谈沥青混合料沥青含量测试及问题分析

摘要：抽提法测定沥青混合料中沥青含量的方法是目前最常用的方法,其原理简单,但试验操作误差对试验结果的影响很大,本文就这一问题进行了分析。

关键词：抽提法；沥青含量；误差；分析

1 前言

沥青路面在我国城市交通及高等级公路中使用越来越广泛，但其沥青路面的使用性能的好坏及路面质量却与沥青含量有直接关系。如何快速、准确地测定沥青含量，以监督指导沥青路面的施工，保证沥青路面的质量是关键的问题。我国目前最常用的测定方法是溶剂抽提法，分为离心抽提、回流抽提、脂肪抽提等，其原理是利用溶剂（三氯乙烯、笨、汽油等）将沥青从沥青混合料中分离出来，通过沥青混合料的质量差而求得沥青含量，从而得到沥青含量和集料的级配。

下文现就常用的离心抽提法经常产生误差的因素进行分析。通过多年的经验得出，抽提法的关键是减少试验误差，准确计算沥青混合料的重量差。而减少试验误差的关键在于如何保证各个试验环节中准确、正确称量出各种材料的真实质量。

2 抽提法测定沥青混合料沥青含量的试验误差分析

2．1 滤纸的称量

试验时采用圆形滤纸，而此滤纸的作用是防止混合料中粗、细集料流失，使沥青与三氯乙烯混合液过滤出来。由于盖子的紧密程度及滤纸本身孔径大小，必然有部分矿粉由于压力和离心作用流失在混合液中，粘附在滤纸上。因此需根据纸的增重确定矿粉的部分质量，滤纸放在空气中会吸收空气中的水分。我们做过试验，试验前将滤纸烘干后，间隔不同时间称量如下表：

由上表可见在做抽提试验前后，滤纸是否烘干，烘干后放置多久称量，对计算滤纸增重即矿粉的真产质量都很重要。由结果可看出烘干后室温下冷却三十分钟后，滤纸吸潮基本稳定易于称量，因此建议滤纸的增重应统一确定在烘干后，室温下冷却三十分钟称量，减少称量误差。

2．2 矿料的质量

对于我们常用的石灰岩石料，由于它比较致密，因此当试验完成洗净的矿料烘干后，冷却至室温放置时间的长短，其质量无明显改变。但对于有孔或多孔性石料如玄武岩等，由于石料本身有孔隙，在抽提试验结束，被洗净的矿料烘干后冷却至室温的过程中会吸取空气中水分，石料吸水率越大吸潮越大。例如对吸水率为2.3%的玄武岩，在室温下的吸潮率如下表：

如上表所示，若沥青混合料为1500g，油石比为4.5%，抽提后矿料质量应为1435.41g，半小时后称量，则质量为1437.85g，实算油石比为4.32%，减少了0.18%。由此可以看出静置时间越长，则矿料质量越大，计算油石比与实际油石比偏差越大，因此建议对于有孔或多孔性矿料应在烘干后，立即称取质量以减少偏差。

2．3 抽提液中矿粉含量的确定

抽提液中矿粉含量测定方法有：1、用燃烧法取小样本测定；2、采用甩干器，用高速离心法将矿粉与沥青三氯乙烯混合液分离，通过离心甩干杯的增重来确定矿粉质量；3、也可通过长时间的静置沉淀后，倾倒掉混合液测得矿粉质量。

现就燃烧法取小样本测定矿粉质量和采用甩干器通过离心甩干杯的增重来确定矿粉质量两种方法在试验操作中应注意的问题谈几点体会。

2．3．1 用燃烧法取小样本测定矿粉质量应注意的问题：

（1）抽提液体积应准确定量，因为三氯乙烯的易挥发性，应在抽取10ml试样时准确定量抽提液体积。

（2）抽取10ml样品前，抽提液应充分摇匀，抽取时应快速，准确、抽取液面下中间部位10ml试样。

（3）存放试样的坩埚应事先在500-600℃高温炉中烘干，在干燥器中冷却至室温后，准确称量其质量，称量精度应达到0.005g。因为若我们抽提后的混合液为3000ml，坩埚质量的称量精度为0.005g，对油石比为4.5%的1500g沥青混合料，其矿粉质量的精度为1.5g，对油石比的影响为0.1%。

（4）试样取定后应先使三氯乙烯挥发，再至高温炉中燃烧。这一过程中应注意不使试样溅出损失影响试验结果。可采用在坩埚下垫石棉瓦使其均匀受热，并在蒸发过程中不断摇动坩埚的方法，直至坩埚内试样呈暗黑色。然后放入500-600℃高温炉中充分燃烧，一般需15-30分钟，取出后放入干燥器中冷却至室温称量质量。

（5）矿粉是由含碳酸盐的石料磨细加工而的，当经过500-600℃高温燃烧后，不仅是沥青被烧为气体，还有部分CaCO3放出CO2形式存在，因此要按每克5ml比例加入饱和(NH4)2CO3溶液，将CaO还原成CaCo3，以准确确定矿粉含量。

2．3．2 利用离心原理分离矿粉与沥青三氯乙烯混合液来确定矿粉质量应注意的问题：

利用离心原理分离矿粉与沥青三氯乙烯混合液有两种仪器：一种是将抽提液通过医用离心甩干器分多次分离；一种是采用一体式全自动抽提仪一次分离。

（1）、通过医用离心甩干器分多次分离抽提液应注意的问题：

试验前准确称量离心甩干杯的质量，每次倒抽提液时应尽量保持四个杯子里的溶液均衡，离心机启动时转速提高不宜过快，以免溶液倾出，经过分离的离心杯应在烘箱中烘干使三氯乙烯完全挥发，最后准确称量离心杯的重量，通过计算两次称量差值得到抽提液中矿粉质量。采用甩干器测定可以将矿粉绝大部分直接测定，对于极溶于沥青三氯乙烯混合液中的矿粉，则可用燃烧法测定一次得出一个常数进行校正，我们进行试验的结果，表明这部分矿粉不足0.5g，可以不予考虑。室内拌制油石比3.9%、4.2%、4.5%沥青混合料各两盘进行校核试验结果见下表：

注：第一盘由于沥青粘附在搅拌叶片及搅拌锅内壁上，损失较多，油石比偏小。

（2）、采用一体式全自动抽提仪进行试验时，只需准确称量试验前矿粉甩干桶和滤纸的质量，以及试验后烘干的矿粉甩干桶和滤纸的质量，通过两次称量差值得到矿粉质量。

3 结论

3．1 抽提法测定沥青混合料中沥青含量的试验方法，如何准确确定矿粉质量是关键。

3．2 燃烧法取小样本测定矿粉质量的方法影响因素太多，如小样本的代表性，称量精度要求高，试验步骤多，易出现累计称量误差等而导致试验结果的不准确。

3.3 用离心原理分离矿粉与沥青三氯乙烯混合液来确定矿粉质量的试验方法操作简单，所需时间短，试验结果准确，应推广使用。

3．4 通过长时间的静置沉淀后，倾倒掉混合液测得矿粉质量的方法虽然能较准确的得到结果，但费时长，不适合用于施工控制。

不管采用哪一种试验方法，当我们在操作中避免以上误差后，都能准确测得沥青含量及矿料级配以保证沥青混合料的质量，及时指导施工保证沥青路面的正常使用。

参考文献

[1]JTJ052-2000《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》