瀝青含量

確定瀝青混合料的瀝青含量從本質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。

(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。

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。

瀝青含量離心分離法

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。

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。

瀝青含量射線法

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。

瀝青含量燃燒爐法

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)質量控制，在實際使用巾取得了較好的效果。

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)生轉相，變成油包水型乳化瀝青，或稱反轉瀝青乳液。

這種反轉瀝青乳液具有瀝青的性質，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。空隙率僅為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。