CN106018762B - 一种考虑级配离析情况室内试验检测沥青含量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种考虑级配离析情况室内试验检测沥青含量的方法，包括步骤：S1、取现场沥青混合料进行试验，得到现场沥青混合料的实际油石比P₀、各筛孔通过率p₀(x)、集料比表面积SA₀；S2、配制目标沥青混合料，建立目标沥青混合料表征离析的关键指标与集料离析引起的油石比偏差的线性相关关系，并得到相关性最好的线性相关关系L^*；S3、根据L^*及对应的筛孔通过率p₀(x)，计算油石比偏差W₀＝L^*；S4、根据所述的油石比偏差W₀，计算能反应该段沥青路面沥青混合料沥青用量的油石比P^*＝P₀‑W₀。本发明提供一种考虑级配离析影响下室内检测沥青含量的方法，为科学的评价沥青路面施工质量及指导沥青路面施工提供依据。

Description

一种考虑级配离析情况室内试验检测沥青含量的方法

技术领域

本发明涉及一种检测沥青路面沥青含量的方法，具体涉及一种考虑级配离析情况室内试验检测沥青含量的方法。

背景技术

采用现有《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011)中“T 0722-1993沥青混合料中沥青含量试验(离心分离法)”及“T 0735-2011沥青混合料中沥青含量试验(燃烧炉法)”，检测沥青混合料的沥青含量，不能反应所取沥青混合料沥青路面的沥青含量。

沥青混合料中大颗粒粒径矿料比表面积小，裹覆的沥青少；小颗粒粒径比表面积大，能裹覆的沥青多。故在沥青混合料取样进行室内试验时，若细集料偏多，则检测沥青含量数据会偏高，若粗集料偏多，则测定沥青含量数据偏小，并且目前验收规范对验收时矿料级配允许的偏差较大。因此，采用现有室内试验所测得的沥青用量，不能评价某段沥青路面沥青混合料沥青用量的准确性。

本发明提出一种针对室内试验的级配离析情况来修正室内试验所测得的沥青用量的方法，能够考虑室内沥青含量检测试验取料时的级配离析的影响，通过关键指标来衡量这种离析情况，并通过这些关键指标来对室内试验所测得沥青用量进行修正，使计算修正后的沥青用量能准确的反应某段沥青路面沥青混合料的沥青用量。

发明内容

本发明的目的是：为了克服现有“T 0722-1993沥青混合料中沥青含量试验(离心分离法)”及“T 0735-2011沥青混合料中沥青含量试验(燃烧炉法)”的不足，提出一种针对室内试验的级配离析情况来修正室内试验所测得的沥青用量的方法。为科学的评价沥青路面施工质量及指导沥青路面施工提供依据。

本发明要解决的问题是：使室内试验检测沥青含量能准确的反应沥青路面沥青含量的使用情况。

为了实现上述目的，采用如下技术方案：

一种考虑级配离析情况室内试验检测沥青含量的方法，包括步骤：

S1、取现场沥青混合料进行室内沥青含量试验及水洗筛分试验，得到现场沥青混合料的实际油石比P₀，及各筛孔通过率p₀(x)，并计算现场沥青混合料的集料比表面积SA₀；

S2、按照所述现场取沥青混合料的矿料级配及其目标油石比P配制目标沥青混合料，建立所述目标沥青混合料表征离析的关键指标与集料离析引起的油石比偏差的线性相关关系，并得到相关性最好的线性相关关系L^*；

S3、根据所述相关性最好的线性相关关系L^*及对应的现场沥青混合料的集料比表面积SA₀，计算现场取料检测沥青含量室内试验中集料离析引起的油石比偏差W₀＝L^*；

S4、根据所述的油石比偏差W₀，计算能反应该段沥青路面沥青混合料沥青用量的油石比P^*＝P₀-W₀。

进一步地，所述步骤S2具体包括：

S21、按照所述现场取沥青混合料的矿料级配及其目标油石比P拌制一定重量的目标沥青混合料，所述目标沥青混合料的重量应至少满足6次取样进行室内试验测沥青含量；

S22、多次模拟离析情况取拌制的目标沥青混合料进行室内沥青含量试验并水洗筛分，得到每次取样的目标沥青混合料的油石比P_i、各筛孔通过率p_i(x)以及集料比表面积SA_i,i表示试验序号，所述模拟离析情况取拌制沥青混合料，即在进行目标混合料检测沥青含量试验时，应部分试验多取粗集料，部分试验多取细集料；

S24、计算各组试验集料离析引起的油石比偏差W_i＝P_i-P；

S25、应用最小二乘法建立油石比偏差W_i与表征离析情况的关键指标的线性相关关系L(p_i(x))及L(SA_i)；

S26、选择相关性最好的线性相关曲线L^*。

进一步地，所述的室内沥青含量试验采用溶剂抽提法或燃烧炉法。

进一步地，所述的表征离析的关键指标包括4.75mm筛孔通过率、2.36mm筛孔通过率、1.18mm筛孔通过率和集料比表面积。

进一步地，所述的集料比表面积满足：

SA＝∑(p_i×FA_i)，

式中：SA—集料比表面积，单位为m²/kg；

p_i—各种粒径的通过百分率；单位为％；

FA_i—相应于各种粒径的集料的表面积系数，采用《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40-2004中的AI法计算。

相比现有技术，本发明的有益效果如下：

(1)本发明采用装置都是基于目前较成熟的室内检测沥青混合料沥青含量的试验装置，不需要添加其他设备，因此，本发明具有成本低、易于实施等优点；

(2)本发明是专门对室内沥青含量检测结果考虑其级配离析的影响，使室内试验结果能更准确的反应某段沥青路面沥青混合料的实际沥青用量情况，从而为科学的评价沥青路面施工质量及指导沥青路面施工提供依据；

(3)本发明考虑级配离析情况测沥青含量的结果能更好的评价沥青路面的施工质量，从而为构建沥青路面施工质量评价体系及科学的支付方式提供有力的支持；

(4)本发明实用性强，仅需增加模拟实验得到表征离析情况的关键指标与油石比偏差的相关关系，就能对室内试验结果进行修正，易于推广和应用。

附图说明

图1是本发明实施例1的流程图。

图2是本发明实施例2的油石比偏差-4.75mm筛孔通过率线性相关关系图。

图3是本发明实施例2的油石比偏差-2.36mm筛孔通过率线性相关关系图。

图4是本发明实施例2的油石比偏差-1.18mm筛孔通过率线性相关关系图。

图5是本发明实施例2的油石比偏差-比表面积线性相关关系图。

具体实施方式

以下结合实例对本发明的具体实施作进一步说明，但本发明的实施和保护范围不限于此。

某高速公路沥青路面上面层采用AC-16，集料选用的是花岗岩，填料矿粉为石灰岩，沥青采用SBS改性沥青，目标油石比为P＝4.9，矿料级配情况见表1

表1 AC-16沥青混合料矿料级配

实施例一

如图1所示，一种考虑级配离析情况室内试验检测沥青含量的方法，包括步骤：

S1、取现场沥青混合料进行室内沥青含量试验及水洗筛分试验，得到现场沥青混合料的实际油石比P₀，及各筛孔通过率p₀(x)，并计算现场沥青混合料的集料比表面积SA₀；

S2、按照所述现场取沥青混合料的矿料级配及其目标油石比P配制目标沥青混合料，建立所述目标沥青混合料表征离析的关键指标与集料离析引起的油石比偏差的线性相关关系，并得到相关性最好的线性相关关系L^*；

S3、根据所述相关性最好的线性相关关系L^*及对应的现场沥青混合料的集料比表面积SA₀，计算现场取料检测沥青含量室内试验中集料离析引起的油石比偏差W₀＝L^*；

S4、根据所述的油石比偏差W₀，计算能反应该段沥青路面沥青混合料沥青用量的油石比P^*＝P₀-W₀。

实施例二

一种考虑级配离析情况室内试验检测沥青含量的方法，包括如下步骤：

S1、取现场沥青混合料进行燃烧炉法的室内沥青含量试验及水洗筛分试验，得到现场沥青混合料的实际油石比P₀＝5.23，及各筛孔通过率p₀(x)，x表示筛孔尺寸，并计算现场沥青混合料的集料比表面积SA₀＝9.41，详情见表2：

表2现场取样室内燃烧试验后集料的通过率及比表面积

S2、按照表1所述现场取沥青混合料的矿料级配及其目标油石比P＝4.9拌制15kg的目标沥青混合料；

S3、模拟离析情况取拌制的目标沥青混合料进行室内沥青含量试验并水洗筛分，每次取2kg目标沥青混合料,共取六次，得到每次取样的目标沥青混合料的油石比P_i、各筛孔通过率p_i(x)以及集料比表面积SA_i,i表示试验序号，所述模拟离析情况取拌制沥青混合料，即在进行目标混合料检测沥青含量试验时，应部分试验多取粗集料，部分试验多取细集料,试验结果如表3所示：

表3目标混合料室内燃烧试验结果

S4、计算各组试验集料离析引起的油石比偏差W_i＝P_i-P(见表3)；

S5、应用最小二乘法建立油石比偏差W_i与表征离析情况的关键指标的线性相关关系L(p_i(x))及L(SA_i)，所述的表征离析的关键指标包括4.75mm筛孔通过率、2.36mm筛孔通过率、1.18mm筛孔通过率和集料比表面积(见图2至图4)；

S6、选择相关性最好的线性相关曲线L^*，从图2至图5中可以看出油石比偏差与比表面积SA的相关性最好，故相关性最好的线性相关曲线L^*：y＝0.48952x-4.3486；R²＝0.98026；

S7、根据所述相关性最好的线性相关关系L^*及对应的现场沥青混合料的集料比表面积SA₀＝9.41，计算现场取料检测沥青含量室内试验中集料离析引起的油石比偏差W₀＝0.48952x-4.3486＝0.48952×9.41-4.3486＝0.26；

S8、根据所述的油石比偏差W₀，计算能反应该段沥青路面沥青混合料沥青用量的油石比P^*＝P₀-W₀＝5.23-0.26＝4.97。

具体而言，所述的集料比表面积满足：

SA＝∑(p_i×FA_i)，

式中：SA—集料比表面积，单位为m²/kg；p_i—各种粒径的通过百分率；单位为％；FA_i—相应于各种粒径的集料的表面积系数；采用《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40-2004中的AI法计算。

上述试验结果表明，现有《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011)中，T 0735-2011“沥青混合料中沥青含量试验(燃烧炉法)”，检测的沥青混合料的油石比为5.23，其仅测试了所取混合料中的沥青，没有考虑因取料时的级配离析的影响。本发明通过对目标混合料取料检测其油石比，建立沥青混合料表征离析的关键筛孔与集料离析引起的油石比偏差的线性相关关系，从而计算现场取料检测沥青含量试验中因级配离析引起的油石比偏差，计算得到能反应该段沥青路面沥青混合料沥青用量的油石比4.97。本发明为考虑级配离析影响下的室内检测沥青含量提供了一种科学的方法，从而为科学的评价沥青路面施工质量及指导沥青路面施工提供依据。

本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种考虑级配离析情况室内试验检测沥青含量的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、取现场沥青混合料进行室内沥青含量试验及水洗筛分试验，得到现场沥青混合料的实际油石比P₀，及各筛孔通过率p₀(x)，并计算现场沥青混合料的集料比表面积SA₀；

S2、按照所述现场取沥青混合料的矿料级配及其目标油石比P配制目标沥青混合料，建立所述目标沥青混合料表征离析的关键指标与集料离析引起的油石比偏差的线性相关关系，并得到相关性最好的线性相关关系L^*；

S3、根据所述相关性最好的线性相关关系L^*及对应的现场沥青混合料的集料比表面积SA₀，计算现场取料检测沥青含量室内试验中集料离析引起的油石比偏差W₀＝L^*；

S4、根据所述的油石比偏差W₀，计算能反映所述现场沥青混合料所在沥青路面段的沥青混合料沥青用量的油石比P^*＝P₀-W₀。

2.根据权利要求1所述的一种考虑级配离析情况室内试验检测沥青含量的方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：

S21、按照所述现场取沥青混合料的矿料级配及其目标油石比P拌制一定重量的目标沥青混合料，所述目标沥青混合料的重量应至少满足6次取样进行室内试验测沥青含量；

S22、模拟离析情况分次取拌制的目标沥青混合料进行室内沥青含量试验并水洗筛分，得到每次取样的目标沥青混合料的油石比P_i、各筛孔通过率p_i(x)以及集料比表面积SA_i,i表示试验序号；

S23、计算各组试验集料离析引起的油石比偏差W_i＝P_i-P；

S24、应用最小二乘法建立油石比偏差W_i与表征离析情况的关键指标的线性相关关系L(p_i(x))及L(SA_i)；

S25、选择相关性最好的线性相关关系L^*。

3.根据权利要求1所述的一种考虑级配离析情况室内试验检测沥青含量的方法，其特征在于：所述的室内沥青含量试验采用溶剂抽提法或燃烧炉法。

4.根据权利要求1所述的一种考虑级配离析情况室内试验检测沥青含量的方法，其特征在于：所述的表征离析的关键指标包括4.75mm筛孔通过率、2.36mm筛孔通过率、1.18mm筛孔通过率和集料比表面积。

5.根据权利要求1所述的一种考虑级配离析情况室内试验检测沥青含量的方法，其特征在于，所述的集料比表面积满足：

SA＝∑(p_i×FA_i)，

式中：SA—集料比表面积，单位为m²/kg；

p_i—各种粒径的通过百分率；单位为％；

FA_i—相应于各种粒径的集料的表面积系数。