[科普中國]-瀝青含量

簡介

瀝青在乳化瀝青中的含量，一般是根據(jù)瀝青乳液的用途而定，一般很少低于30%或高于70%。瀝青含量最大限度主要取決于瀝青乳液中兩相體積比。當瀝青含量接近上限時，瀝青乳液的類型如不改變，將沒有足夠的空間來容納更多的瀝青微粒。再增加瀝青含量，其瀝青微?？拷暮芫o密，以造成相互問粘結在一起，最后原瀝青微粒間的水變成小的水粒，瀝青乳液會發(fā)生轉(zhuǎn)相，變成油包水型乳化瀝青，或稱反轉(zhuǎn)瀝青乳液。

這種反轉(zhuǎn)瀝青乳液具有瀝青的性質(zhì)，黏度很高。瀝青含量在70%～80%的乳化瀝青，主要取決于瀝青顆粒的大小分布。

假設瀝青乳液中的粒徑一定，排列最密實的充填形式時，空隙率將為最小?？障堵蕛H為25.95%時，瀝青含量為74.05%，這是理論的臨界濃度用量。此時改變?yōu)r青的用量，可改變?nèi)榛癁r青的類型，增加瀝青用量可使O/W型變型為W/O型。從中可以理解，生產(chǎn)高濃度乳化瀝青并不是那么簡單容易。

在實際生產(chǎn)中，乳化瀝青中的瀝青含量以70%為高濃度界限，要達到這么高的濃度有一定的難度。2

重要性確定瀝青混合料的瀝青含量從本質(zhì)上講是設計一個合理的瀝青膜厚度。通常認為，混合料中有效瀝青的瀝青膜太薄固然不行，但太厚了將使游離的自由瀝青太多，成為集料產(chǎn)生相對位移的潤滑劑。瀝青混合料瀝青的用量，對瀝青混合料的路用性能影響也非常大。當瀝青用量很少．不足以形成結構瀝青的薄膜來粘接礦料顆粒，隨著瀝青用量的增加，結構瀝青逐漸形成，使瀝青與礦料之間的黏附力隨著瀝青用量的增加而增加。當瀝青用量足以形成薄膜并充分黏附在礦粉顆粒表面時，瀝青膠漿具有最高的黏附力。隨后，如瀝青用量過多，逐漸將礦粉顆粒推開，在顆粒問形成未與礦粉交互作用的“自由瀝青”，則瀝青膠漿的粘接力隨著自由瀝青的增加而降低。當瀝青用量增加到某一用量時，瀝青混合料的粘接力主要取決于自由瀝青。隨著瀝青用量的增加，瀝青不僅起著粘接劑的作用，而且起著潤滑劑的作用，從而降低了粗級料的相互密排作用，也減小了瀝青混合料的內(nèi)摩擦角。因此，瀝青用量應控制在一個合理的范圍內(nèi)，最佳瀝青用量也是配合比設計中一項重要工作。3

(1)高溫穩(wěn)定性

過多的瀝青用量將在瀝青混合料中形成游離自由瀝青，在高溫條件下，這部分游離瀝青在荷載作用下發(fā)生明顯的流動變形，從而導致混合料永久塑性流動變形。

(2)低溫抗裂性

瀝青含量在最佳范罔的變化對混合料低溫的開裂影響不大，但增大瀝青用量就增大了溫縮系數(shù)，同時降低了勁度。

(3)水穩(wěn)性

對密級配瀝青混合料路面，在有較多雨水地區(qū)，易于導致瀝青剝落。

(4)疲勞特性

對應于瀝青混合料的最佳疲勞壽命的最佳瀝青含量，比馬歇爾最佳瀝青含量稍大，根據(jù)R.D.Barks.dale的研究，稍許增加瀝青含量就有可能顯著減少疲勞裂縫的產(chǎn)生，而同樣，稍許減少瀝青含量就有可能急劇增加疲勞裂縫的產(chǎn)生。1

檢測方法瀝青混合料中常用瀝青含量的檢測方法有離心分離法、燃燒爐法及射線法等。

離心分離法原理和適用范圍：

離心分離法適用于熱拌熱鋪瀝青混合料路面施工時的瀝青用量檢測，以評定拌合廠產(chǎn)品質(zhì)量。此法也適用于舊路調(diào)查時檢測瀝青混合料的瀝青用量，用此方法抽提的瀝青溶液可用于回收瀝青，以評定瀝青的老化性質(zhì)。

離心分離法原理是1000～1500g(粗粒式瀝青混合料用高限，中粒式瀝青用中限，細粒式用低限)的定量瀝青混合料置于儀器旋轉(zhuǎn)鍋(離心分離器)內(nèi)，向分離器內(nèi)注入三氯乙烯，使溶劑浸沒試樣，記錄溶劑用量；將已稱重的圓環(huán)形潔凈濾紙墊裝在分離器邊緣上，加蓋堅固；在分離器出口放置回收瓶，上口應注意密封，防止流出；開動離心器，使盛有試樣的離心器轉(zhuǎn)速逐漸增至3000r/min。在離心作用下，被溶解的瀝青與溶劑一起透過濾紙被甩出，然后再加入溶劑。如此反復直至流出的溶液呈清澈的淡黃色為止，一般約需4～5次。用此方法抽提的瀝青溶液中，不可能不混入少量的能通過濾紙的細礦粉成分。為準確測定瀝青含量，在用壓力過濾器時，可用燃燒法測定。

射線法射線法用于黏稠石油瀝青拌制的熱拌瀝青混合料中瀝青含量（或油石比），不適用于其他瀝青拌制的混合料。

1)檢測的儀器

(1)射線法瀝青含量測定儀：符合放射性安全規(guī)定。

(2)試樣容器：射線法瀝青含量測定儀的規(guī)定附件。

(3)磅秤或天平、木板、瀝青混合料拌和機鐵鏟大號金屬盤，烘箱，溫度計等。

2)檢測的步驟

(1)瀝青含量測定儀參數(shù)標定。

①用檢測對象的實際材料按施工要求的礦料配合比配合礦料，在烘箱中加熱。

②準備施工實際使用的瀝青試樣，按設計瀝青用量，加熱到要求的拌和溫度。

③從小的瀝青用量開始分別用瀝青混合料拌和機拌和。

④按儀器說明書要求稱取瀝青混合料裝入試樣容器中壓實，用木板壓平放進射線法瀝青含量測定儀中，用16 min測定時間測定標定參數(shù)。儀器應放在木制儀器箱上方，并遠離水源。

⑤重復上述步驟，每次增加所需瀝青用量，將每一檔瀝青用量的混合料進行測定，得出標定參數(shù)，儲存入試驗儀器中。

(2)在拌和廠從運料卡車上采取欲檢測的瀝青混合料試樣。

(3)按儀器操作說明書要求立即將熱瀝青混合料分別裝入2個試樣容器，稱取質(zhì)量，使之符合規(guī)定取樣量，并量測瀝青混合料溫度。

(4)用木板壓緊瀝青混合料，達到規(guī)定的體積。

(5)依次將試樣容器放入瀝青含量測定儀中，開動儀器，輸入試樣號、瀝青混合料溫度、標定的瀝青混合料編號或標定參數(shù)，進行測定，測定一段時間后，測定儀自動顯示瀝青含量（或油石比）。

(6)瀝青含量測定儀測定時的放置條件應與標定時相同，挪動測定地點時，應重新標定后方可測定，測定時的瀝青混合料數(shù)量應與標定時相同，混合料溫度應接近標定溫度，顯示的數(shù)據(jù)是瀝青含量還是油石比與標定用的相同。4

燃燒爐法燃燒爐的開發(fā)與研究，在美國、英國及歐盟已有較長時間，并得到了大規(guī)模的應用。美國于1 990年就由NCAT對瀝青混合料燃燒法進行了研究，ASTM已將燃燒法列為其標準規(guī)范，對于瀝青含量的測定，45%的SUl，erpave T程采用NCAT燃燒試驗，30%使用核子儀，其余使用溶劑離心法抽提等方法。

我國現(xiàn)行的《公路T程瀝青及瀝青混凝土試驗規(guī)程》，對于瀝青含量試驗方法有：射線法、離心分離法、回流式抽提儀法、脂肪抽提儀法．，燃燒法還未列入試驗規(guī)程，但國內(nèi)許多省份的試驗檢測機構與生產(chǎn)單位紛紛開始使用該方法，北京地區(qū)的城建攪拌站、市政攪拌站等單位已開始使用該方法進行生產(chǎn)質(zhì)量控制，在實際使用巾取得了較好的效果。1