离心法测定沥青混合料用集料煤油当量的标准试验方法（D5148-10）

📋 概述与适用范围

ASTM D5148-10（2014年确认）是“离心煤油当量”（Centrifuge Kerosine Equivalent, CKE）的标准试验方法，由ASTM D04道路与铺路材料委员会管辖。本标准最初发布于1990年，上次修订于2010年，现行版本已获重新批准。CKE是热拌沥青混合料（HMA）配合比设计中关键的集料特性参数，尤其在Hveem稳定度设计法中用于衡量集料对沥青的吸收趋势。标准适用于沥青混合料中使用的粗集料与细集料，要求试样粒径不大于9.5 mm（3/8 in.）。通过离心分离后测量集料对特定油品的保留能力，间接获得集料表面粗糙度、孔隙吸收特性以及比表面积信息。本标准紧密关联其他ASTM标准：C127（粗集料密度与吸收率）、C128（细集料密度与吸收率）、C702（现场试样缩减方法）、D75（集料取样）、D3666（试验与检查机构最低要求）、D4753（天平选择与规格）以及E11（试验筛规格）和E832（滤纸规格）。本标准的独特之处在于提供了粗、细两档集料的差异化评价方案，并引入“K因子”体系将吸收性、表面粗糙度等物理效应定量化。CKE结果可直接用于预估沥青最佳用量，并常与集料抗剥落性能、空隙率等参数联用。

⚙️ 试验原理与方法

试验核心原理：利用离心力使集料颗粒表面的油膜脱离，保留在集料中的油量取决于颗粒的内部孔隙和表面微纹理。粗集料（C）使用SAE No. 10 号机油（或经比较试验验证的Shell Tellus No. 100 油），细集料（F）使用普通煤油，以适应不同粒级集料对流体粘度和渗透性的需求。操作流程：首先将集料按D75取样，并用C702缩减至试验用量；将试样通过9.5 mm（3/8 in.）和4.75 mm（No. 4）筛分为粗组（C）与细组（F）。粗集料在105 ± 5 ℃下烘干至恒重，冷却后浸入SAE 10 油中充分饱和（温度控制在25 ± 2 ℃），静置10分钟后取出，置于离心机滤纸（符合E832）衬套中，在设定转速（一般为3600 r/min）下离心10分钟，称取残余油质量，计算保留质量百分比。细集料则采用煤油替代SAE 10 油，步骤与粗集料一致，但需额外测定表面面积（SA）：根据各筛号的通过百分率乘以其对应的表面面积因子（标准表分别列出从No. 4至No. 200筛的因子），总和除以100得到SA。基于保留百分率和SA，通过标准给出的经验公式计算Kc（粗）、Kf（细）及Km（组合）值。设备要求：恒温烘箱、离心机（可调速并配定时器）、天平（精度0.01 g，符合D4753）、标准筛（符合E11）及规定的滤纸。试样制备必须严格避免污染，且每一试验需进行平行双样。

📊 技术参数与指标

以下是标准中集料分类界限和油品替代关系的汇总，以及表面面积计算符号体系。所有数值应符合ASTM规程要求。

在实际操作中，保留百分率需精确至0.1%，表面面积（SA）以ft²/lb（或m²/kg）表示。标准规定粗、细两部分的K值应各取两次测定的平均值，若两次结果相对偏差超过5%须重新试验。

🔬 工程应用与注意事项

CKE在工程项目中主要用于沥青混合料配合比设计的集料评价环节。工程师依据CKE值估算最佳沥青用量（通常与稳定度、流值等联合使用），并判断集料是否属于“高吸收性”或“低吸收性”。高CKE值（例如粗集料Kc大于1.5）意味着集料孔隙多、表面粗糙，需增加沥青用量以保证有效沥青膜厚度；低CKE值则表明集料致密光滑，可适当减少沥青。在路面施工质量控制中，进场集料需定期抽测CKE，以监控材料变异性。常见问题包括：试样缩分不均匀导致结果离散性大；油品长期暴露氧化后粘度改变；离心机转速波动未校准；滤纸选择不当（过厚影响分离效果、过薄易破裂）。质量控制要点是：每日试验前检查离心机转速（±50 r/min以内），使用有效期内的SAE 10油（或已获批准替代油），确保滤纸符合E832规范，并用标准参考集料（如已知保留率的玻璃珠）进行期间核查。此外，由于煤油易燃且挥发性强，试验环境须通风良好，操作人员应佩戴护目镜和耐油手套。

❓ 常见问题解答