T0711—2011瀝青混合料理論最大相對密度試驗（真空法）

1目的與適用范圍

1.1本方法適用于采用真空法測定瀝青混合料理論最大相對密度，供瀝青混合料配合比設(shè)計、路況調(diào)查或路面施工質(zhì)量管理計算空隙率、壓實度等使用。

1.2本方法不適用于吸水率大于3%的多孔性集料的瀝青混合料。

2儀具與材料技術(shù)要求

2.1天平:稱量5kg以上，感量不大于0.lg;稱量2kg以下，感量不大于0.05g。

2.2負壓容器:根據(jù)試樣數(shù)量選用表T0711-1中的A、B、C任何一種類型。負壓容器口帶橡皮塞，上接橡膠管，管口下方有濾網(wǎng)，防止細料部分吸入膠管。為便于抽真空時觀察氣泡情況，負壓容器至少有一面透明或者采用透明的密封蓋。

表T0711-1負壓容器類型

2.3真空負壓裝置：如圖T0711-1所示，由真空泵、真空表、調(diào)壓裝置、壓力表及干燥或積水裝置等組成。

2.3.1真空泵應(yīng)使負壓容器內(nèi)產(chǎn)生3.7kPa±0.3kPa(27.5mmHg±2.5mmHg)負壓;真空表分度值不得大于2kPa。

2.3.2調(diào)壓裝置應(yīng)具備過壓調(diào)節(jié)功能，以保持負壓容器的負壓穩(wěn)定在要求范圍內(nèi)，同時還應(yīng)具有卸除真空壓力的功能。

圖T0711-1 理論最大相對密度儀裝置

1-核查接口;2-調(diào)裝置;3-真空表;4-真空泵;5-干燥或積水裝置;6-負壓容器;7-壓力表

2.3.3壓力表應(yīng)經(jīng)過標定，能夠測定0~4kPa(0~30mmHg)負壓。當采用水銀壓力表時分度值1mmHg，示值誤差為2mmHg_;非水銀壓力表分度值0.1kPa，示值誤差為0.2kPa。壓力表不得直接與真空裝置連接，應(yīng)單獨與負壓容器相接。

2.3.4采用干燥或積水裝置主要是為了防止負壓容器內(nèi)的水分進入真空泵內(nèi)。

2.4振動裝置:試驗過程中根據(jù)需要可以開啟或關(guān)閉。

2.5恒溫水槽:水溫控制25℃±0.5℃。

2.6溫度計:分度值0.5℃。

2.7其他:玻璃板、平底盤、鏟子等。

3方法與步驟

3.1準備工作

3.1.1按以下幾種方法獲取瀝青混合料試樣，試樣數(shù)量宜不少于表T0711-2的規(guī)定數(shù)量。

表T0711-2瀝青混合料試樣數(shù)量

按照T0702的方法拌制瀝青混合料，分別拌制兩個平行試樣，放置于平底盤中。

按照T0701瀝青混合料取樣方法從拌和樓、運料車或者攤鋪現(xiàn)場取樣，趁熱縮分成兩個平行試樣，分別放置于平底盤中。

從瀝青路面上鉆芯取樣或切割的試樣，或者其他來源的冷瀝青混合料，應(yīng)置125℃±5℃烘箱中加熱至變軟、松散后，然后縮分成兩個平行試樣，分別放置于平底盤中。

3.1.2將平底盤中的熱瀝青混合料，在室溫中冷卻或者用電風扇吹，一邊冷卻一邊將瀝青混合料團塊仔細分散，粗集料不破碎，細集料團塊分散到小于6.4mm。若混合料堅硬時可用烘箱適當加熱后再分散，加熱溫度不超過60℃。分散試樣時可用鏟子翻動、分散，在溫度較低時應(yīng)用手掰開，不得用錘打碎，防止集料破碎。當試樣是從施丁現(xiàn)場采取的非干燥混合料時，應(yīng)用電風扇吹干至恒重后再操作。

3.1.3負壓容器標定方法：

(1)采用A類容器時，將容器全部浸入25℃±0.5℃的恒溫水槽中，負壓容器完全浸沒、恒溫10min±1min后，稱取容器的水中質(zhì)量m₁。

(2)B、C類負壓容器：

大端口的負壓容器，需要有大于負壓容器端口的玻璃板。將負壓容器和玻璃板放進水槽中，注意輕輕搖動負壓容器使容器內(nèi)氣泡排除。恒溫10min±1min,取出負壓容器和玻璃板，向負壓容器內(nèi)加滿25℃±0.5℃水至液面稍微溢出，用玻璃板先蓋住容器端口1/3,然后慢慢沿容器端口水平方向移動蓋住整個端口，注意查看有沒有氣泡。擦除負壓容器四周的水，稱取盛滿水的負壓容器質(zhì)量為m_b。

小口的負壓容器，需要采用中間帶垂直孔的塞子，其下部為凹槽，以便于空氣從孔中排除。將負壓容器和塞子放進水槽中，注意輕輕搖動負壓容器使容器內(nèi)氣泡排除恒溫10min±1min,在水中將瓶塞塞進瓶口，使多余的水由瓶塞上的孔中擠出。取出負壓容器，將負壓容器用干凈軟布將瓶塞頂部擦拭一次，再迅速擦除負壓容器外面的水分，最后稱其質(zhì)童m_b。

3.1.4將負壓容器干燥、編號，稱取其干燥質(zhì)量。

3.2試驗步驟

3.2.1將瀝青混合料試樣裝入干燥的負壓容器中，稱容器及瀝青混合料總質(zhì)量，得到試樣的凈質(zhì)量m_a。試樣質(zhì)量應(yīng)不小于上述規(guī)定的最小數(shù)量。

3.2.2在負壓容器中注入25℃±0.5℃的水，將混合料全部浸沒，并較混合料頂面高出約2cm。

3.2.3將負壓容器放到試驗儀上，與真空泵、壓力表等連接，開動真空泵，使負壓容器內(nèi)負壓在2min內(nèi)達到3.7kPa±0.3kPa(27.5mm±2.5mmHg)時，開始計時，同時開動振動裝置和抽真空，持續(xù)15min±2min。

為使氣泡容易除去，試驗前可在水中加0.01%濃度的表面活性劑（如每l00mL水中加O.O1g洗滌靈）。

3.2.4當抽真空結(jié)束后，關(guān)閉真空裝置和振動裝置，打開調(diào)壓閥慢慢卸壓，卸壓速度不得大于8kPa/s(通過真空表讀數(shù)控制），使負壓容器內(nèi)壓力逐漸恢復。

3.2.5當負壓容器采用A類容器時，將盛試樣的容器浸入保溫至25℃±0.5℃的恒溫水槽中，恒溫l0min±1min后，稱取負壓容器與瀝青混合料的水中質(zhì)量（m₂)。

3.2.6當負壓容器采用B、C類容器時，將裝有瀝青混合料試樣的容器浸入保溫至25℃±0.5℃的恒溫水槽中，恒溫10min±1min后，注意容器中不得有氣泡,擦凈容器外的水分，稱取容器、水和瀝青混合料試樣的總質(zhì)量（m_c)。

4計算

4.1采用A類容器時，瀝青混合料的理論最大相對密度按式（T0711-1)計算。

                (T0711-1)

式中γ_t——瀝青混合料理論最大相對密度；

m_a——干燥瀝青混合料試樣的空中質(zhì)量（g);

m₁——負壓容器在25℃水中的質(zhì)量（g);

m₂——負壓容器與瀝青混合料在25℃水中的質(zhì)量（g)。

4.2采用B、C類容器作負壓容器時，瀝青混合料的理論最大相對密度按式(T0711-2)計算。

   (T0711-2)

式中：m_b——裝滿25℃水的負壓容器質(zhì)量（g);

m_c——25℃時試樣、水與負壓容器的總質(zhì)量（g)。

4.3瀝青混合料25℃時的理論最大密度按式(T0711-3)計算。

 ρ_t=γ_t×ρ_w    (T0711-3)

式中:ρ_t——浙青混合料的理論最大密度（g/cm³);

ρ_w——25℃時水的密度，0.997lg/cm³。

5修正試驗

5.1需要進行修正試驗的情況

5.1.1對現(xiàn)場鉆取芯樣或切割后的試件，粗集料有破碎情況，破碎面沒有裹覆瀝青。5.1.2瀝青與集料拌和不均勻，部分集料沒有完全裹覆瀝青。

5.2修正試驗方法

5.2.1完成3.2.5后,將負壓容器靜置一段時間使混合料沉淀后，使容器慢慢傾斜，

使容器內(nèi)水通過0.075mm篩濾掉。

5.2.2將殘留部分水的瀝青混合料細心倒入一個平底盤中，然后用適當水涮容器和0.075mm篩網(wǎng)，并將其也倒入平底盤中，重復幾次直到無殘留混合料。

5.2.3靜置一段時間后，稍微提高平底盤一端，使試樣中部分水倒出平底盤，并用吸耳球慢慢吸去水。

5.2.4將試樣在平底盤中盡量攤開，用吹風機或電風扇吹干，并不斷翻拌試樣。每15min稱量一次，當兩次質(zhì)量相差小于0.05%時，認為達到表干狀態(tài)，稱取質(zhì)量為表干質(zhì)量，用表干質(zhì)量代替m_a重新計算。

6報告

同一試樣至少平行試驗兩次，計算平均值作為試驗結(jié)果，取3位小數(shù)。采用修正試驗時需要在報告中注明。

7允許誤差

重復性試驗的允許誤差為0.011g/cm³，再現(xiàn)性試驗的允許誤差為0.019g/cm³_。

條文說明

采用本方法測定的瀝青混合料理論最大相對密度，供瀝青混合料配合比設(shè)計、路況調(diào)查或路面施工質(zhì)量管理計算空隙率、壓實度等使用。在原方法中規(guī)定采用真空度控制不是很合理，因為在不同海拔高度，真空度標準是變化的。對于同一設(shè)備，其真空泵抽取空氣的能力是一定的，在海平面上負壓為4kPa,對應(yīng)的真空度為97.3kPa,而在青海、西藏等高海拔地區(qū)，由于當?shù)卮髿鈮狠^低，真空裝置將負壓容器內(nèi)的負壓抽取到4kPa應(yīng)該更容易，但是在這些地方最大理論密度儀真空度儀表盤顯示的真空度往往達不到要求，即造成容器內(nèi)負壓達不到4kPa要求，如果試驗儀器沒有過壓調(diào)節(jié)裝置，此時容器內(nèi)負壓往往偏低，低于4kPa。因此，本次修訂時主要參考ASTMD2041—03A、AASHTO T209—05和日本道路協(xié)會鋪裝試驗法便覽3-9-5的方法，取消了用真空度控制標準，采用負壓容器內(nèi)的負壓控制。主要修改內(nèi)容有：

①原方法中抽真空時要求真空度達到97.3kPa(730mmHg)或負壓4kPa,現(xiàn)采用負壓容器內(nèi)的負壓為3.7kPa±0.3kPa(27.5mm±2.5mmHg)。這主要是由于目前國內(nèi)部分試驗儀實測負壓低于2kPa，而負壓過低容易器產(chǎn)生瀝青剝落，實測值偏大₃而最新版本的ASTMD2041—03A和AASHTOT209—05均規(guī)定采用負壓（即殘余絕對壓力）3.7kPa±0.3kPa(27.5mm±2.5mmHg)作為控制標準，因此修訂后的方法與ASTMD2041—03A和AASHTO T209—05是一致的。

②要求試驗儀應(yīng)具有壓力表和調(diào)壓裝置，并要求試驗儀的壓力表不得與真空裝置直接連接.表T0711-3為不同試驗室采用的理論最大密度儀情況?？梢钥闯瞿壳皣a(chǎn)儀器的壓力表均與真空泵直接相接，分度值一般為2~5kPa，精度太低，無法滿足3.7kPa±0.3kPa(27.5mm±2.5mmHg)要求。調(diào)壓裝置主要功能是當真空裝置抽真空太高，超過調(diào)壓閥的閾值時就會打開補償真空，使得負壓容器負壓穩(wěn)定。因此本次修訂明確這一要求。

表T0711-3不同理論最大密度儀的情況

 ③很多文獻認為現(xiàn)場鉆取芯樣或切割的試樣可能會產(chǎn)生粗集料破碎，使破碎面沒有裹覆瀝青；當瀝青與集料拌和不均勾時部分集料沒有完全裹覆瀝青等。這些情況易導致瀝青混合料實測的論最大相對密度偏大，需要進行修正試驗。ASTM和AASHTO的方法都采取了修正方法。為此，本次修訂明確了需要進行修正試驗的要求及方法。

對負壓容器的標定，老版本的ASTM要求對不同水溫作出負壓容器標定曲線，允許在一定溫度范圍內(nèi)測定，對于非25℃±1℃溫度條件下需要進行瀝青體積修正和水溫修正，得到標準溫度時的理論最大相對密度和理論最大密度，而2003年版的規(guī)范只規(guī)定在25℃±1℃范圍內(nèi)進行試驗，不要求溫度修正。日本的試驗方法也沒有要求作不同水溫的標定曲線。美國各州規(guī)定則不統(tǒng)一，絕大部分州要求嚴格按照25℃±1℃（或者25℃±0.5℃)進行試驗，有的甚至要求在25℃±0.2℃試驗?？偠灾?，在ASTM或AASHTO的規(guī)范里都指出，當每次試驗都應(yīng)進行容器標定，標定時的溫度值與試驗溫度值的差不得大于1℃時，就不需要作溫度標定曲線：由于最大理論（相對）密度，在配合比設(shè)計、現(xiàn)場質(zhì)量控制中非常重要，我國地域遼闊，各地室溫差異較大，特別是施工現(xiàn)場試驗室的溫度相差很大，因此本方法規(guī)定試驗應(yīng)嚴格在25℃±0.5℃進行，每次試驗都重新進行容器標定，無須對不同溫度作出標定曲線。

對聚合物改性瀝青，由于瀝青結(jié)合料黏度較大，即使分散到6mm以下的顆粒，內(nèi)部仍難免有較多的小氣泡，對測定結(jié)果有影響，所以歐洲認為對聚合物改性瀝青此方法是不合適的：我國的試驗結(jié)果也證明了這一點，因此對于改性瀝青混合料不采用此方法測定理論最大相對密度。

允許誤差要求是參考AASHTOT209—05的規(guī)定，并結(jié)合我國的實際情況提出的。ASTMD2041規(guī)定重復性試驗允許誤差為0.023g/cm³,再現(xiàn)性試驗允許誤差為0.044g/cm³。從試驗情況看，此允許誤差要求大寬。在美國，各州允許誤差均采用了AASHTO T 209—05的要求：

《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTGF40—2004)實施以來，真空法實測理論最大相對密度已成為標準試驗方法，我們在具體實施過程中應(yīng)該嚴格按照規(guī)程的方法進行試驗.