胡藍(lán)心 王 累 陳 雷 周代會 張素華 倪靜

（四川公路工程咨詢監(jiān)理有限公司，四川 成都 610000）

0 引言

礦粉作為瀝青混合料的填料與瀝青組成瀝青膠漿。大量研究[1-3]已證實(shí)礦粉性質(zhì)對瀝青膠漿的性能有至關(guān)重要的影響，從而影響瀝青混合料的高、低溫性能等，其中黏性土種類和含量對礦粉性質(zhì)有著顯著影響。

我國現(xiàn)行規(guī)范《土工集料試驗(yàn)規(guī)程》（JTG E42-2005）以塑性指數(shù)IP作為礦粉中黏性土含量的評價指標(biāo)，推薦檢測方法為液塑限聯(lián)合測定法。《石灰石粉在混凝土中應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T318-2014）將亞甲藍(lán)值（MBV值）作為評價石粉中黏土含量的整體指標(biāo)[4]。根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范，IP和MBV值均能反映黏土含量，但后者未廣泛應(yīng)用于土工試驗(yàn)。在實(shí)際試驗(yàn)開展過程中，液塑限聯(lián)合測定法和亞甲藍(lán)試驗(yàn)在時間、成本、可操作性等方面存在較大差異，探索更優(yōu)的礦粉黏性土含量檢測技術(shù)對于加快土工試驗(yàn)開展進(jìn)度、提高試驗(yàn)準(zhǔn)確性有著重要意義。

基于此，本文采用灰關(guān)聯(lián)分析及逐步回歸分析方法研究礦粉0.075mm以下黏土含量對塑性指數(shù)、亞甲藍(lán)值等指標(biāo)的影響程度，探索適用于土工試驗(yàn)的更優(yōu)的礦粉中黏性土含量檢測技術(shù)。

1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)采用礦粉為石灰?guī)r礦粉，為消除原礦粉中黏土對試驗(yàn)的影響，取潔凈石灰?guī)r清洗干燥磨制并進(jìn)行篩分，按規(guī)范要求制備礦粉。

黏土分別采用小于0.075mm的低、高液限黏土（1#、2#），過0.075mm篩備用。對這2種黏土進(jìn)行液塑限試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

2 試驗(yàn)方法

2.1 液塑限聯(lián)合測定法與亞甲藍(lán)法試驗(yàn)

液塑限聯(lián)合測定法與亞甲藍(lán)法都能實(shí)現(xiàn)表征礦粉中黏性土含量的目的，兩種方法對比見表2。

表2 液塑限聯(lián)合測定法與亞甲藍(lán)法的主要區(qū)別

從表2可看出，液塑限聯(lián)合測定法操作十分繁瑣，耗時長，數(shù)據(jù)分析需要操作人員具有豐富的經(jīng)驗(yàn)，同時確定塑限時使用的回歸曲線不同對塑性指數(shù)結(jié)果影響較大；而亞甲藍(lán)法相較液塑限聯(lián)合測定法操作簡單快捷，檢測成本更低。

2.2 試驗(yàn)設(shè)計

試驗(yàn)采用1#、2#這2種不同黏土，0.075mm以下礦粉中的每種黏土摻量分別為礦粉質(zhì)量百分比的2%、4%、6%、8%、10%。按現(xiàn)行規(guī)范，準(zhǔn)備亞甲藍(lán)試驗(yàn)、液塑限試驗(yàn)所需樣品，分別進(jìn)行各指標(biāo)試驗(yàn)，部分試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

表3 不同黏土摻量的礦粉各指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果

3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1 灰色關(guān)聯(lián)分析

灰色關(guān)聯(lián)分析方法[5]可以根據(jù)復(fù)雜系統(tǒng)的行為特征數(shù)據(jù)，找到影響因素與研究對象之間的關(guān)系，影響因素與研究對象的關(guān)系越密切，相應(yīng)的關(guān)聯(lián)度就越大。

本文以不同黏土摻量的礦粉中＜0.075mm比例、亞甲藍(lán)值、塑性指數(shù)作為比較因素（特征序列），以黏土的摻量作為參考因素（母序列）進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)分析。

通過觀測試驗(yàn)結(jié)果變化趨勢，采用均值化作為數(shù)據(jù)無量綱化處理方式，分辨系數(shù)ρ∈(0，∞)，ρ越小，分辨力越大，一般ρ的取值區(qū)間為 (0，1)，當(dāng)ρ≤ 0.5463時，分辨力最好，本文選取ρ=0.5，求解母序列和特征序列之間的灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)值并計算2種黏土各參考因素的灰色關(guān)聯(lián)度，結(jié)果如表4所示。

表4 不同黏土摻量的礦粉各指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果

由表4可以看出，1#低液限黏土與2#高液限黏土的灰色關(guān)聯(lián)度排序一致，其關(guān)聯(lián)度排序?yàn)閬喖姿{(lán)值＞小于0.075mm比例＞塑性指數(shù)。該結(jié)果表明，不同黏土在各影響因素的關(guān)聯(lián)程度是一致的，最顯著影響的因素是亞甲藍(lán)值，即當(dāng)?shù)V粉中黏土含量越大，各技術(shù)指標(biāo)中亞甲藍(lán)值最為顯著，以亞甲藍(lán)試驗(yàn)評價礦粉中黏土含量是合理的。

3.2 逐步回歸分析

為進(jìn)一步驗(yàn)證上述結(jié)果是否合理，利用SPSS對2種黏土的試驗(yàn)結(jié)果分別進(jìn)行逐步回歸分析。逐步回歸的基本思想是：將變量逐個引入，每引入一個變量即對已選入的變量進(jìn)行逐個檢驗(yàn)。當(dāng)原引入的變量由于后面變量的引入而變得不再顯著時，將其剔除。這個過程反復(fù)進(jìn)行，直到既無顯著的變量選入方程，也無不顯著自變量從回歸方程中剔除為止。

以黏土的摻量作為因變量，不同黏土摻量的礦粉中＜0.075mm比例、亞甲藍(lán)值、塑性指數(shù)作為自變量逐個引入并檢驗(yàn)，逐步回歸結(jié)果見表5所示。當(dāng)前模型的自變量中，變量亞甲藍(lán)值被保留，變量＜0.075mm比例、塑性指數(shù)被剔除。基于保留的自變量建立回歸模型，結(jié)果見表6所示。

表5 逐步回歸結(jié)果

表6 逐步回歸模型

表5證實(shí)亞甲藍(lán)值對黏土摻量的影響最為顯著，結(jié)合表6，1#低液限黏土線性回歸方程為：黏土含量=-3.349+2.806×亞甲藍(lán)值，調(diào)整后R2=0.954，方程回歸顯著；2#高液限黏土線性回歸方程為：黏土含量=-4.073+3.488×亞甲藍(lán)值，調(diào)整后R2=0.806，方程回歸較為顯著。

綜上所述，通過亞甲藍(lán)試驗(yàn)可以較好地評價礦粉中的黏土含量。而亞甲藍(lán)試驗(yàn)步驟簡單，耗時短，人為干預(yù)因素少，應(yīng)用于礦粉中黏土含量檢測具有較大的優(yōu)越性。

4 結(jié)束語

綜上所述，礦粉黏性土含量檢測技術(shù)研究結(jié)論如下：

（1）對比液塑限試驗(yàn)，亞甲藍(lán)試驗(yàn)具有操作簡單快捷、試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確、檢測成本更低的優(yōu)點(diǎn)。

（2）通過向石灰?guī)r礦粉中摻入2 種不同黏土，黏土摻量增大，亞甲藍(lán)值增大，而塑性指數(shù)呈現(xiàn)不規(guī)律的變化。

（3）結(jié)合灰色關(guān)聯(lián)分析及逐步回歸法分析黏土含量對亞甲藍(lán)值和塑性指數(shù)的影響程度，結(jié)果表明黏土含量對亞甲藍(lán)值影響更顯著，即表明亞甲藍(lán)指標(biāo)對礦粉中黏土含量更敏感。

（4）對礦粉中不同種黏土含量與亞甲藍(lán)值作相關(guān)性分析，低液限黏土線性回歸方程為：黏土含量=-3.349+2.806×亞甲藍(lán)值，調(diào)整后R2=0.954；高液限黏土線性回歸方程為：黏土含量=-4.073+3.488×亞甲藍(lán)值，調(diào)整后R2=0.806。

由此可知，采用亞甲藍(lán)試驗(yàn)檢測礦粉中黏土含量較液塑限聯(lián)合測定法在提高試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性及土工試驗(yàn)開展效率等方面具有更大的優(yōu)越性。