2017年底，全國(guó)公路總里程達(dá)到477.35萬km，高速公路通車?yán)锍虨?3.65萬km，未來5年，中國(guó)高速公路通車總里程將達(dá)到15萬km。高速公路大部分為瀝青路面，隨著人們對(duì)路面舒適性的追求越來越高，未來新建以及大規(guī)模的改擴(kuò)建公路路面結(jié)構(gòu)類型的首選也都將是瀝青路面。瀝青含量是瀝青混合料生產(chǎn)和施工質(zhì)量控制的重要指標(biāo)，關(guān)系到瀝青路面施工和易性、均勻性和路用性能，同時(shí)也是養(yǎng)護(hù)工程中瀝青路面舊路路用性能的重要技術(shù)表征。快速、準(zhǔn)確地獲取混合料或路面瀝青含量信息，能夠有效分析瀝青路面混合料的生產(chǎn)質(zhì)量，進(jìn)行事前質(zhì)量控制。對(duì)于舊路而言，獲取路面結(jié)構(gòu)材料中的瀝青含量信息，能夠有效評(píng)價(jià)舊路性能及材料衰減狀況，有利于采取合適養(yǎng)護(hù)措施和方案，對(duì)路面進(jìn)行保質(zhì)。瀝青含量確定技術(shù)是識(shí)別、區(qū)分瀝青混合料中瀝青與集料質(zhì)量比例，進(jìn)而確定瀝青混合料中瀝青用量的技術(shù)方法。本文重點(diǎn)介紹瀝青含量確定的主流技術(shù)及近年來的新技術(shù)，對(duì)各種技術(shù)的優(yōu)劣性進(jìn)行比較，指出未來瀝青含量確定技術(shù)的研究思路，以期進(jìn)一步提高瀝青含量確定技術(shù)和路面質(zhì)量控制水平。
1 瀝青含量確定技術(shù)的發(fā)展歷史
瀝青含量的確定技術(shù)發(fā)展大致可分為三類，第一類的代表方法為溶劑萃取法，該方法最大的特點(diǎn)是需要使用化學(xué)溶劑，且有效的溶劑基本上都具有較大的環(huán)境危害性。第二類瀝青含量確定技術(shù)開始被研究和推廣應(yīng)用，其代表方法是燃燒爐法型燃燒爐，第三類瀝青含量確定技術(shù)的代表方法是瀝青含量核子儀法，第三類方法的應(yīng)用不太被認(rèn)可，此外核子輻射危害論也進(jìn)一步限制了該類方法的推廣。
2 主要方法及其優(yōu)劣性比較
2.1 國(guó)內(nèi)規(guī)范瀝青含量確定的主要方法
中國(guó)《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》中明確的3種瀝青混合料瀝青含量的檢測(cè)方法包括射線法、離心分離法及燃燒爐法。
2.1.1 射線法
射線法測(cè)定瀝青混合料瀝青含量的方法，由放射源向?yàn)r青混合料試件發(fā)射高能中子，當(dāng)高能中子以某一已知速度與瀝青混合料中的氫原子發(fā)生碰撞后，高能中子的速度將發(fā)生衰減，并由中子探測(cè)裝置探測(cè)到其速度，由此得知高能中子的速度衰減程度。可以將高能中子的衰減程度稱為“射線參數(shù)”。當(dāng)瀝青含量不同時(shí)，高能中子與瀝青氫原子碰撞的頻率不同，瀝青含量越大，高能中子碰撞頻率越高，速度衰減越大，由此可以建立不同瀝青含量與射線參數(shù)之間的標(biāo)準(zhǔn)曲線。對(duì)實(shí)際取樣瀝青混合料進(jìn)行射線參數(shù)的測(cè)量；通過標(biāo)準(zhǔn)射線參數(shù)曲線計(jì)算瀝青混合料瀝青含量。射線法測(cè)量瀝青含量較為典型的是瀝青含量核子儀。
2.1.2 離心分離法
離心分離法的原理是將瀝青混合料用四氧化碳以及三氯乙烯等溶劑浸泡，待瀝青混合料中瀝青材料被充分溶解后，利用離心力將混合料中的瀝青分離出來，通過初步的離心分離，混合料中的礦料和瀝青發(fā)生分離，但得到的瀝青分離液中不可避免地含有礦粉，為了進(jìn)一步精確測(cè)定瀝青含量，規(guī)范方法提出通過壓力過濾器或燃燒法測(cè)定瀝青分離液中礦粉的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)精確測(cè)定混合料瀝青含量。
2.3 瀝青含量確定方法的優(yōu)劣性比較
射線法操作簡(jiǎn)單、方便快捷，耗時(shí)短，設(shè)備價(jià)格昂貴；不能確定混合料的級(jí)配，測(cè)定結(jié)果受瀝青來源、集料類型、試件大小、級(jí)配和人為誤差等多種因素影響，不同儀器之間的重現(xiàn)性很差，無法獲取級(jí)配信息；中子源輻射對(duì)人體健康具有一定的危害性。離心分離法的分離溶劑價(jià)格較貴，一般為三氯乙烯，具有毒性和揮發(fā)性，使用后難以處理且不安全；使用新型生物分解型溶劑的試驗(yàn)時(shí)間較長(zhǎng)，且比三氯乙烯類溶劑試驗(yàn)的精確度低；每次試驗(yàn)均需要使用溶劑，試驗(yàn)成本較高；礦粉的質(zhì)量損失易造成瀝青含量結(jié)果的較大誤差，額外分離需要的時(shí)間和成本較多；能夠獲得級(jí)配信息。光電比色計(jì)法方便、快捷、耗時(shí)少，但試驗(yàn)精度較差，且樣品的代表性不足；無法獲取級(jí)配信息；和離心分離法一樣也需要使用具有毒性的溶劑。燃燒爐法快捷、簡(jiǎn)單且精度較高，數(shù)據(jù)可直接自動(dòng)打印，能夠得到混合料礦料級(jí)配；但設(shè)備價(jià)格貴，耗電量大，每次試驗(yàn)成本較高；高溫下碎石中的有機(jī)物損失部分易被當(dāng)成是瀝青質(zhì)量，造成誤差。
3 結(jié)語
本文對(duì)瀝青混合料瀝青含量確定技術(shù)進(jìn)行了綜合性論述，從瀝青混合料瀝青含量確定技術(shù)的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀、各方法的優(yōu)劣性比較、發(fā)展趨勢(shì)及誤差修正方向等方面進(jìn)行了闡述；明確了瀝青含量確定技術(shù)的研究重點(diǎn)在于測(cè)定結(jié)果的誤差修正，這是保證測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確并有效指導(dǎo)施工的根本保證。在瀝青含量確定試驗(yàn)方面，燃燒爐法試驗(yàn)時(shí)間對(duì)于混合料生產(chǎn)周期而言仍然較長(zhǎng)，尚達(dá)不到施工質(zhì)量事前控制的標(biāo)準(zhǔn)。未來瀝青含量確定的試驗(yàn)技術(shù)需向數(shù)字化、快速化、批量化方向發(fā)展。數(shù)字圖像法在未來具有發(fā)展?jié)摿Γ岣?.36mm以下集料粒徑的識(shí)別能力是其突破方向。
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