
黏结在试件两端将拉力荷载传递给沥青胶结料。
端板应由标准G10酚醛塑料板压制成。
每个端板有一个精密的机器开的孔并由一个304不锈钢环衬套。
衬套孔直径应为（10±0.05）mm，通过沥青胶结料试件和端板的黏结固定试件。
每个端板应安装到特殊形状的拴上组成夹具系统的一部分。
试件安装在夹具上通过端板定位在试验机上。
有必要使端板符合沥青胶结料的热膨胀系数，因为端板需要减少界面的收缩应力，否则会引起黏结破坏。
图3Superpave直接拉伸试验的端板插孔（图4显示插入端板孔的金属环尺寸）图4Superpave直接拉伸试验的插入端板孔的金属环（图3显示端板插孔）图5Superpave直接拉伸试验的金属环插入端板插孔6.1.3温度控制和试验箱——温度控制室应具有贮存12个试件的足够空间。
冷却箱温度控制范围，在没有沥青胶结料试件时，箱内所有部位的温度稳定在+6～-36℃范围内至少±0.1℃。
将室温试件放入冷却箱中，允许引起箱内温度与试验中目标试验温度和试件等温状态波动±0.2℃。
然而在试验中夹具之间的温度梯度不得超过0.1℃。
温度测量应由标定过放在试验区附近的铂电阻温度传感器（PRTD）来完成，PRTD应溯源到美国国家标准研究所（NIST），在+6～－36℃范围内用8个温度标定过的。
如果使用空气环境箱，那么可使用机械制冷或液氮制冷。
应有除湿系统以消除在箱内部、试件上或任何试验夹具上的霜冻。
环境箱应能在一个架上贮存至少12个试件，试件贮存架和试验箱底板和侧板隔热，因此，从环境箱侧板或底板传来的热不会影响贮存试件的温度。
如果使用空气环境箱，从标准化目的应有一个前门用于维修，并有一个手孔使操作员的手能伸进去把试件放在试件贮存架上、条件试件和试验中将试验件放置在夹具上。
手孔应设计为在操作过程中试验员的手伸进与拿出过程中，试验箱的温度变化±0.2℃。
观察窗应能起到观测试验安装和试验监测的作用。
试件伸长用激光观测，使用激光时要求试验箱两侧有光学玻璃窗，以让激光通过而不扭曲激光束。
6.1.4如果使用液体作为冷却介质，那么42%乙酸钾粉末和58%的脱离子水（重量比）混合物控制温度比较合适。
酒精会使沥青胶结料脆化（如在应力存在的情况下影响破坏性质），因此不应作为沥青胶结料试件破坏试验和温度控制的介质。
注1——购买的乙酸钾一般成分为50%乙酸钾和50%的脱离子中水组成的除冰剂液体混合物。
如果购买50：50商用除冰剂，可加脱离子水或蒸馏水直至达到相对密度为1.2375±0.0025，相对密度可用适当的比重计测量。
6.1.5荷载测量和记录仪器——荷载由荷重传感器测量，最小荷载500N，灵敏度为0.1N。
荷重传感器应按ASTM E4每年标定。
荷载和长度由数据采集监测，应该分别获得破坏荷载和长度百分之一的分度。
一旦试验开始，数据采集系统应能及时检测荷载引起试件长度的变化。
通过及时监测荷重传感器讯号与时间来做到此点。
荷载讯号相当于（2±0.3）N（门槛荷载）用于标记此时位移传感器的归零位置。
数据采集系统捕获峰值荷载的这一点，累计的从零读数到相应于峰值荷载这一点长度变化用于计算破坏应变。
一旦试验结束，仪器应能显示出破坏时的应变。
典型的峰值荷载变化范围在10～250N，这将取决于试验温度、性能等级、老化和胶结料来源。
应力和应变显示精确到0.1。
6.1.6伸长测量和记录仪——用位移传感器测量夹具之间试件的伸长。
位移传感器位移分辨力1.0µm应具有测量和控制夹具分离并提供伸长速率控制反馈信号的能力。
6.1.6.1如果数据采集单元包括IBM兼容计算机，它应具有3个A/D通道，一个用于荷载，一个用于伸长，另一个用于温度。
数据应贮存于ASCII格式。
6.1.6.2应力-应变曲线显示——数据采集和显示系统应具有显示应力-应变曲线的能力，应力以MPa计，应变以百分率计。
这个可以用数据采集系统计算机屏幕或X-Y记录仪完成。
如果记录仪是伏特单位，在这种情况下试验文件中应含有对于X-Y轴MPa/伏特和百分应变/伏特标定系数。
6.2试模——试模应由铝制成，试模尺寸如图6所示，隔离剂和涂有特氟隆隔离纸如7.2和7.3所示，应能防止制模时沥青胶结料黏结在铝模侧板和底板上。
隔离纸也用于防止沥青胶结料黏结在试模底板上。
图6Superpave直接拉伸试验的试模6.3试件贮存板——在空气制冷环境箱中，树脂玻璃PlexiglaoTM，Telflon®或其他塑料板用来转移和贮存试件。
