CN108426992A - 一种测定改性沥青中不溶性高分子聚合物类固体颗粒含量的方法 - Google Patents

一种测定改性沥青中不溶性高分子聚合物类固体颗粒含量的方法 Download PDF

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刘敏
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郭汉征
孙涛
刘玲玲
赵林
温建祥
韦华
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Abstract

本发明公开的是一种测定道路石油沥青中含有不溶性高分子聚合物类固体颗粒含量的检测方法，首先测定出各种材料的密度，通过计算法计算出不含不溶性高分子聚合物沥青混合料的理论最大相对密度；然后按照给定的设计标准级配和标准的油石比进行拌制标准的沥青混合料，其后依据最佳油石比间隔正负0.3%的波动拌制沥青混合料，然后采用最大相对理论仪测定理论最大相对密度；建立油石比与测定理论最大相对密度的关系表，并通过计算得出每间隔0.1%的油石比与测定理论最大相对密度的数据表。最后将检测的样品的理论最大相对密度与标准的数据表进行对比。本发明能够有效地控制改性沥青混合料的质量，进而提高沥青混合料的使用寿命。

Description

一种测定改性沥青中不溶性高分子聚合物类固体颗粒含量的 方法
技术领域
本发明涉及对改性沥青中不溶性高分子聚合物类固体颗粒含量进行检测的方法，尤其是一种对改性沥青中的胶粉类含量的测定方法。
背景技术
道路石油沥青中掺入一定数量的橡胶粉类聚合物后，可以提高道路石油沥青的低温性能，同时可以明显的改变改性沥青混合料的理论最大相对密度。道路石油沥青中不溶性高分子聚合物类固体颗粒含量波动较大时，会严重影响改性沥青混合料的理论最大相对密度，从而显著的改变改性沥青混合料的孔隙率，从而影响路面的使用质量。
实际应用过程中发现不溶性高分子聚合物类固体颗粒对沥青路面造成以下危害：对沥青路面的空隙率，稳定度等路用性能质量影响较大，易造成质量事故。对拌合楼沥青储存罐产生一定程度的危害，严重的时候会导致沥青储存罐报废。防止事故的发生必须控制沥青混合料的理论最大相对密度，也就是相当于控制不溶性高分子聚合物类固体颗粒含量。聚合物类固体颗粒含量稳定，沥青混合料的理论最大相对密度稳定，沥青混合料的空隙率稳定，沥青混合料的高温性能、低温性能、抗水损害性能都会趋于稳定。
《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTGE20-2011测定沥青混合料的理论最大相对密度的试验方法为真空法、溶剂法和《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40-2004中规定的计算法三种方式。
改性沥青混合料的理论最大相对密度规范《公路沥青路面施工技术规范》F40-2004中明确规定对改性沥青采用计算法确定沥青混合料的理论最大相对密度。
《公路沥青路面施工技术规范》F40-2004中明确规定对非改性沥青采用真空实测法确定沥青混合料的理论最大相对密度。
道路石油沥青中掺入一定数量的橡胶粉类聚合物能够有效降低沥青供应商的供应成本，成为沥青供应商广泛采用的技术手段。确导致沥青的质量发生变化，影响混合料的长期使用性能。
道路石油沥青中不溶性高分子聚合物类固体颗粒含量与计算法确定的改性沥青混合料的理论最大相对密度的呈直线关系。
现行规范没有对改性沥青中不溶性高分子聚合物类固体颗粒含量的检测方法。施工单位在不知产品性能的情况下使用此类沥青，意味着供应商将材料风险转接到施工单位，给工程质量带来巨大风险。如何测定改性沥青中不溶性高分子聚合物类固体颗粒含量是目前路面工程中需要迫切的解决的问题。
计算法确定改性沥青混合料的理论最大相对密度的弊端。计算法沥青混合料的理论最大相对密度需要测定沥青拌合楼的各个热料仓的密度，然后在进行计算合成得出各个不同油石比下的理论最大相对密度。测定沥青拌合楼的各个热料仓的密度需要在沥青拌合楼生产完毕以后进行取样，测定热料仓密度的时间需要24h完成。在24h检测材料的时间内，施工的改性沥青混合料理论最大相对密度一直按照原来的密度计算。但沥青材料中不溶性高分子聚合物类固体颗粒含量波动较大时，无法及时检测出其含量，沥青混合料在24小时内存在不合格的风险。该计算法确定改性沥青混合料的理论最大相对密度的弊端是不能及时指导生产控制沥青混合料质量。
发明内容
本发明的目的是通过本方法检测出改性沥青中不溶性高分子聚合物类固体颗粒含量，解决传统检测方法不能检测改性沥青中不溶性高分子聚合物类固体颗粒含量的弊端。从而更加准确的测定改性沥青混合料的空隙率，保证混合料的耐久性和使用寿命。
本发明的技术方案是：
一种测定改性沥青中不溶性高分子聚合物类固体颗粒含量的方法，所述方法包括有如下步骤：
(1)首先测定出各种材料的密度，再通过计算法计算出改性沥青混合料的理论最大相对密度；
(2)然后按照标准级配和标准的油石比进行拌制标准的沥青混合料，通过理论最大相对密度测定仪测试处理论最大相对密度；
(3)最后通过内插法计算出改性沥青中不溶性高分子聚合物类固体颗粒含量，从而判定道路石油沥青的稳定性能。
进一步的，所述方法具体包括如下步骤：
(1.1)确定材料的品种和粒径规格；所述材料的品种为岩石的种类，包括粗集料、细集料以及矿粉；
(1.2)测定粗集料的表观相对密度和毛体积相对密度；测定细集料的表观相对密度和饱和面干相对密度；测定矿粉的表观相对密度；测定沥青的相对密度；
(1.3)计算出设计油石比下标准沥青混合料理论最大相对密度，具体为：
按照以下公式计算出合成毛体积相对密度：
Ysb＝100/(P1/Y1+P2/Y2+...+Pn/Yn+Wi/Yi)，
P1,P2,...Pn代表各种矿料的比例以及外掺剂的用量，
Y1,Y2,...Yn代表相应的材料的相对密度
Wi代表外掺剂的用量；
Yi代表外掺剂的表观相对密度；
按照以下公式计算出矿料的合成表观相对密度：
Ysa＝100/(P1/Y1′+P2/Y2′+...+Pn/Yn′+Wi/Yi)；
P1,P2,...Pn代表各种矿料的比例以及外掺剂的用量；
Y1′,Y2′,...Yn′代表各种材料的表观相对密度；
Wi代表外掺剂的用量；
Yi代表外掺剂的表观相对密度；
计算出材料的合成吸水率：wx＝1/(1/Ysb-1/Ysa)*100；
计算出合成矿料的吸收系数：C＝0.033wx2-0.2936wx+0.9339；
计算出矿料的有效相对密度Yse＝C*Ysa+C*Ysb；
计算出不同油石比下理论最大相对密度：
Yti＝(100+Pai)/(100/Yse+Pai/Yb)；
Pai:所计算的沥青混合料中的油石比；
Yb：沥青的相对密度；
Yti:相对于计算油石比时沥青混合料的理论相对最大密度；
注：计算的过程中增加油石比为零的一项，其基础数据作为横坐标的左起点。
(1.4)按照设计的标准级配和最佳油石比在沥青搅拌锅中进行拌制标准沥青混合料；烘干后通过真空法实测最佳油石比下标准沥青混合料的理论最大相对密度，并与步骤(1.3)计算得到的对应油石比下沥青混合料理论最大相对密度比较，从而确定修正系数；
(1.5)将掺有不同剂量的不溶性高分子聚合物类拌制沥青混合料测试最佳油石比下的理论最大相对密度，进行修正；按照外掺剂含量间隔编制出各自相对应的改性沥青混合料的理论相对最大密度表；不添加沥青的混合料直接采用真空法进行实测，获得数据列入表中；
(1.6)按照标准的级配和油石比以及标准的不溶性高分子聚合物含量，将待测沥青在室内拌制沥青混合料，并实测改性沥青混合料的理论相对最大密度；根据查相对应的编制表计算的数据，计算得出不溶性高分子聚合物类固体颗粒含量，从而判断改性沥青质量的稳定性。
进一步的，所述步骤(1.4)具体为：
(1.4.1)按照标准级配在最佳油石比上下浮动间隔为0.3％单独拌合沥青混合料，拌制好的沥青混合料放置到烘箱中保温，烘箱温度控制在160-180℃之间；
(1.4.2)将沥青混合料从烘箱中取出，放入平底盘中，等到混合料表皮温度达到100-150℃的时候，快速进行分散；沥青混合料降到室温的时，称取一定质量的混合料Ma放入最大相对理论密度仪中的负压容器中，称取负压容器的水中重质量M1；
(1.4.3)负压容器注满25±0.5℃的水，将沥青混合料全部浸没，至少高出混合料1cm以上；
(1.4.4)将负压容器放到试验仪上，连接设备，检查设备的密闭性能；开动真空泵达到设计的压力以后，开动震动和抽取真空15min±2min；
(1.4.5)抽取真空完毕以后，关闭设备，打开排气阀恢复容器中的压力；称取负压容器和混合料的水中重质量M2；
(1.4.6)计算出沥青混合料的水中重质量M2-M1；计算出实测沥青混合料理论最大相对密度Yt＝Ma/(Ma-M2+M1)；
(1.4.7)将步骤(1.4.6)得到的实测沥青混合料理论最大相对密度Yt与步骤(1.3)计算得到标准沥青混合料理论最大相对密度比较，从而确定修正系数。
进一步的，所述步骤(1.4.2)分散的时间不超过15min，次数为多次；小于5mm以下的颗粒手工分散均匀。
进一步的，所述步骤(1.2)中按照《公路工程集料试验规程》JTGE42-2005中T0304-2005网篮法测定粗集料的表观相对密度和毛体积相对密度；按照《公路工程集料试验规程》JTGE42-2005中T0330-2005测定细集料的表观相对密度和饱和面干相对密度；按照《公路工程集料试验规程》JTGE42-2005中T0352-2000测定矿粉的表观相对密度；所述步骤(1.3)中普通沥青的相对密度按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTGE20-2011中T0603-2011测定；所述材料的粒径规格按照《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40-2004中规格进行选择。
进一步的，所述步骤(1.5)中按照外掺剂间隔0.1％编制出各自相对应的改性沥青混合料的理论相对最大密度表。
进一步的，所述步骤(1.6)中按照标准的级配和油石比以及标准的不溶性高分子聚合物含量0.3％，将待测沥青在室内拌制沥青混合料。
本发明的显著效果是：可以直接有效的判断道路石油沥青中是否含有不溶性高分子聚合物类固体颗粒以及其含量；可以鉴别出普通道路石油沥青还是改性沥青；可以避免沥青材料供应商利用规范的漏洞对产品进行以次充好的行为；可以有效的控制改性沥青混合料的理论最大相对密度，确保沥青路面残余孔隙率的真实性，延长路面的使用寿命。
运用此理论可以解决以下具体问题:解决了普通道路石油沥青中是否含有不溶性高分子聚合物类固体颗粒含量，再通过沥青的针入度、软化点、延度三个指标可以综合判定普通沥青是否存在质量问题。可以防止沥青生产商在普通道路石油沥青和改性沥青生产过程中转换管线时，避免普通沥青和改性沥青发生混合。从源头堵住不合格品的发生，保证沥青混合料的质量。
运用此理论可以解决以下具体问题:可以解决目前含有微量橡胶粉类的SBS(SBR)改性沥青难以检测的问题。通过真空实测法测出理论最大相对密度，绘制理论最大相对密度与微量胶粉的关系图，再对进场的样品进行检测，通过内插计算出沥青中微量橡胶粉类的含量,是一种简单有效的方法。
采用本发明可以和规范的计算法相互验证，更加完善沥青混合料配合比设计，对沥青混合料的最佳油石比选取更加科学。
本发明不适应于吸水率大于3％多孔性集料的沥青混合料。
本发明具有较强的理论性和实战性,改变了目前仅能依靠计算法方法确定混合料最佳油石比的做法,可以同时校核计算法存在的错误。
本发明能够保证路面的质量，避免路面返工，缩短施工工期，降低生产成本，具有显著的经济效益和社会效益。
具体实施方式
本发明的原理如下：对改性沥青中不溶性高分子聚合物类固体颗粒含量的检测方法：首先测定出各种材料的密度，通过计算法计算出不含不溶性高分子聚合物沥青混合料的理论最大相对密度。然后按照给定的设计标准级配和标准的油石比进行拌制标准的沥青混合料，其后依据最佳油石比间隔正负0.3％的波动拌制沥青混合料，然后采用最大相对理论仪测定理论最大相对密度。建立油石比与测定理论最大相对密度的关系表，并通过计算得出每间隔0.1％的油石比与测定理论最大相对密度的数据表。最后将检测的样品的理论最大相对密度与标准的数据表进行对比。得出结论：在无掺加不溶性高分子聚合物的改性沥青，其油石比的波动情况。在有掺加不溶性高分子聚合物的改性沥青内插法计算出沥青中含有不溶性高分子聚合物类固体颗粒含量的用量，并判断其用量的稳定性。
本发明的实验步骤如下：
确定材料的品种和规格，材料的品种为岩石的种类，材料按照规范分为粗集料、细集料、填料、沥青等四大类材料。材料的粒径规格按照《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40-2004中规格进行选择。需要注明0-3mm石屑和0-5mm石屑的选择，原则上推荐使用0-3mm石屑。沥青混合料中粗细集料的区别是以2.36mm筛孔为分界线。
按照《公路工程集料试验规程》(JTGE42-2005)中T0304-2005网篮法测定粗集料的表观相对密度和毛体积相对密度。
毛体积相对密度：当集料成表干状态(即饱和面干状态)时，集料级擦干表面水，开口孔隙中仍充满了水，集料的表干质量与水中质量之差相当于除了浮力以外又加上了开口孔隙的体积，即为集料的毛体积。由此求得的绝干毛体积相对密度通称毛体积相对密度。
表观相对密度：是指材料在绝对密实状态下的单位体积的质量与水的质量比值。
按照《公路工程集料试验规程》(JTGE42-2005)中T0330-2005测定细集料的表观相对密度和饱和面干相对密度。
饱和面干相对密度的定义：细集料的饱和面干密度亦称表干密度,是指饱和面干状态下,单位毛体积(包括实体体积、闭口、开口孔隙体积)细集料的质量.由饱和面相对密度求得，指细集料的饱和面干密度与同温度水的质量的比值。饱和面干相对密度一般是对细集料而言的。
按照《公路工程集料试验规程》(JTGE42-2005)中T0352-2000测定矿粉的表观相对密度。
矿粉由于原材料颗粒级配比较细，无法测定其毛体积相对密度和饱和面干相对密度。《公路工程集料试验规程》(JTGE42-2005)中T0352-2000规定矿粉采用表观相对密度替代毛体积相对密度。
按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTGE20-2011中T0603-2011测定沥青的相对密度。
按照以下公式计算出合成毛体积相对密度；
Ysb＝100/(P1/Y1+P2/Y2+...+Pn/Yn+Wi/Yi)；
P1,P2,...Pn代表各种矿料的比例；
Y1,Y2,...Yn代表相应的材料的相对密度。粗集料采用的毛体积相对密度，细集料采用饱和面干相对密度，当矿粉中采用表观相对密度。
Wi代表外掺剂的用量；
Yi代表外掺剂的表观相对密度；
按照以下公式计算出矿料的合成表观相对密度；
Ysa＝100/(P1/Y1′+P2/Y2′+...+Pn/Yn′+Wi/Yi)；
P1,P2,...Pn代表各种矿料的比例以及外掺剂的用量；
Y1′,Y2′,...Yn′代表各种材料的表观相对密度；
Wi代表外掺剂的用量；
Yi代表外掺剂的表观相对密度；
计算出材料的合成吸水率：wx＝1/(1/Ysb-1/Ysa)*100；
计算出合成矿料的吸收系数：C＝0.033wx2-0.2936wx+0.9339；
计算出矿料的有效相对密度Yse＝C*Ysa+C*Ysb；
计算出不同油石比下理论最大相对密度：
Yti＝(100+Pai)/(100/Yse+Pai/Yb)；
Pai:所计算的沥青混合料中的油石比；
Yb：沥青的相对密度；
Yti:相对于计算油石比时沥青混合料的理论相对最大密度；
注：计算的过程中增加油石比为零的一项，其基础数据作为横坐标的左起点。
检查同一批石料的表观相对密度，复现性误差不得大于0.02。大于此误差的石料不能应用此种方法。
按照《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40-2004规定的方法进行沥青混合料配合比设计，确定出最佳的标准级配和油石比以及其它物理体积参数。
在室内沥青搅拌锅中按照设计标准级配和最佳油石比的进行拌制的沥青混合料。在最佳油石比上下浮动0.3％，共采取五个油石比的点数。如AC-20沥青混合料最佳油石比为4.3％，采用3.7％，4.0％、4.3％、4.4％、4.7％五个油石比按照标准级配单独拌合沥青混合料。拌制好的沥青混合料放置到烘箱中保温，烘箱温度控制在160-180℃之间。
将改性沥青混合料从烘箱中取出，放入平底盘中，待到等到混合料表皮温度达到100-150℃的时候，快速进行分散。分散时间为15min，试验次数2次。小于5mm以下的颗粒手工分散均匀。
沥青混合料降到室温的时，称取一定质量的混合料Ma放入最大相对理论密度仪中的负压容器中。称取负压容器的水中重质量M1。
负压容器注满25±0.5℃的水，将改性沥青混合料全部浸没，至少高出混合料1cm以上。
将负压容器放到试验仪上，连接设备，检查设备的密闭性能。开动真空泵达到设计的压力以后。开动震动和抽取真空15min±2min,不用掺加表面活性剂等材料。
抽取真空完毕以后，关闭设备，打开排气阀恢复容器中的压力。称取负压容器和混合料的水中重质量M2。
计算出改性沥青混合料的水中重质量M2-M1。
计算出改性沥青混合料理论最大相对密度Yt＝Ma/(Ma-M2+M1)，保留三位小数。重复性实验误差为0.005g/cm3；
根据实测最佳油石比下改性沥青混合料的理论最大相对密度和之前计算得到的改性沥青混合料的理论最大相对密度比较确定修正系数。
将掺有不同剂量的不溶性高分子聚合物类拌制沥青混合料测试最佳油石比下的理论最大相对密度，进行修正。按照外掺剂间隔0.1％编制出各自相对应的改性沥青混合料的理论相对最大密度表。不添加沥青的混合料直接采用真空法进行实测，获得数据列入表中。
根据查相对应的编制表计算的数据，计算得出不溶性高分子聚合物类固体颗粒含量，从而判断改性沥青质量的稳定性。
以下结合两个具体实施例进一步对本发明进行说明。
实施例1：判定不溶性高分子聚合物的改性沥青是否有其它物质；
第一步：确定材料的品种：碎石的种类为石灰岩，矿粉为石灰岩磨制，沥青采用SBS改性沥青针入度为60-80(0.1mm)。
第二步：确定标准样品的基础参数：
1)给定的标准级配：
2)设计的配合比及最佳油石比(改性沥青)
材料名称 15-30mm碎石 10-15mm碎石 5-10mm碎石 3-5mm碎石 0-3mm碎石 矿粉 最佳油石比
比例(％) 21 21 19 10 27 2 45
3)给定的最佳油石比：4.5％；拌合温度170-175℃；
4)按照《公路工程集料试验规程》测试粗集料、细集料、矿粉密度。密度见下表1：
矿料密度统计表表1
注：改性沥青为掺加量为0％的不溶性高分子聚合物的改性沥青，外掺剂类的掺加剂不在之列。
第三步：计算出掺量为0％不溶性高分子聚合物的改性沥青混合料的理论最大相对密度。
1)按照掺加量为0％不溶性高分子聚合物的改性沥青按照以下公式计算出合成毛体积相对密度；Ysb＝100/(P1/Y1+P2/Y2+...+Pn/Yn)＝2.719；
2)按照以下公式计算出矿料的合成表观相对密度；
Ysa＝100/(P1/Y1+P2/Y2+...+Pn/Yn)＝2.767；
3)计算出材料的合成吸水率：wx＝1/(1/Ysb-1/Ysa)*100＝0.638；
4)计算出合成矿料的吸收系数：C＝0.033wx2-0.2936wx+0.9339＝0.760；
5)计算出矿料的有效相对密度Yse＝C*Ysa+C*Ysb＝2.755；
6)计算最佳油石比下理论最大相对密度：
Yti＝(100+Pai)/(100/Yse+Pai/Yb)＝2.572；
7)计算出不同油石比下的理论最大相对密度：
油石比(％) 39 42 45 48 51
计算理论最大相对密度 2.590 2.581 2.572 2.563 2.554
第四步：真空法实测最佳油石比沥青混合料的理论最大相对密度为2.574：
油石比(％) 3.9 4.2 4.5 4.8 5.1
实测理论最大相对密度 2592 2.583 2.574 2.564 2555
第五步：取以上实测理论最大相对密度与各自对应计算出不同油石比下的理论最大相对密度的差值，确定修正系数2.574-2.572＝0.002；
第六步：将以上油石比按照0.1％的间隔列出所对应的实测理论最大相对密度计算数据表。生产过程中要求油石比波动±0.5％，故此选择4.0-5.0％油石比作为计算数据表的基础。
油石比(％) 实测理论最大相对密度
4.0 2.589
4.1 2.586
4.2 2.583
4.3 2.580
4.4 2.577
4.5 2.574
4.6 2.571
4.7 2.568
4.8 2.565
4.9 2.562
5.0 2.559
第七步：判定：将取来的样品拿着标准级配和标准的油石比4.5％在室内拌制沥青混合料，在进行室内实测的理论最大相对密度。
如果实测的理论最大相对密度为2.574，判定改性沥青质量稳定，无其它杂物。
如果实测的理论最大相对密度为2.572-2.574之间，判定沥青质量基本稳定。判定状态为没有其它杂物。
如果实测的理论最大相对密度为2.574-2.577，或者2.572-2.570时，对于此种沥青应当加强监控，判定状态为怀疑沥青中有不溶性高分子聚合物。
如果实测的理论最大相对密度大于2.577，或者小于2.570时，此种沥青必考虑沥青材料含有不溶性高分子聚合物，对沥青材料进行全指标化验，检测沥青品种是否变化。
同时也可以进行两到三个油石比进行复核，确认材料是否含有不溶性高分子聚合物。
实施例2：判定不溶性高分子聚合物的改性沥青中的含量。
第一步：保持改性沥青最佳油石比4.5％不变的前提下，确定掺加不溶性高分子聚合物类固体颗粒含量，例如0.1％，计算出最佳油石比下理论最大相对密度为Yti＝(100+Pai)/(100/Yse+Pai/Yb)＝2.575；基质沥青的相对密度1.036；
第二步：计算出不同含量的不溶性高分子聚合物的改性沥青中的理论最大相对密度，计算列表如下：
聚合物掺加量(％) 计算理论最大相对密度
0 2.572
0.1 2.575
0.2 2.578
0.3 2.581
0.4 2.584
0.5 2.587
0.6 2.590
0.7 2.593
0.8 2.596
0.9 2.599
1.0 2.602
第三步：然后再在室内随机抽取含量0.1-1.0％之间随意三个点，按照标准和最佳油石比4.5％进行拌制沥青混合料。
第四步：进行实测法实测理论最大相对密度进行统计列表得出修正以后的数据表：例如：
聚合物掺加量(％) 计算理论最大相对密度 实测论最大相对密度
0.1 2.575 2.577
0.3 2.581 2.583
0.6 2.590 2.591
第五步：确定修止系数：进行统计修止系数为0.002；
第六步：按照间距0.1％列表修正后实测理论最大相对密度。建立不溶性高分子聚合物类标准数值对照表。
聚合物掺加量(％) 修正后实测理论最大相对密度
0 2.574
0.1 2.577
0.2 2.580
0.3 2.583
0.4 2.586
0.5 2.589
0.6 2.592
0.7 2.595
0.8 2.597
0.9 2.601
1.0 2.604
第七步：不溶性高分子聚合物类对进厂的改性沥青按照标准步骤去实施。按照标准的级配和油石比以及标准的不溶性高分子聚合物含量0.3％。在室内拌制沥青混合料，在规定的温度下分散沥青混合料，再采用理论最大相对密度仪测试得到理论最大相对密度为2.583，按照上表进行比较。
判定：如果测试改性沥青的理论最大相对密度为2.583。判定该改性沥青质量稳定。
判定：如果测试改性沥青的理论最大相对密度为2.582-2.585之间，判定该批次改性沥青加强监控。
判定：如果测试改性沥青的理论最大相对密度为小于2.582或者大于2.585时，判定该改性沥青处于异常阶段，加强改性沥青的全指标检测，综合判断该沥青的使用性能，能否用于生产。
本发明的检测方法是通过真空法实测改性沥青混合料(不包含SMA型沥青混合料、岩沥青等特殊类型的改性沥青混合料)的理论最大相对密度，再通过计算法计算出沥青混合料中不溶性高分子聚合物类固体颗粒的含量。本方法通过测定沥青混合料不溶性高分子聚合物类固体颗粒的含量可以有效的控制沥青混合料的空隙率。目前国家规范《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40-2004中规定对改性沥青采用计算法确定沥青混合料的理论最大相对密度，规范规定的方法缺陷是不能完全有效的反应出沥青混合料的真实空隙率，从而造成部分改性沥青混合料的空隙率失真，不能有效地控制改性沥青混合料的质量，影响了沥青混合料的使用寿命。对于改性沥青混合料，规范规定该方法在料源密度变化的情况下，测定石料的密度需要24h，对于指导改性沥青混合料施工生产存在一定的缺陷，在24h以内不能有效的控制沥青混合料的真实孔隙率。
采用本检测方法可以在1h内测定出不溶性高分子聚合物类固体颗粒的含量，确定沥青混合料的理论最大相对密度的波动性，可以及时对改性沥青混合料的技术指标起到关键控制作用，可以有效的保证沥青路面的使用寿命。该方法对改性沥青路面的施工具有较强的施工指导性，在1h内及时控制沥青混合料的质量，对预防沥青路面的早期病害起到积极的作用。
本发明在工程实践中得到应用，多次检测出改性沥青存在的问题。在施工控制中简单易行，整个检测过程不超过2h，比规范的计算法节约时间，施工指导意义强，准确性高，操作方便，具有较强的实战性
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种测定改性沥青中不溶性高分子聚合物类固体颗粒含量的方法，其特征在于，所述方法包括有如下步骤：
(1)首先测定出各种材料的密度，再通过计算法计算出改性沥青混合料的理论最大相对密度；
(2)然后按照标准级配和标准的油石比进行拌制标准的沥青混合料，通过理论最大相对密度测定仪测试处理论最大相对密度；
(3)最后通过内插法计算出改性沥青中不溶性高分子聚合物类固体颗粒含量，从而判定道路石油沥青的稳定性能。
2.根据权利要求1所述的测定改性沥青中不溶性高分子聚合物类固体颗粒含量的方法，其特征在于，所述方法具体包括如下步骤为：
(1.1)确定材料的品种和粒径规格；所述材料的品种为岩石的种类，包括粗集料、细集料以及矿粉；
(1.2)测定粗集料的表观相对密度和毛体积相对密度；测定细集料的表观相对密度和饱和面干相对密度；测定矿粉的表观相对密度；测定沥青的相对密度；
(1.3)计算出设计油石比下标准沥青混合料理论最大相对密度，具体为：
按照以下公式计算出合成毛体积相对密度：
Ysb＝100/(P1/Y1+P2/Y2+...+Pn/Yn+Wi/Yi)，
P1,P2,...Pn代表各种矿料的比例以及外掺剂的用量，
Y1,Y2,...Yn代表相应的材料的相对密度
Wi代表外掺剂的用量；
Yi代表外掺剂的表观相对密度；
按照以下公式计算出矿料的合成表观相对密度：
Ysa＝100/(P1/Y1′+P2/Y2′+...+Pn/Yn′+Wi/Yi)；
P1,P2,...Pn代表各种矿料的比例以及外掺剂的用量；
Y1′,Y2′,...Yn′代表各种材料的表观相对密度；
Wi代表外掺剂的用量；
Yi代表外掺剂的表观相对密度；
计算出材料的合成吸水率：wx＝1/(1/Ysb-1/Ysa)*100；
计算出合成矿料的吸收系数：C＝0.033wx2-0.2936wx+0.9339；
计算出矿料的有效相对密度Yse＝C*Ysa+C*Ysb；
计算出不同油石比下理论最大相对密度：
Yti＝(100+Pai)/(100/Yse+Pai/Yb)；
Pai:所计算的沥青混合料中的油石比；
Yb：沥青的相对密度；
Yti:相对于计算油石比时沥青混合料的理论相对最大密度；
(1.4)按照设计的标准级配和最佳油石比在沥青搅拌锅中进行拌制标准沥青混合料；烘干后通过真空法实测最佳油石比下标准沥青混合料的理论最大相对密度，并与步骤(1.3)计算得到的对应油石比下沥青混合料理论最大相对密度比较，从而确定修正系数；
(1.5)将掺有不同剂量的不溶性高分子聚合物类拌制沥青混合料测试最佳油石比下的理论最大相对密度，进行修正；按照外掺剂含量间隔编制出各自相对应的改性沥青混合料的理论相对最大密度表；不添加沥青的混合料直接采用真空法进行实测，获得数据列入表中；
(1.6)按照标准的级配和油石比以及标准的不溶性高分子聚合物含量，将待测沥青在室内拌制沥青混合料，并实测改性沥青混合料的理论相对最大密度；根据查相对应的编制表计算的数据，计算得出不溶性高分子聚合物类固体颗粒含量，从而判断改性沥青质量的稳定性。
3.根据权利要求2所述的测定改性沥青中不溶性高分子聚合物类固体颗粒含量的方法，其特征在于，所述步骤(1.4)具体为：
(1.4.1)按照标准级配在最佳油石比上下浮动间隔为0.3％单独拌合沥青混合料，拌制好的沥青混合料放置到烘箱中保温，烘箱温度控制在160-180℃之间；
(1.4.2)将沥青混合料从烘箱中取出，放入平底盘中，等到混合料表皮温度达到100-150℃的时候，快速进行分散；沥青混合料降到室温的时，称取一定质量的混合料Ma放入最大相对理论密度仪中的负压容器中，称取负压容器的水中重质量M1；
(1.4.3)负压容器注满25±0.5℃的水，将沥青混合料全部浸没，至少高出混合料1cm以上；
(1.4.4)将负压容器放到试验仪上，连接设备，检查设备的密闭性能；开动真空泵达到设计的压力以后，开动震动和抽取真空15min±2min；
(1.4.5)抽取真空完毕以后，关闭设备，打开排气阀恢复容器中的压力；称取负压容器和混合料的水中重质量M2；
(1.4.6)计算出沥青混合料的水中重质量M2-M1；计算出实测沥青混合料理论最大相对密度Yt＝Ma/(Ma-M2+M1)；
(1.4.7)将步骤(1.4.6)得到的实测沥青混合料理论最大相对密度Yt与步骤(1.3)计算得到标准沥青混合料理论最大相对密度比较，从而确定修正系数。
4.根据权利要求3所述的测定改性沥青中不溶性高分子聚合物类固体颗粒含量的方法，其特征在于，所述步骤(1.4.2)分散的时间不超过15min，次数为多次；小于5mm以下的颗粒手工分散均匀。
5.根据权利要求2所述的测定改性沥青中不溶性高分子聚合物类固体颗粒含量的方法，其特征在于：所述步骤(1.2)中按照《公路工程集料试验规程》JTGE42-2005中T0304-2005网篮法测定粗集料的表观相对密度和毛体积相对密度；按照《公路工程集料试验规程》JTGE42-2005中T0330-2005测定细集料的表观相对密度和饱和面干相对密度；按照《公路工程集料试验规程》JTGE42-2005中T0352-2000测定矿粉的表观相对密度；所述步骤(1.3)中普通沥青的相对密度按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTGE20-2011中T0603-2011测定；所述材料的粒径规格按照《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40-2004中规格进行选择。
6.根据权利要求2所述的测定改性沥青中不溶性高分子聚合物类固体颗粒含量的方法，其特征在于：所述步骤(1.5)中按照外掺剂间隔0.1％编制出各自相对应的改性沥青混合料的理论相对最大密度表。
7.根据权利要求2所述的测定改性沥青中不溶性高分子聚合物类固体颗粒含量的方法，其特征在于：所述步骤(1.6)中按照标准的级配和油石比以及标准的不溶性高分子聚合物含量0.3％，将待测沥青在室内拌制沥青混合料。
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