路面工程试验检测(一)精选文档.ppt

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1、路面工程试验检测 (一)本讲稿第一页，共五十三页第六章 路面工程试验检测哈尔滨铁道职业技术学院本讲稿第二页，共五十三页第一节 施工准备阶段路面工程的试验检测内容n分类：水泥混凝土路面试验检测 沥青混凝土路面试验检测本讲稿第三页，共五十三页水泥混凝土路面试验检测w1、细集料试验检测w2、粗集料试验检测w3、水泥常规试验检测w4、混凝土配合比设计本讲稿第四页，共五十三页水泥混凝土路面特点：w水泥混凝土路面的强度很高，使用寿命长，且节省油耗。w缺点在于，其属刚性路面，汽车行驶颠簸，舒适性差，且维修养护费用高。本讲稿第五页，共五十三页普通混凝土配合比设计适用施工方法：1、滑膜摊铺机.图片水泥施工滑膜摊

2、铺机.bmp2、轨道摊铺机3、三辊轴机组.图片DSCN5341.JPG4、小型机具施工本讲稿第六页，共五十三页沥青混凝土路面试验检测1、沥青检测2、砂、石、石屑、石粉等材料常规试验3、沥青混合料组成设计本讲稿第七页，共五十三页沥青混凝土路面的特点：优点：1、具备良好的力学性能 2、具有良好的耐久性 3、具有良好的抗滑性能 4、便于分期修筑路面及再生利用 5、晴天无尘、雨天不宁、高速行驶舒适缺点：1、沥青易老化 2、温度稳定性差本讲稿第八页，共五十三页1、具备良好的力学性能1、沥青路面应具有足够的承载能力沥青路面的承载能力，主要用以平衡车辆荷载反复作用下在路面结构层所产生的过量应力而引起的路面破

3、坏。本讲稿第九页，共五十三页2、沥青路面应具有良好的抗疲劳特性沥青路面在其设计使用年限内，应能承受大量行车荷载的反复作用而不致过早地产生疲劳破坏。影响沥青混合料疲劳寿命的主要因素：沥青混合料的压实度、劲度、沥青含量、集料特性（矿料级配、矿料表面、纹理和形状）、温度、（指确定沥青混合料劲度模量时的温度）和进行 疲劳试验的加荷速度。本讲稿第十页，共五十三页3、沥青路面应具有良好的高温稳定性高温稳定性是指沥青混合料抵抗车辆反复压缩变形及侧向流动的能力。（1）取决于矿料骨架，尤其是粗集料的相互嵌挤作用及集料的级配；（2）沥青结合料的性质与用量也起到阻碍混合料发生剪切变形的牵制作用。本讲稿第十一页，共五

4、十三页4、沥青路面应具有良好的低温抗裂性沥青混合料的低温抗裂性主要取决于：（1）沥青结合料的低温拉伸变形能力；（2）沥青混合料的温度收缩系数、抗拉强度、劲度模量等。本讲稿第十二页，共五十三页5、沥青路面应具有良好的抗滑性能影响抗滑性能的主要因素有：（1）微观构造；（2）宏观构造；（3）防止滑溜性污染。微观构造与沥青混合料中矿料的磨光值PSV有关，与表面层的级配及结构类型有关。宏观构造与沥青路面表面层的结构、平整度、空隙率等有关。本讲稿第十三页，共五十三页沥青混凝土组成材料w1、沥青w2、粗集料w3、细集料w4、矿粉本讲稿第十四页，共五十三页沥青沥青w沥青的性质决定于它内部主要成分、碳氢化合物的

5、分子成分（化学成分）和结构（物理构造）。成分和结构的任何一方面或两者均有变化就会改变沥青的性质。w沥青主要有以下元素组成，碳（82%88%）、氢（8%11%）、硫 （0%6%）、氧（0%1.5）、氮（0%1%）。本讲稿第十五页，共五十三页w沥青检测沥青检测w针入度；.图片沥青三大指标针入度.bmpw延度；.图片沥青三大指标延度.bmpw软化点；.图片沥青三大指标软化点.bmpw闪点；.图片沥青闪点 含水量闪点 燃点.bmp.bmpw粘度；.图片沥青闪点 含水量粘度.bmp本讲稿第十六页，共五十三页沥青的技术要求技术指标AH-70AH-90针入度(25,100g,5s)(0.1mm)608080

6、100延度(15,5cm/min)(cm)100100软化点(环球法)()44544252闪点(COC)()230蜡含量(蒸馏法)(%)3本讲稿第十七页，共五十三页w粗集料粗集料w抗压强度；磨耗率；w压碎值；磨光值；w级配组成；视比重；w含水量；吸水率；w土与杂质含量；针片状颗粒含量；w与沥青粘结力；坚固性等。本讲稿第十八页，共五十三页沥青路面用粗集料的技术要求技术指标高速一级其它公路压碎值 （%）2830磨耗值 （%）3040表观密度 （g/cm3）2.452.45对沥青的粘附性 （等级）4级3级坚固性 （%）12针片状颗粒含量 （%）1520泥土含量 （%）11含水率 （%）2.03.0本

7、讲稿第十九页，共五十三页w细集料细集料砂当量（本方法适用于测定细集料中所含的粘性土或杂质的含量，以评定集料的洁净程度。砂当量用SE表示。）；筛分；表观密度等。技术指标高速一级其它公路表观密度(g/cm3)2.452.45安定性(0.3mm)(%)12砂当量6050沥青路面用细集料的技术要求本讲稿第二十页，共五十三页沥青路面用矿粉的技术要求w（4 4）填料）填料w亲水系数；密度；细度；加热安定性等。技术指标高速一级其他道路视密度 （g/cm3）2.502.45水分 （%）11粒度范围0.6mm,%1001000.15mm,%90100901000.075mm,%7510070100亲水系数1外观

8、无团粒结块本讲稿第二十一页，共五十三页配合比设计试验w（1 1）沥青混合料的技术要求）沥青混合料的技术要求w击实次数；w稳定度；w流值；w空隙率；w饱和度；w残留稳定度。本讲稿第二十二页，共五十三页组成设计的目标组成设计的目标w目标：确定混合料的最佳组成，使之满足路用性能要求，而且经济。w高温稳定性高温稳定性 低温抗裂性低温抗裂性w耐久性耐久性 抗滑性抗滑性w抗疲劳性抗疲劳性 工作度（施工和易性）工作度（施工和易性）本讲稿第二十三页，共五十三页本讲稿第二十四页，共五十三页本讲稿第二十五页，共五十三页沥青三大指标试验根据中华人民共和国交通部行业标准公路工程沥青及沥青混合料试验规程(JTJ052-

9、93）中道路用石油沥青技术要求（M0671-93），对于中轻交通量道路石油沥青，需检验针人度。延度、软化点、溶解度、闪点以及蒸发损失试验后的质量损失和针人度比；对于重交通道路石油沥青，需检验针人度、延度、软化点、闪点、溶解度、含腊量、密度以及薄膜加热试验后的质量损失、针人度比、延度。本讲稿第二十六页，共五十三页一、沥青针入度试验.实验录像沥青针入度 12.flv针人度试验是国际上经常用来测定粘稠（固体、半固体）沥青稠度的一种方法，通常稠度高的沥青，针人度值愈小，表示沥青愈硬；相反稠度低的沥青，针人度值愈大，表示沥青愈软。我国现行标准是以针人度为等级未划分沥青的标号。返回本讲稿第二十七页，共五十

10、三页1目的和适用范围（1）沥青的针人度是在规定温度和时间内，附加一定质量的标准针垂直贯人试样的深度。以0.1mm表示。（2）非经注明，标准针、针连杆与附加法码的总质量为100g0.05g,试验温度为25，针人度贯人时间为5s。根据需要如采用其他试验条件时，应在试验结果中注明。（3）本方法适用于测定道路石油沥青、液体石油沥青蒸馏或乳化沥青蒸发后残留物的针入度。本讲稿第二十八页，共五十三页2仪具与材料本试验需要下列仪具与材料：（1）针入度仪，凡能保证针和针连杆在无明显摩擦下垂直运动：并能指示针贯人深度准确至0.1mm的仪器均可使用。针和针连杆组合件总质量为50g0.05g,另附50g0.05g砖码

11、一只，以供试验时适合总质量1oog0.05g的需要。仪器设有放置平底玻璃保温皿的平台，并有调节水平的装置，针连杆应与平台相垂直。仪器设有针连杆制动按钮，使针连杆可自由下落。针连杆易于装卸，以便检查其质量。仪器还设有可自由转动与调节距离的悬臂，其端部有一面小镜或聚光灯泡，借以观察针尖与试样表面接触情况。当为自动针入度仪时，基本要求与此项相同，但应附有对计时装置的校正检验方法，以经常校验。（2）标准针 由硬化回火的不锈钢制成，洛氏硬度HRC50-60，表面粗糙度Ra0.2m-Ra0.23m，针及针杆总质量2.5g土0.05g，针杆上打印有号码标志。针应设有固定用装置盒（筒），以免碰撞针尖，每根针必

12、须附有计量部门的检验单，并定期进行检验。本讲稿第二十九页，共五十三页（3）盛样皿：金属制，圆柱形平底；小盛样皿的内径55mm，深35mm（适用于针人度小于200）；大盛样皿内径70mm，深45mm（适用于针人度200-350）；对针人度大于350的试样需使用特殊盛样皿，其深度不小于60mm,，试样体积不少于125mL。（4）恒温水浴：容量不少于10L，控制温度土0.1。水中应备有一带孔的搁板（台），位于水面下不小于1mm，距水浴底不少于50mm处。（5）平底玻璃皿：容量不少于1L，深度不少于80mm。内设有一不锈钢三脚支架，能使盛样皿稳定。（6）温度计：（0-50），分度0.1。（7）秒表：分

13、度0.1s。（8）盛样皿盖：平板玻璃，直径不小于盛样皿开口尺寸。（9）溶剂：三氯乙烯等（10）其他：电炉或砂浴、石棉网、金属锅或瓷把坩蜗等。本讲稿第三十页，共五十三页3方法与步骤（1）准备工作 将试样注入盛样皿中，试样高度应超过预计针人度值10mm，并盖上盛样皿，以防落入灰尘。盛有试样的盛样皿在（15-30）室温中冷却1-1.5h（小盛样皿）、1.5-2h（大盛样皿）或2-2.5h特殊盛样皿）后，移人保持规定试验温度土0.1的恒温水浴中1-1.5（小盛样皿）、1.5-2h（大试样皿）或2-2.5h特殊盛样皿）。调整针人度仪使之水平。检查针连杆和导轨，以确认元水和其他外来物，元明显摩擦。用三氯乙

14、烯或其他溶剂清洗标准针，并拭干。将标准针插入针连杆，用螺丝固紧。按试验条件，加上附加法码。本讲稿第三十一页，共五十三页（2）试验步骤 取出达到恒温的盛样皿，并移人水温控制在试验温度土0.1（可用恒温水浴中的水）的平底玻璃皿中的三脚支架上，试样表面以上的水层深度不少于10mm。将盛有试样的平底玻璃皿置于针人度仪的平台上，慢慢放下针连杆，用适当位置的反光镜或灯光反射观察，使针尖恰好与试样表面接触。拉下刻度盘的拉杆，使与针连杆顶端轻轻接触，调节刻度盘或深度指示器的指针指示为零。开动秒表，在指针正指5s的瞬间，用手紧压按钮，使标准针自动下落贯人试样，经规定时间，停压按钮使针停止移动。注：当采用自动针人

15、度仪时，计时与标准针落下贯人试样同时开始，至5s时自动停止。本讲稿第三十二页，共五十三页拉下刻度盘拉杆与针连杆顶端接触，读取刻度盘指针或深度指示器的读数，精确至0.5。同一试样平行试验至少3次，各测试点之间及与盛样皿边缘的距离不应少于10mm。每次试验后）应将盛有盛样皿的平底玻璃皿放人恒温水浴，使平底玻璃皿中水温保持试验温度。每次试验应换一根干净的标准针或将标准针取下，用蘸有三氯乙烯溶剂的棉花或布揩净，再用干棉花或布擦干。测定针人度大于200的沥青试样时，至少用3支标准针，每次试验后将针留在试样中，直至3次平行试验完成后，才能将标准针取出。本讲稿第三十三页，共五十三页4报告同一试样3次平行试验

16、结果的最大值和最小值之差在下列允许偏差范围内时，计算3次试验结果的平均值，取至整数作为针人度试验结果，以0.1mm为单位。针人度（0.1mm）允许差值（0.1mm）0-49 2 50-149 4 150-249 6 250-349 10 350 14本讲稿第三十四页，共五十三页5精密度或允许差（1）当试验结果小于50（0.1mm）时：重复性试验精度的允许差为2（0.1mm），再现性试验精度的允许差为4（0.1mm）。（2）当试验结果等于或大于50（0.1mm）时：重复性试验精度的允许差为平均值的4%，再现性试验精度的允许差为平均值的8%。本讲稿第三十五页，共五十三页重复性试验：是指短期内，在同

17、一试验室由同一个试验人员、采用同一仪器、对同一试样、完成两次以上的试验操作，所得试验结果之间的误差应不超过规定的允许差；再现性试验：是指在两个以上不同的试验室，由各自的试验人员采用各自的仪器，按相同的试验方法对同一试样分别完成试验操作，所得的试验结果之间的误差亦不应超过规定的允许差。本讲稿第三十六页，共五十三页当量软化点及当量脆点确定方法目的和适用范围本试验通过三个以上温度的针人度试验求取针人度指数PI、当量软化点T800、当量脆点T1.2的方法。本方法用以评价道路石油沥青的温度感应性，预估沥青的高温抗车辙能力及低温抗裂性能。用本方法评定橡胶或聚合物改性沥青的改性效果时，仅适用于均匀混合的样品

18、。本讲稿第三十七页，共五十三页试验步骤按公路工程沥青及沥青混合料试验规程（JTJ052-3）规定的沥青针人度试验方法准备沥青试样）在15、25、30温度条件下分别测定沥青的针人度，当沥青较稀在30条件下测定沥青的针入度有困难时，可测定沥青的5针人度。本讲稿第三十八页，共五十三页（4）计算沥青的针人度指数PI按下列步骤确定：a.由三个以上温度的针人度值的针人度与温度的对数关系求取针入度温度指数A。b.确定沥青的针入度值PIc.确定沥青的当量软化点T800d.确定沥青的当量脆点（5）报告应报告试验温度及对应的针人度，由此求得的针人度指数PI、当量软化点T800、当量脆点T1.2，以及回归的直线相关

19、系数。本讲稿第三十九页，共五十三页沥青延度试验沥青延度试验 .实验录像实验录像 沥青沥青 延度延度 14.flv14.flv沥青的延性是当沥青受到外力的拉伸作用时，所能承受的塑性变形的总能，通常是用延度作为条件延性指标来表征。轻交通量道路石油沥青，为试验温度为25、拉伸速度为5土0.25）cm/min条件下延度；对重交通量道路石油沥青，为试验温度为15、拉伸速度为（5土0.25）cmmin条件下延度。返回本讲稿第四十页，共五十三页1 1目的和适用范围目的和适用范围（1）沥青的延度是规定形状的试样在规定温度下，以一定速度受拉伸至断开时的长度，以cm表示。（2）试验温度与拉伸速率根据有关规定采用，

20、通常采用的试验温度为25或15。非经注明，拉伸速度为（5土0.05）cmmin。当低温时采用（1土0.05）cmmin拉伸速度时，应在报告中注明。（3）本方法适用于测定道路石油沥青、液体沥青蒸馏残留物和乳化沥青蒸发残留物等材料的延度。本讲稿第四十一页，共五十三页2.2.仪具与材料仪具与材料（1 1）延度仪：将试件浸没于水中，能保持规定的试验温度及按）延度仪：将试件浸没于水中，能保持规定的试验温度及按照规定拉伸速度拉伸试件且试验时无明显振动的延度仪均可使照规定拉伸速度拉伸试件且试验时无明显振动的延度仪均可使用。用。（2）试模：黄铜制，由两个端模和两个侧模组成，试模内侧）试模：黄铜制，由两个端模和

21、两个侧模组成，试模内侧表面粗糙度表面粗糙度Ra0.2mRa0.2m（3）试模底板；玻璃板或磨光的铜板、不锈钢板（表面粗糙）试模底板；玻璃板或磨光的铜板、不锈钢板（表面粗糙度度Ra0.2mRa0.2m）。）。（4 4）恒温水浴：容量不少于10L，水温精度土0.1，水浴中设有带孔搁架，搁架距底不得少于50mm50mm。试件浸人水中深度不小于100mm100mm。（5）温度计：（）温度计：（0-500-50），分度0.10.1。（6）砂浴或其他加热炉具）（7 7）甘油滑石粉隔离剂（甘油与滑石粉的质量比2：1 1。（8 8）其他：平刮刀、石棉网、酒精、食盐等。）其他：平刮刀、石棉网、酒精、食盐等。本讲

22、稿第四十二页，共五十三页3 3方法与步骤方法与步骤（1）准备工作）准备工作 将隔离剂拌和均匀，涂于清洁干燥的试模底板和两个侧模的将隔离剂拌和均匀，涂于清洁干燥的试模底板和两个侧模的内侧表面，并将试模在试模底板上装妥。内侧表面，并将试模在试模底板上装妥。将沥青试样仔细自模的一端至另一端往返数次缓缓注入模中，最后略高出试模、灌模时应注意勿使气泡混人。试件在室温中冷却试件在室温中冷却30-40min,然后置于规定试验温度0.1的恒温水浴中；保持30min后取出，用热刮刀刮除后取出，用热刮刀刮除高出试模的沥青，使沥青面与试模面齐平。沥青的刮法应自高出试模的沥青，使沥青面与试模面齐平。沥青的刮法应自试模

23、的中间刮向两端，且表面应刮得平滑。将试模连同底板试模的中间刮向两端，且表面应刮得平滑。将试模连同底板再浸人规定试验温度的水浴中再浸人规定试验温度的水浴中1-1.5h.1-1.5h.检查延度仪延伸速度是否符合规定要求，然后移动滑板使其指针正对标尺的零点。将延度仪注水，并保温达试验温度0.5。本讲稿第四十三页，共五十三页（2 2）试验步骤 将保温后的试件连同底板移人延度仪的水槽中，然后将盛将保温后的试件连同底板移人延度仪的水槽中，然后将盛有试样的试模自玻璃板或不锈钢板上取下，将试模两端的孔有试样的试模自玻璃板或不锈钢板上取下，将试模两端的孔分别套在滑板及槽端固定板的金属柱上，并取下侧模。水面分别套

24、在滑板及槽端固定板的金属柱上，并取下侧模。水面距试件表面应不小于距试件表面应不小于25mm25mm。开动延度仪，并注意观察试样的延伸情况。此时应注意，在开动延度仪，并注意观察试样的延伸情况。此时应注意，在试验过程中，水温应始终保持在试验温度规定范围内，且仪器试验过程中，水温应始终保持在试验温度规定范围内，且仪器不得有振动，水面不得有晃动。当水槽采用循环水时，应暂时不得有振动，水面不得有晃动。当水槽采用循环水时，应暂时中断循环，停止水流。中断循环，停止水流。在试验中，如发现沥青细丝浮于水面或沉人槽底时，则应在水中加入酒精或食盐，调整水的密度至与试样相近后，重新试验。试件拉断时，读取指针所指标尺上

25、的读数，以cm表示。表示。在正常情况下，试件延伸时应成锥尖状，拉断时实际断面接在正常情况下，试件延伸时应成锥尖状，拉断时实际断面接近于零。如不能得到这种结果，则应在报告中注明。近于零。如不能得到这种结果，则应在报告中注明。本讲稿第四十四页，共五十三页4报告同一试样，每次平行试验不少于3个，如3个测定结果均大于100cm，试验结果记作l00cm；特殊需要也可分别记录实测值，如3个测定结果中，有1个以上的测定值小于100mm时，若最大值或最小值与平均值之差满足重复性试验精度要求，则取3个测定结果的平均值的整数作为延度试验结果；若平均值大于100cm，记作100cm；若最大值或最小值与平均值之差不符

26、合重复性试验精度要求时，试验应重新进行。5精密反或允许差当试验结果小于100cm时，重复性试验精度的允许差为平均值的20；再现性试验精度的允许差为平均值的30。本讲稿第四十五页，共五十三页6注意事项（1）在浇涛试样时，隔离剂配置要适当，以免试样取不下来，对于粘结在玻璃上的试样，应放弃。在试模底部涂隔离剂时，不易大多，以免隔离剂占用试样部分体积，冷却后造成试样断面不合格，影响试验结果。（2）在灌模时应使试样高出试模，以免试样冷却后欠模。（3）对于延度较大的沥青试样，为了便于观察延度值，延度值窿部尽量采用白色衬砌。（4）在刮模时，应将沥青与试模刮为齐平，尤其是试模中部，不应有低凹现象。本讲稿第四十

27、六页，共五十三页三、沥青软化点试验方法.实验录像沥青软化点10.flv在工程实用中为保证沥青不致由于温度升高而产流动的状态，因此取液化点与固化点之间温度间隔的87.2作为软化点。软化点的数值随采用仪器不同而异，我国现行规范试验法是采用环与球软化点法。软化点是沥青达到规定条件粘度时的温度，所以软化点既是反映沥青材料热稳定性的一个指标，也是沥青粘性的一种量度。返回本讲稿第四十七页，共五十三页1.目的和适用范围（1）沥青的软化点是试样在规定尺寸的金属环内，上置规定尺寸和质量的钢球，放于水（或甘油）中，以（50.5）min的速度加热，至钢球下沉达规定距离（25.4mm）时的温度，以表示。（2）本方法适

28、用于测定道路石油沥青、煤沥青、液体石油沥青和乳化沥青蒸发后残留物等材料的软化点。本讲稿第四十八页，共五十三页2仪具与材料（1）软化点试验仪，由下列附件组成：钢球：直径9.53mm，质量（3.5土0.05）g。试样环钢球定位环金属支架：由两个主杆和三层平行的金属板组成。耐热玻璃烧杯：温度计（2）环夹：由薄钢条制成，用以夹持金属环，以便刮平表面。（3）装有温度调节器的电炉或其他加热炉具（4）试样底板：金属板（表面粗糙度应达Ra0.8um）或玻璃板。（5）恒温水槽）（6）平刮刀。（7）甘油滑石粉隔离剂（甘油与滑石粉的比例为质量比2：1）。（8）新煮沸过的蒸馏水。（9）其他：石棉网。本讲稿第四十九页，

29、共五十三页3方法与步骤（1）准备工作将试样环置于涂有甘油滑石粉隔离剂的试样底板上，将准备好的沥青试样徐徐注入试样环内至略高出环面为止。如估计试样软化点高于120，则试样环和试样底板（不用玻璃板）均应预热至80-100。试样在室温冷却30min后，用环夹夹着试样杯，并用热刮刀刮除环面上的试样，务使与环面齐平。本讲稿第五十页，共五十三页（2）试验步骤试样软化点在80以下者：a.将装有试样的试样环连同试样底板置于装有（5土0.5）的保温槽冷水中至少15min；同时将金属支架、钢球、钢球定位环等亦置于相同水槽中。b烧杯内注入新煮沸并冷却至5的蒸馏水，水面略低于立杆上的深度标记。c从保温槽水中取出盛有试

30、样的试样环放置在支架中层板的圆孔中，套上定位环；然后将整个环架放人烧杯中，调整水面至深度标记，并保持水温为（5土0.5）。、注意，环架上任何部分不得附有气泡。将0-80的温度计由上层板中心孔垂直插入，使端部测温头底部与试样环下面齐平。d将盛有水和环架的烧杯移至放有石棉网的加热炉具上，然后将钢球放在定位环中间的试样中央，立即加热，使杯中水温在3min内调节至维持每分钟上升（5土0.5）。注意，在加热过程中，如温度上升速度超出此范围时，则试验应重做。e.试样受热软化逐渐下坠，至与下层底板表面接触时，立即读取温度，至0.5。本讲稿第五十一页，共五十三页试样软化点在80以上者：a.将装有试样的试样环连

31、同试样底板置于装有（32土1）甘油的保温槽中至少15min；同时将金属支架、钢球、钢球定位环等亦置于甘油中。b.在烧杯内注入预先加热至32的甘油，其液面略低于立杆上的深度标记。c.从保温槽中取出装有试样的试样环按上述（1）的方法进行测定，读取温度至1。本讲稿第五十二页，共五十三页4.报告同一试样平行试验两次，当两次测定值的差值符合重复性试验精度要求时，取其平均值作为软化点试验结果，准确至0.5。5精密度或允许差（1）当试样软化点小于80时，重复性试验精度的允许差为1，再现性试验精度的允许差为4。（2）当试样软化点等于或大于80时，重复性试验精度的允许差为2，再现性试验精度的允许差为8。本讲稿第五十三页，共五十三页