摘要

根據ASTM D70-09中的測試方法，瀝青密度的測量通常需要使用玻璃比重瓶，其分析條件非常繁瑣。本文依據這種方法，采用溫控型氣體置換法真密度儀AccuPyc II TEC和3.3 cc一次性鋁樣品杯對四種瀝青材料進行密度測試，并將測試結果與第三方實驗室在同一批樣品上采用ASTM中玻璃比重瓶法的結果進行比較。結果表明，兩種測試方法的密度結果僅相差0.003%至0.026%。

背景介紹

瀝青密度通常用于計算鋪路所需的瀝青量。瀝青混合物的均一性和質量決定了所鋪設道路的路面平整度和厚度均勻性。

目前，瀝青密度是根據ASTM D70-09中的方法使用玻璃比重瓶來測定。所用的比重瓶需要達到非常高的潔凈度，且沒有任何缺陷或瑕疵。測試還需要用到分析天平和水浴，首先使用比重瓶測得水的密度。然后加熱瀝青樣品，直到其足夠粘稠可以流動倒出。將瀝青倒入比重瓶中約四分之三的體積并稱重，之后加滿水再次稱重。由此根據ASTM的方法可算出25 ℃時瀝青的密度。需要注意的是，如果在測試過程中比重瓶有發生損壞，如破裂，則需要更換新的比重瓶并重新進行整個測試過程。

本文采用一種更為清潔、簡單的方法，使用溫控型氣體置換法密度儀AccuPyc II TEC和一次性鋁樣品杯，對四種瀝青樣品（樣品A、樣品B、樣品C、樣品D）進行了密度測試。作為對比例，第三方機構采用ASTM中的比重瓶法來進行相同瀝青樣品的密度測試。

密度測試

材料

• 氣體置換法真密度儀AccuPyc II TEC，3.3 cc一次性鋁樣品杯，高純氮氣

• 分析天平

• 烘箱

• 一次性塑料吸管

實驗過程

對于每個樣品，都準備了12個做好標記的3.3 cc一次性鋁杯。前11個樣品杯從1到11依次標記，第12個樣品杯標記為“Cal Cup”。“Cal Cup”是用作校準的樣品杯，需要用其質量和體積來校準在相同分析條件下另外11個樣品杯的體積。

當12個樣品杯都標記完成后，在調理步驟中，將它們放置于不低于163 ℃的預熱好的烘箱中，時間至少30分鐘。然后將所有樣品杯從烘箱中取出，讓其冷卻至室溫并稱重。稱重完成后再將1到11號樣品杯放回烘箱中備用，等待準備好的瀝青樣品的取樣。“cal cup”則用于AccuPyc的校準操作。

將裝有瀝青樣品的容器放入不低于163 ℃的烘箱中約一小時，或者直到瀝青變得足夠軟，可以用一次性塑料吸管吸取。瀝青樣品準備好后，用一次性塑料吸管將其等分試樣加入到1至11號鋁杯中。每個樣品杯約裝入二分之一到四分之三體積的瀝青樣品，操作時需要注意不要讓瀝青沾到鋁杯側面。然后，將裝好瀝青等分試樣的樣品杯重新放回烘箱中約一小時，以除去其中可能形成的氣穴。之后將這些樣品杯從烘箱中取出，冷卻至室溫并稱重。

AccuPyc測試的設置條件如下：

• 氣體：氮氣

• 吹掃次數：2

• 吹掃填充壓力：19.500 psig

• 分析次數：99

• 分析填充壓力：19.500 psig

• 平衡速率：0.0050 psig/min

• Peltier溫度設置：25.0 °C

接著，將“Cal Cup”放置到AccuPyc中，以體積為1.7671 cc的2.5 cm的精密鋼球作為校準物，采用標準程序對儀器進行體積校準。校準完成后，使用與測試瀝青樣品相同的參數創建一個“check standard”文件，然后將校準鋼球作為樣品進行分析，來驗證校準體積。接下來對每份瀝青樣品進行密度分析，并在文件名中標記好對應的樣品編號和樣品杯序號。

所有數據收集完成后，通過空樣品杯和“Cal Cup”之間的質量差除以2.7 g/cc（鋁的密度）來校準每個樣品杯的體積。然后再由樣品質量除以校準后的樣品杯體積即可算出瀝青密度。

結論

準確測量瀝青的密度對于道路鋪設的質量至關重要。對于上述4種瀝青樣品，采用AccuPyc II TEC密度儀測試的11個樣品的平均密度結果與第三方實驗室在同一批瀝青樣品上根據ASTM D70-09中所述的玻璃比重瓶法測得的密度值一致。由此看出，使用溫控型氣體置換法密度儀AccuPyc II TEC和3.3cc一次性鋁杯可以獲得瀝青密度結果。 

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