2019年初
新版公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程JTG E20
征求意見稿發布
在新規范中新增了29種瀝青混合料的試驗方法，我們與上篇一樣，首先通過一張表格來概況這些新方法和配套的試驗設備?！ ?/p>
我們在上篇瀝青測試部分中是按照試驗方法的順序進行逐一介紹，但在混合料試驗部分，因為有多種試驗方法均可以使用同樣的設備完成，所以我們是按照新增設備來進行介紹，并介紹這些設備可以完成哪些試驗。
Corelok真空密度測試儀
完成試驗：T0762壓實瀝青混合料密度試驗（真空密封法）
參考標準：該方法實際在2011年版本規程中的T0707壓實瀝青混合料密度試驗（蠟封法）的附錄中已經進行介紹，國內多年來已經有大量的用戶開始用這種方法進行密度測試。
標準的Corelok配置中包括真空密封儀主機、兩種尺寸，可以計算密度的聚合物密封袋各100個以及溢流水箱、掛鉤等（不含天平）。同時推薦大家選購一款配套設備來提高測試效率：CoreDry真空密封儀，該設備可以在15分鐘內快速去除試件的水分，得到干燥的試件，這比規范中推薦的用電風扇吹干12小時以上直至恒重的方法節省了大量的時間，也大幅度節省實驗室的電力消耗。
APA路面分析儀
完成試驗：T0765 瀝青混合料車轍試驗（APA）
參考標準：美國AASHTO T340標準
在美國，車轍試驗方法主要有2個標準，一個是AASHTO T340不銹鋼輪碾壓充氣軟管對試件加載的APA方法；另一個是AASHTO T324不銹鋼輪直接在高溫水浴中碾壓試件的漢堡車轍試驗方法。在美國的50個州中，有41個州在使用APA路面分析儀進行試驗。
標準的大型APA路面分析儀是一種多功能的車轍儀，可以在一臺設備上同時測試3個梁型試件或6個圓柱體試件；從試驗方法上看，可以通過更換測試輪完成T0765 APA方法的車轍試驗，或T0766 漢堡方法的車轍試驗；通過更換試模，還可以進行疲勞試驗；通過調節充氣軟管的氣壓和加載輪的活塞荷載還可以模擬大型飛機對機場跑道的荷載作用，美國FAA聯邦航空管理局的實驗室就是使用了這種改造的APA路面分析儀來進行大飛機的模擬。
注：美國PTI公司之所以將其命名為APA路面分析儀，而不是車轍儀，是因為這款設備可以大范圍調節溫度、試件尺寸、輪胎類型、接觸壓強、測試頻率等幾乎各種氣候-交通荷載條件，不僅可以評估瀝青混合料的抗車轍性能，還可以評價抗水損害能力，抗疲勞性能，抵抗重載交通的性能，甚至還可以評估低溫抗磨耗性能，稀漿封層微表處的車轍性能等等。
因為大型的APA路面分析儀價格昂貴，所以其制造商美國PTI公司將標準版進行簡化，提供兩種其他型號的選擇：其一為功能單一的APA車轍儀（僅滿足T0765試驗標準或僅滿足T0766漢堡車轍試驗標準）；其二為小型化的APA Junior型車轍儀，一次可以測試兩組梁型試件或4個圓柱體試件。
漢堡車轍儀
完成試驗：T0766瀝青混合料車轍試驗（漢堡車轍）
參考標準：美國AASHTO T324標準
需要強調的是：漢堡車轍試驗方法最初由德國Helmut-Wind Incorporated of Hamburg公司在1970s提出并研發。在之后的40年里，因為這種方法在全世界得以普及，尤其是經美國聯邦公路局制訂了AASHTO T324試驗標準得以發揚光大，反而在發源地德國，這種試驗方法反而已經不在EN 12697-22 車轍試驗標準列明的小型、大型和超大型車轍試驗方法之中。
與其他英國、美國、日本、澳大利亞、法國等地的車轍試驗方法不同的是：漢堡車轍試驗方法要求使用不銹鋼輪碾壓浸沒在高溫水浴中的瀝青混合料試件，測試結果不僅可以用于評價抗車轍性能，還可以通過剝落拐點評價混合料的抗水損害性能。
鑒于漢堡車轍試驗方法具有全球范圍的影響力，得到業界同仁的廣泛認可，因此目前世界上諸多的設備制造商均在按照AASHTO T324試驗標準要求生產漢堡車轍儀。在眾多品牌的漢堡車轍儀中，目前功能最多，技術最先進，性價比最高的一款是意大利CONTROLS的雙輪式多功能漢堡車轍儀。
CONTROLS這款漢堡車轍儀除了可以完成T0766漢堡車轍試驗外，還可以通過更換測試輪，調整配重和碾壓速度，按照軟件內置的程序按照T0719車轍試驗方法進行試驗。同時，兩個測試輪都通過獨立的伺服馬達進行控制，其中一個試件提前達到預設的目標車轍深度時可以自動提升而不影響另一個試件的試驗。伺服馬達控制也可以提供正弦波荷載，高達 80℃的控溫范圍滿足夏季路表高溫的模擬，試件變形通過高精度的LVDT傳感器進行采集，基于Windows操作系統的測試軟件也非常人性化，便于操作。
UTM路面材料多功能試驗機
新規范中，多功能路面材料試驗機（以下簡稱UTM）被提到了更高的地位。在新增的試驗方法中有多達11個試驗方法均可以通過UTM完成，再加上現行規范的5個試驗方法，總計有16個試驗方法可以在UTM上完成，這些試驗方法還不包括馬歇爾穩定度、劈裂這種更適合在馬歇爾試驗儀或路強儀上執行的試驗。
16個試驗方法：T0715 三點彎曲試驗，T0718抗剪強度試驗（三軸壓縮法），T0728 三點彎曲蠕變試驗，T0738單軸壓縮動態模量試驗，T0739四點彎曲疲勞壽命試驗以及表1中的11種新試驗方法。
限于篇幅的原因，我們不再對這11種新方法逐一介紹，我們推薦大家選擇澳大利亞IPC多功能路面材料試驗機（現被意大利CONTROLS集團收購為全資子公司）。IPC的UTM在全球已經有500多個用戶（液壓系統300個以上。氣壓系統200個以上），其中在中國有超過60臺UTM在使用中，是世界上用戶數量最多的路面材料試驗機品牌。我們可以在IPC的UTM上執行現行標準所有的測試，同時基于IPC最新發布的新一代IMACS2控制和數據采集系統和UTS
Neutron（中子）研發級試驗軟件，我們還可以不斷擴展其試驗功能，通過加工新的試驗夾具、開發新的試驗程序、外接其他的加載模擬系統和數據采集系統使其可以完成從日常質量控制到尖端研究的所有測試需求。
AMPT瀝青混合料性能分析儀和AST瀝青混合料標準試驗儀
UTM毫無疑問是一種功能強大的，基本可以完成所有試驗的設備，但體積、價格都制約了其普及到現場工地實驗室中去進行工程質量控制。因此，美國NCHRP 9-19和9-29研究項目組織開發了一種簡單的多功能測試設備，最初稱為SPT簡單性能試驗機，現在稱為AMPT瀝青混合料性能試驗儀。這種設備可以更方便、快速的測試瀝青混合料的動態模量、通過流值次數和流值時間來評價抗車轍性能；通過SVECD試驗、Overlay試驗、IDT間接拉伸疲勞試驗、SCB半圓彎曲裂縫擴展試驗等來評價疲勞性能。
但這種設備在降低了造價、減小體積重量、提高試驗便捷程度的同時，還存在一些天然的弊端：
1、最大加載能力不超過20kN；
2、三軸室的尺寸制約了所能容納試件的尺寸，無法進行棱柱體梁、梯形梁的試驗；
3、控溫范圍窄，無法從事零下低溫試驗。
為了解決部分這些問題，又在AMPT的基礎上開發了AST瀝青混合料標準試驗儀，用小型的溫控箱和小型的反力架取代了AMPT的三軸室，這樣執行棱柱體梁和梯形梁試驗就變得可能。
法標瀝青混合料試驗方法設備
我國企業近多年來在非洲承接了大量的海外公路工程施工項目，因為非洲很多國家曾是法國殖民地，因此當地的施工質量控制需要依照法國標準，為了讓更多的單位了解法國標準，新規范中收錄了法國瀝青混合料設計體系4個設計水平的7個主要試驗標準，這幾個試驗方法我們可以通過圖9來清晰的展示：
水平1
交通荷載較低的公路，需要通過旋轉壓實試驗進行空隙率的控制以及多烈士水敏感性試驗。其中旋轉壓實試驗需要使用滿足EN 12697-31試驗標準的旋轉壓實儀進行試驗，法國標準與美國標準的主要差別在于內部角，法國標準要求為0.82°，而美國是1.16°，其他指標經換算后基本一致；多烈士水敏感性試驗主要參考NF P98-251-1編寫，與美國的AASHTO T283試驗和中國的凍融劈裂試驗相比，法國認為直接壓縮破壞試驗的重復性和再現性都優于間接拉伸（劈裂）試驗，而且靜壓成型試件的空隙率完全可以通過質量和體積決定，變異系數顯著小于馬歇爾擊實成型。
水平2
交通荷載中等的公路，在水平1試驗的基礎上，增加車轍試驗評價抗高溫永久變形的性能。該部分規程主要參考EN 12697-33（成型）和EN 12697-22大型車轍試驗方法編寫，法國標準的特點是使用充氣輪胎的成型機和車轍儀進行試驗，以此來模擬真實的行車荷載。
水平3
交通荷載較大的公路，在水平1和2試驗的基礎上，增加模量試驗， 滿足設計模型的要求
水平4
交通荷載更大的公路，在水平1-3試驗的基礎上，增加疲勞試驗，預測路面的使用壽命。
水平3和水平4的試驗方法、試件尺寸和設備都是相同的，只是數據計算方法不同，水平3模量試驗的數據處理結果為動態模量｜E*｜及相位角φ，主要目的是用于路面結構設計；水平4疲勞試驗的數據處理結果為疲勞方程、疲勞壽命100萬次對應的失效應變ε6及疲勞試驗質量指數△ε6以及疲勞曲線關系式的斜率和相關系數等。這兩種試驗方法也可以在UTM多功能路面材料試驗機上執行，但是考慮到在這類設備中進行試驗時，一次僅能測試1個試件（COOPER的獨立式設備可以一次測試2個試件），而且疲勞壽命試驗時間很長，以100萬次為例，單個試件試驗至少需要11-12個小時（25Hz的加載頻率），同一種材料至少需要18個試件為1組，即9天日夜不停的連續試驗才能完成1組試驗，所以將會長時間占有UTM，所以我們強烈建議旨在開展這項試驗的用戶選擇獨立式設備進行試驗。
獨立式Overlay罩面層反射裂縫試驗儀
完成試驗：T0772瀝青混合料裂縫擴展性能試驗（OT法）
參考標準：美國Tex-248-F德克薩斯州交通部標準
該方法旨在通過測量臨界斷裂能和抗開裂指數來評價瀝青混合料抵抗疲勞和裂縫擴展的性能。該試驗可以在UTM、AMPT、AST等多功能試驗設備中操作，也可以使用獨立式的設備進行試驗。對于UTM試驗量較大的用戶來說，可以增加獨立式專用設備來提升試驗效率。我們推薦的這款英國COOPER獨立式Overlay試驗儀除了可以完成Overlay試驗外，還可以執行EN 12697-44 SCB半圓彎曲試驗和ASTM D7313 DCT碟形試件偏心拉伸試驗，通過多種基于斷裂能原理的方法來綜合判斷瀝青混合料抵抗裂縫擴展的性能。
獨立式低溫凍斷試驗機
完成試驗：T0776瀝青混合料低溫性能試驗（低溫約束應力法）
參考標準：美國AASHTO TP10和歐盟EN 12697-46 TSRST試驗標準
該方法同樣可以在UTM多功能路面材料試驗機上執行，但要求UTM的溫控箱具有低溫制冷的功能。國內部分早期UTM的用戶溫控箱的低溫極限為-20℃或-25℃，并不滿足低溫凍斷試驗的需求。更換原裝進口的低溫環境箱費用高昂，采購一臺獨立專用設備相比之下操作成本更低。所以，我們推薦用戶選購英國COOPER的獨立式低溫凍斷試驗機來執行這個試驗。英國COOPER公司收購了美國OEM公司（該方法的發明者和規范編寫組成員），并在OEM的基礎上對系統的軟硬件進行了升級，比早期系統操作更方便；通過功能擴展，還可以完成AASHTO UTSST草稿試驗方法和EN 12697-46中的其他低溫試驗方法。
其他新試驗方法
在新的規范中，還有部分新增試驗方法在實驗室原有的設備上或簡單加工一些工具即可完成試驗，這部分試驗包括：
以上即為JTG
E20新規范所有新增試驗方法和配套設備的介紹，希望通過我們的介紹，能讓大家更清楚如何升級您的實驗室以滿足新規范的要求。
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