劉艷強(qiáng)，張 杰

（1.山西省交通科學(xué)研究院 黃土地區(qū)公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)技術(shù)交通行業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山西 太原 030006；2.河南省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院股份有限公司，河南 鄭州 450052）

0 引言

瀝青路面是我國(guó)高等級(jí)公路中最主要的路面結(jié)構(gòu)形式，而在瀝青路面的施工過(guò)程中，瀝青含量的變化將直接影響到瀝青混合料的各項(xiàng)路用性能[1]。因此，瀝青含量的檢測(cè)和控制至關(guān)重要?！豆饭こ藤|(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn) 第一冊(cè) 土建工程》（JTG F80/1—2017）已經(jīng)將瀝青含量作為關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行控制。目前，瀝青含量的測(cè)定方法有3 種：離心分離法、射線法和燃燒爐法[2]。相比離心分離法和射線法，燃燒爐法具有快速、環(huán)保、方便、精確度高等優(yōu)點(diǎn)[3-5]，已經(jīng)在各等級(jí)公路建設(shè)過(guò)程中的試驗(yàn)檢測(cè)方面得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。燃燒爐法測(cè)定瀝青混合料的瀝青含量試驗(yàn)，最為重要的環(huán)節(jié)便是燃燒爐修正系數(shù)的標(biāo)定。在實(shí)際的瀝青含量檢測(cè)過(guò)程中，經(jīng)常遇到兩個(gè)問(wèn)題，一是瀝青含量修正系數(shù)能否為負(fù)數(shù)；二是能否參照類似工程項(xiàng)目直接確定修正系數(shù)。在瀝青含量測(cè)定過(guò)程中，瀝青混合料損失的質(zhì)量主要為瀝青質(zhì)量，還有填料礦粉中的少量可燃礦物質(zhì)以及排風(fēng)過(guò)程中夾雜的細(xì)微顆粒。本文通過(guò)改變?yōu)r青種類、標(biāo)準(zhǔn)瀝青含量以及填料礦粉種類，開(kāi)展了瀝青含量修正系數(shù)的試驗(yàn)研究。

1 主要原材料

1.1 瀝青混凝土混合料級(jí)配

混合料采用AC-20 類型級(jí)配，原材料的比例如下：10～20 mm∶5～10 mm∶3～5 mm∶0～3 mm∶礦粉=37∶20∶5∶33∶5，集料合成級(jí)配結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 集料合成級(jí)配結(jié)果 %

1.2 瀝青

1.2.1 基質(zhì)瀝青

基質(zhì)瀝青為東海牌70 號(hào)A 級(jí)石油瀝青，產(chǎn)地為中國(guó)石化股份有限公司齊魯分公司，各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)見(jiàn)表2。

表2 基質(zhì)瀝青檢測(cè)結(jié)果表

1.2.2 SBS 改性瀝青

改性瀝青為現(xiàn)場(chǎng)加工生產(chǎn)的SBS 改性瀝青，其所用基質(zhì)瀝青為中國(guó)石化股份有限公司齊魯分公司生產(chǎn)的東海牌90 號(hào)A 級(jí)石油瀝青，SBS 改性劑為巴陵石化道改2 號(hào)，摻量為基質(zhì)瀝青的4.5%，各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)見(jiàn)表3。

表3 改性瀝青檢測(cè)結(jié)果表

1.2.3 摻抗車轍劑改性瀝青

抗車轍劑采用德國(guó)進(jìn)口的D-Ⅱ抗轍裂劑，摻量為瀝青混合料重量的0.35%。實(shí)際施工過(guò)程中，抗車轍劑并非直接對(duì)基質(zhì)瀝青進(jìn)行改性，而是首先摻配到集料當(dāng)中，再與基質(zhì)瀝青拌和，相當(dāng)于采用一種摻抗車轍劑的改性瀝青。

1.3 集料

集料均為來(lái)自山西省長(zhǎng)治市潞城地區(qū)的石灰?guī)r集料，各檔集料的規(guī)格和其他性能均滿足規(guī)范和設(shè)計(jì)文件[6]的相關(guān)要求。

1.4 填料

填料礦粉有兩種，分別為集中采購(gòu)的礦粉1 和拌和站自產(chǎn)的礦粉2，兩種礦粉均為石灰?guī)r磨細(xì)所得，各項(xiàng)性能均能滿足規(guī)范和設(shè)計(jì)文件的相關(guān)要求，主要是篩分級(jí)配有所差異，兩種礦粉的篩分級(jí)配見(jiàn)表4。

表4 礦粉篩分級(jí)配結(jié)果表 %

2 儀器設(shè)備

本次試驗(yàn)所用儀器為無(wú)錫市華南實(shí)驗(yàn)儀器有限公司生產(chǎn)的HYRS-6 瀝青含量分析儀，其主要技術(shù)參數(shù)如下：

a）試樣重量4 500 g，推薦試樣重量1 000～1 500 g；

b）天平精度±0.1 g，天平量程10 kg；

c）燃燒室尺寸長(zhǎng)350 mm×寬440 mm×高330 mm；

d）燃燒室最高工作溫度800 ℃，標(biāo)準(zhǔn)工作溫度538 ℃；

e）自動(dòng)檢測(cè)終點(diǎn) 瀝青含量的測(cè)試精度可達(dá)0.1%；

f）試驗(yàn)時(shí)間 20～30 min。

3 試驗(yàn)研究

3.1 瀝青含量不同

基質(zhì)瀝青采用東海牌70 號(hào)A 級(jí)石油瀝青，礦粉采用礦粉1，未摻抗車轍劑，拌制的瀝青混合料標(biāo)準(zhǔn)瀝青含量分別為3.5%、4.0%、4.5%、5.0%、5.5%，其所對(duì)應(yīng)的瀝青含量修正系數(shù)變化見(jiàn)圖1。

圖1 不同瀝青含量對(duì)應(yīng)修正系數(shù)變化圖

由圖1 可以看出，隨著標(biāo)準(zhǔn)瀝青含量的變化，對(duì)應(yīng)的修正系數(shù)并無(wú)規(guī)律性，修正系數(shù)并未隨著標(biāo)準(zhǔn)瀝青含量的增大或減小而同時(shí)增大或減小。但是，不論標(biāo)準(zhǔn)瀝青含量如何變化，修正系數(shù)始終為小于0.5的正數(shù)。說(shuō)明，燃燒過(guò)程中損失的質(zhì)量除了瀝青結(jié)合料，還包括部分易燃礦物質(zhì)和微小顆粒。

3.2 瀝青種類不同

瀝青混合料中礦粉采用礦粉1，標(biāo)準(zhǔn)瀝青含量為4.5%，瀝青分別采用基質(zhì)瀝青、SBS 改性瀝青、抗車轍劑改性瀝青，其所對(duì)應(yīng)的瀝青含量修正系數(shù)見(jiàn)表5。

表5 不同瀝青種類對(duì)應(yīng)修正系數(shù)表

由表5 可以看出，瀝青混合料中瀝青種類不同，修正系數(shù)也有所差異，摻抗車轍劑改性瀝青的修正系數(shù)最大，基質(zhì)瀝青的修正系數(shù)最小。分析原因，可能是抗車轍劑改性瀝青混合料的模量最大，瀝青和集料、填料的黏附性最好，SBS 改性瀝青次之，基質(zhì)瀝青最差，因此，瀝青在燃燒過(guò)程中，抗車轍劑改性瀝青損失的填料最多，SBS 改性瀝青次之，基質(zhì)瀝青最少。

3.3 礦粉種類不同

基質(zhì)瀝青采用東海牌70 號(hào)A 級(jí)石油瀝青，標(biāo)準(zhǔn)瀝青含量分別為4.0%、4.5%、5.0%，礦粉分別采用礦粉1 和礦粉2，其所對(duì)應(yīng)的瀝青含量修正系數(shù)變化見(jiàn)圖2。

圖2 不同礦粉種類對(duì)應(yīng)修正系數(shù)變化圖

由圖2 可以看出，當(dāng)?shù)V粉種類不同時(shí)，隨著標(biāo)準(zhǔn)瀝青含量的變化，修正系數(shù)并未呈現(xiàn)相同的變化規(guī)律。但是可以發(fā)現(xiàn)，相同的標(biāo)準(zhǔn)瀝青含量時(shí)，礦粉2 所對(duì)應(yīng)的修正系數(shù)均大于礦粉1 對(duì)應(yīng)的修正系數(shù)。由于礦粉2 中所含細(xì)顆?？偭看笥诘V粉1，所以在燃燒和排風(fēng)過(guò)程中，其細(xì)微顆粒更容易被燃燒和排走，造成修正系數(shù)整體偏大。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)不同條件下，燃燒爐法測(cè)定瀝青含量修正系數(shù)的試驗(yàn)研究，可得出以下結(jié)論：

a）瀝青含量修正系數(shù)均為正數(shù)，因?yàn)樵谌紵秊r青的過(guò)程中，不可避免地會(huì)將小部分可燃礦物質(zhì)燃燒并排出燃燒爐。若出現(xiàn)修正系數(shù)為負(fù)數(shù)的情況，應(yīng)考慮瀝青燃燒不徹底、溫度顯示錯(cuò)誤、排風(fēng)系數(shù)故障等原因。

b）采用相同礦料級(jí)配，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)瀝青含量增大或減小時(shí)，瀝青含量修正系數(shù)并未表現(xiàn)出一致的增大或減小。

c）當(dāng)瀝青混合料的標(biāo)準(zhǔn)瀝青含量相同時(shí)，改性瀝青含量修正系數(shù)總體上大于基質(zhì)瀝青混合料的修正系數(shù)。

d）填料礦粉中細(xì)粒含量較高時(shí)，其所對(duì)應(yīng)的瀝青含量修正系數(shù)也將增大。

本次試驗(yàn)研究，雖然得出了針對(duì)瀝青含量修正系數(shù)的部分規(guī)律，但都是基于定性考慮的，無(wú)法得出定量化的結(jié)果。因此，在實(shí)際施工質(zhì)量控制過(guò)程中，每種瀝青混合料瀝青含量修正系數(shù)必須嚴(yán)格按照試驗(yàn)規(guī)程的方法進(jìn)行標(biāo)定，不可簡(jiǎn)單借鑒原有經(jīng)驗(yàn)值。