R28-02 用压力老化容器(PAV)加速沥青胶结料老化的标准实践.pdf
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R28-02用压力老化容器（PAV）加速沥青胶结料老化的标准实践1适用 范围1.1本标准实践叙述了用加压的空气和高温的方式对沥青胶结料进行加速老化（氧化）的方法目的是使用从 T240(RTFOT)旋转薄膜烘箱老化残留物来模拟沥青胶结料在道路使用过程 中发 生的 氧化 老化 1.2在道路的使用期间，沥青胶结料的老化受混合料体积性质、混合料渗透性、集料性质和其 他与 混合 料相 关的 多种 变量 因素 的影 响本 试 验目 的是 评价 不同 混合 料变 量在 选定 的 老化温 度和 压力 条件 下不 同沥 青胶 结料 氧化 老化 的相 对抗 力 1.3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 文件2.1.ASHTO标准M231用于 材料 测试 的称 量设 备320沥青 胶结 料性 能分 级规 范T179加热 和空 气对 沥青 材料 的影 响（ 薄膜 烘箱 试验 ）T240加热 和空 气对 沥青 旋转 薄膜 的影 响（ 旋转 薄膜 烘箱 试验 ）2.2.ASTM标准E220通过 比较 技术 标定 热电 偶的 方法2.3.德国 工业 标准 DIN标准43760热电 偶标 定标 准化3名词 术语定义3.1沥青 胶结 料 (asphaltbinder） — — 以石 油渣 油生 产的 沥青 为基 础， 添 加 或未 添加 非颗 粒 有机改 性剂 的胶 结材 料。
3.2现场 使用 (in-service)— — 指路 面中 的沥 青胶 结料 受时 间、交 通 量和 环境 综合 影响 的一 种老化 结果 4方法 概要首先用 T240(RTFOT)试验 方法 对沥 青胶 结料 进行 老化 试验 将 RTFOT得到 的残 留物 放 在具有规定厚度的标准 FT(179)不锈钢盘中，在 2.1MPa空气压力的压力容器中在规定的老化 温度 下老化 20h 根 据 沥青 胶结 料等 级选 择老 化温 度 最 后将 残留 物进 行抽 真空 清除 气泡 5意义 和用 途5.1设计的此试验方法是用来模拟道路在使用过程中沥青胶结料的氧化老化这个条件方法得 到的 残留 物可 用来 估计 使用 5～ 10年在 现场 使用 后沥 青胶 结料 的物 理或 化学 性质 5.2R28老化 的沥 青胶 结料 用于 测定按 M320规范 确定 的性 质这 个 条件 步骤 前，用 RTFOT试验对沥青胶结料进行老化原样沥青， RTFOT和这个试验的残留物用于测定按 M320规范确 定的 性质 5.3在本试验方法中，针对不同等级或不同来源的胶结料，老化时间和温度与道路使用中老化 时间 和温 度之 间并 没有 唯一 关联 。
因 此 ， 对 于 一定 的使 用气 候条 件， 不 可 能选 择一 个 单一的 PAV老化 时间 和温 度来 预测 在特 定的 使用 条件 下所 有沥 青胶 结料 的性 质5.4在 PAV中不 同的 老化 温度 下， 不同 沥青 胶结 料的 相对 硬化 程度 是变 化的 因 此， 在一种温 度下 两种 不同 的沥 青也 许有 相似 的老 化程 度， 但在 另一 种温 度下 老化 程度 就会 不同 6设备6.1试验系统由一个压力容器、压力控制装置、温度控制装置、压力和温度测量装置和温度记 录系 统组 成（图 1）6.1.1压力容 器 — — 不锈钢 压力 容器 设计 的操 作压 力为 在（ 2.1± 0.1） MPa和操作 温度 为90～ 110℃ 之间 ， 其 内 部尺 寸应 足够 容纳 10个 TFOT盘和 托盘 架压 力 容器 应包 括一 个托 盘架， 这个 盘架 可以 水平 放置 10个 TFOT不锈 钢盘 ，以 使沥 青胶 结料 膜厚 度在 整个 盘内 厚度变化不超过 0.5mm 设计的托盘架应使托盘架、盘和沥青胶结料在老化试验温度下容易放入和 取出 图 2显示 了容 器、 盘和 盘架 ，规 定的 尺寸 要求 。
注 1— — 压力 容 器 可 以 是 一 个 放 置 在 用 来 对 沥 青 胶 结 料 进 行 条 件 作 用 的 强 制 鼓 风 烘箱中的 单独 设备 或是 作为 整个 温度 控制 系统 的一 部分 （ 例 如， 对 容 器进 行直 接加 热、 用 一 个 附加永 久的 加热 单元 围绕 在容 器周 围进 行加 热、 用强 制鼓 风烘 箱或 液体 油浴 进行 加热 ）图 1— — 典 型 的 PAV试 验系统示意图图 2在 代表 性 PAV表 示盘和铂电阻传感 器 位置示意图注： 1.距离 a控制了盘的水平， 托 盘架应有 3个或更多支承点 距离 a， 从 每个托盘支承点到盘底部 （ 架的顶部或支承点） 应 控制到 ± 0.5m m ， 这 是要求保证容器底部要水平， 这样才能保证胶结料膜在整个盘 内厚度变化不超过 ± 0.5m m 2.距离 b温度传感器任何测量部位要距离容器表面 ≥ 10m m 3.距离 c应 ≥ 12m m 6.1.2压力 控制 装置6.1.2.1减压 阀是 用来 防止 在老 化试 验中 压力 超过 2.2MPa6.1.2.2压力调节器有能力将容器中的压力控制到 ± 1%，有能力足以降低压缩气源的气压使在 试验 过程 中容 器负 载的 气体 压力 维持 在（ 2.1± 0.1） MPa。
6.1.2.3缓速 排气 阀是 让容 器中 的压 力在 完成 条件 过程 后， 将 2.1MPa的压 力在 （ 9± 1） m in内大 致线 性地 减压 速率 降到 当地 大气 压力 6.1.3温度 控制 装置 — — 如 6.1.3.1或 6.1.3.2中描 述的 温度 控制 装置 用于 保持 老化 过程 中压力容 器内 部温 度稳 定在 老化 温度 的 ± 0.5℃ ， 数字 比例 控制 器用 来控 制特 定的 试验 温度 6.1.3.1强制 鼓风 烘箱 或油 浴 （ 1） 有 能 力在 2h内使 加入 的试 样在 没有 压力 的容 器达 到要 求的条 件温 度的 ± 0.5℃ ， 并 用压 力容 器内 部电 阻式 温度 探头 RTD记 录 温 度 ；（ 2） 保 持 压力 容器内 部各 点温 度在 老化 温度 ± 0.5℃ 烘 箱 应该 具有 足够 大的 尺寸 ， 当 将 容器 放在 烘箱 中时 ，允许 鼓风 使空 气在 压力 容器 周围 自由 流动 在 烘箱 底板 上方 应有 一个 支座 或支 架来 调整 水 平承放 有试 样的 压力 容器 （即 保持 老化 盘中 试样 膜厚 度在 规定 的允 许范 围内 ）。
6.1.3.2具有整 体式 温度 控制 系统 的压 力容 器应 该具 备如 下能 力：（ 1）根据 压力 容器 内部RTD温度 记录 ， 应在 2h内将 压力 容器 达到 要求 的条 件温 度 ± 0.5℃ ；（ 2） 保 持压 力容 器内 部各点 温度 在老 化温 度 ± 0.5℃ 6.1.4温度 和压 力测 量装 置6.1.4.1用精 确到 0.1℃ ，满 足或 等同于 DIN标准 43760（ ClasA）的 铂电 阻（ RTD）测量压 力容 器内 部的 温度 RTD作为 一个 整体 部件 应用 一个 万用 表或 电流 计进 行标 定注： 2— — RTD或温 控 器 和 它 的 仪 表 可 以 由 制 造 商 或 服 务 商 进 行 标 定 温 度 按 ASTME220规范 确定 用 由 美国 国家 标准 和技 术研 究所 （ NIST） 溯 源的 ASTM94C玻璃 水银 温 度计与 RTD的读 数来 进行 校验 一 个带 有搅 拌功 能的 液体 浴用 于标 定热 传感 器 将具 有合 适测量 范围 的水 银玻 璃温 度计 和温 度探 头放 入搅 动的 水浴 内用 橡 皮筋 或橡 皮圈 把玻 璃温 度 计和温 度探 头捆 在一 起。
让 水 浴、温 度 探头 和温 度计 达到 热平 衡并 记录 玻璃 温度 计的 温度 和 热传感 器的 读数 ，在 标定 的过 程中 水浴 变化每 m in不超过 0.1℃ 6.1.4.2温度 记 录 装 置 — — 用一 个 纸 带 图 记 录 仪 或 其 他 数 据 采 集 系 统 在 整 个 老 化 过 程 中将记录 温度 并准 确到 0.1℃ 也 可以 选用 只记 录最 大和 最小 温度 的电 子装 置（ 准确到 0.1℃ ）6.1.4.3在老 化过 程中 ，压 力表 能将 压力 容器 内部 的压 力测 量准 确到 ± 1%以内 6.2不锈 钢盘 — — 10个满足 T179试验 方法的 TFOT的标 准不 锈钢 盘6.3天平 — — 符合 规范 M231， ClasG2级要 求的 天平 6.4真空 烘箱 — — 具有 能将 温度 维持 最高 到（ 180± 5） ℃ 的精 度和 具有 1.0kPa绝对 真空 压力的 真空 烘箱 6.5真空 系统 — — 能产 生并 维持 在低 于 15kPa的绝 对压 力的 真空 系统 合 适的 真空 系统 应包括 一个 真空 泵、 一个 吸气 器或 家用 真空 系统 。
7试验 材料商业 瓶装 或等 同的 空气 8危害当准 备老 化试 件和 从压 力容 器中 移走 残留 物时 ，用 标准 试验 室安 全规 程处 理热 沥青 胶 结料 当提 取压 力容 器时 需特 别小 心 9标定 和标 准化9.1温度 探测 器 — — 至少每 6个月 用标 定过 的温 度计对 RTD的标 定进 行校 验， 温 度 精确 到0.1℃ 9.2压力 表 — — 至少每 6个月 将压 力表 标定到 1%的精 度注 3— — 通常 由生 产商 和商 业标 定服 务商 来进 行压 力表 的标 定通 过 另一 个标 定过 的 压力测 量装 置对 规定 压力 要求 的压 力表 的连 续稳 定性 ，应 进行 定期 校验 9.3通过几次试验来确定对压力容器作用压力的最佳温度把托盘架和空盘放入容器，增加温 度到 老化 温度 当 压 力容 器内 温度 在老 化温度 10℃ 以内 时作 用 （ 2.1± 0.1） MPa的空 气压力 记 录 作用 压力 后温 度的 增加 至 少 进行 这个 操作 3次， 取 平 均增 加的 温度 用于 进行 老化试 验时 对容 器作 用压 力的 温度 。
10试验 方法10.1根据 T240（ RTFOT）旋转薄膜烘箱试验方法对沥青胶结料进行条件试样并记录质量变化 10.2将所有 RTFOT瓶中残留物倒入一个容器中，搅拌混合，然后将残留物转移到 TFOT盘中用于 PAV试验，允许将容器中的残留物冷却到室温，盖上盖子，储藏在室温下，用于今后进行 试验如果进行试验的沥青胶结料冷却到室温，在倒入 TFOT盘中前，将它加热 到足 够流 动搅 拌和 倾倒 当从 RTFOT瓶中 取样 时， 允 许 刮瓶 以获 取充 足的 样品 为今 后使用 刮 瓶并 不为 当前 T240规范 所允 许 如果 使用 了刮 瓶样 品， 在试 验结 果中 注明 10.3将托 盘架 放在 压力 容器 内部 如 果 使用 烘箱 ， 将 压 力容 器放 在烘 箱中 如 果 使用 整 体式温 度控 制的 压力 容器 ，打 开加 热器 选 择老 化温 度和 与选 定老 化温 度对 应的 预热 温度 注 4— — 如果 为了 检验 ASHTOM320的 符 合 性 ，从 M320表 1中选 择合 适的 老化 温 度 注 5— — 将容 器预 热到 高于 老化 温度 10～ 15℃ ，以 减 少在 装载 过程中 PAV温度 的降 低 ，以使 之达 到平 衡温 度和 装载 后达 到最 少要 求的 老化 。
