DB13/T 2021-2014 公路工程沥青混合料热物理参数测试规程

ICS03.220.20

R04

DB13

河北省地方标准

DB13/T2021—2014

公路工程沥青混合料热物理参数测试规程

StandardTestMethodsofThermalPhysicalParametersfor

HighwayBitumenMixtures

2014-06-05发布2014-06-30实施

河北省质量技术监督局发布

DB13/T2021—2014

前言

本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。

本规程由河北省交通运输厅提出。

本规程起草单位：石家庄市交通运输局、西安建筑科技大学、河北省交通运输厅公路管理局、河北

高速公路邢汾管理处、河北省道路结构与材料工程研究中心。

本规程起草人：李彦伟、张倩、杜群乐、赵永祯、石鑫、李作恒、李江海、王联芳、赵文忠、谢来

斌、张尚龙、张永利、李鹏、韩建收。

I

DB13/T2021—2014

公路工程沥青混合料热物理参数测试规程

1范围

本规程规定了公路工程沥青混合料导热系数、导温系数、比热容测试方法及沥青比热容测试方法。

本规程适用于各种沥青混凝土和沥青碎石混合料。

2规范性引用文件

下列文件对本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T10297非金属固体材料导热系数的测定热线法

JTGE20公路工程沥青及沥青混合料试验规程

3术语与定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

热流密度

单位时间单位面积截面传输的热量，又称热通量，单位为J/(m2.s)。

3.2

导热系数

反映材料导热能力的物理量，是在一定时间内，一定温差下，通过一定厚度和一定面积材料的热量。

数值上等于热流密度与温度梯度之比，即在单位温度梯度作用下沥青混合料内所产生的热流密度，又称

热导率，单位为W/(m·K)，用表示。

3.3

导温系数

反映温度不均匀的沥青混合料中温度均匀化速度的物理量，数值上等于导热系数与密度和比热容的

乘积之比，也称热扩散率或热扩散系数，单位为m2/s，用表示，可由下式计算：

c

式中：

——导热系数，W/(m·K)；

——密度，kg/m3；

c——比热容，kJ/(kg·K)。

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3.4

比热容

表征物质的热惯性，数值上等于单位质量的沥青混合料或沥青温度升高1℃所需吸收的热量，单位

为kJ/(kg·K)，由下式表示：

Q

c

mT

式中：

c——比热容，kJ/(kg·K)；

Q——物体吸收的热量，kJ；

m——物体的质量，kg；

T——物体吸热后温度的上升值，K。

4沥青混合料导热系数测试方法

4.1原理

本规程采用瞬态热线法测试沥青混合料导热系数。热线法是测定材料导热系数的一种非稳态方法。

其原理是在匀温的试样中放置一根电阻丝，即所谓的“热线”，当热线以恒定功率放热时，热线及其附

近试样的温度将会随时间升高。在试验过程中，测量热丝的温升随时间对数变化的关系就可以根据式（1）

确定试样的导热系数。

q

…………（1）

4dTid/dlnt

式中：

——导热系数，W/(m·K)；

q——电阻丝发热量，kJ；

Tid——电阻丝的温升，K；

t——加热时间，s；

——电阻丝的升温对时间对数的导数，表示电阻丝温升随时间变化的快慢程度。

dTiddlnt

4.2仪具与材料

4.2.1导热系数测定仪，示意图见图1。技术参数要求：测量范围为0.005W～20W/（m×K），分辨率

为0.005W/（m×K）；电源为220V/50Hz；试验环境温度可为常温，也可根据需要设定，非常温的试验

温度需在环境箱中实现。

4.2.2热线感应器探头，技术参数要求：发热功率为5w～10w，测温范围为-20℃～100℃，长度为30mm。

4.2.3砝码2个，每个100g。

2

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图1沥青混合料导热系数测试装置示意图

4.3方法与步骤

4.3.1试样制备

本试验采用室内成型的沥青混合料圆柱体试件，或采用工程现场钻芯、切割等方法获得的沥青混合

料试件。现场钻芯取样应按照JTGE20中T0710方法进行，直径不小于50mm。将制作好的沥青混合料圆

柱体试件沿试件中部切割成两个大小相同的圆柱体试件，两个试样为一组进行测试。轮碾仪成型的车辙

板试件可切割成两个100mm×50mm×50mm的长方体，两个试样为一组进行测试。两个试样的切割尺寸可

随沥青混合料公称最大粒径尺寸的增加适当增加。试件表面应除去浮粒，可用无水乙醇进行擦拭清洗，

室温存放，保持表面清洁、干燥。

4.3.2测试步骤

4.3.2.1试验时，试件应处在一个恒定的温度环境下，试验室温度变化控制在±2℃以内。

4.3.2.2取其中一块试样平置于试验台，将热线感应器探头放在试样切割面中心，然后将另一块试样

的切割面完全覆盖在探头上，其上放置砝码，使试样与热线感应器之间接合紧密。

4.3.2.3打开电源，开启导热系数测定仪及计算机，启动测试软件，设置每组测试时间为3min。

4.3.2.4在1.3V～4.0V范围内选择适当加载电压。加载电压由最小值开始施加测量，逐渐增大，当观

测软件中的温升曲线趋于平缓时，保持该加载电压不变。

4.3.2.5点击开始测试，试验过程中计算机实时给出热线感应器探头温度随时间的变化曲线。一组试

样至少连续测试5次，测试结束后，保存文件。

4.4结果计算

试验测试软件从热线感应器探头温度随时间变化曲线中回归得到斜率dTid/dlnt，并从软件读取

热线感应器探头电阻丝发热量q，由式（1）计算沥青混合料导热系数，精确至0.001W/(m·K)。

4.5试验报告

3

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4.5.1当一组测值中的某个测定值与平均值之差大于标准差的k倍时，该测定值应予舍弃，并以其余

测定值的平均值作为试验结果。当测试次数