岩沥青改性沥青中沥青含量实测结果误差分析

岩沥青改性沥青中沥青含量实测结果误差分析

黄敏

（上海同济检测技术有限公司上海200092）

摘要：本文结合工程实例中岩沥青改性沥青，对沥青含量设计值与实测值之间差异进行了分析。

关键字：岩沥青；改性；沥青含量；误差分析；

沥青混凝土路面中车辙是较为常见的一种结构性病害，其中沥青混合料本身高温稳定性欠佳是导致车辙的重要因素，为此在重载交通道面应使用高性能沥青混合料。为获得高性能沥青混合料，常常需要在普通沥青中加入改性剂。本文结合某市普通干线公路养护大中修工程中岩沥青改性沥青的应用，对抽提试验所得沥青含量与生产配合比确定的沥青含量之间误差进行研究分析，了解二者之间差异，为工程实际应用提供参考。

1试验方案

为分析现场实测沥青含量误差情况，本项目结合现场情况通过室内原材料性能检验、沥青混合料配合比设计等以确定沥青最佳用量，并得到指导生产拌和的生产配比。在现场铺筑试验段过程中以抽样手段获取样品，并按照规范方法通过抽提试验得到实际拌和沥青混合料中沥青含量。对比分析设计配比与实际检测沥青含量二者之间差异，研究分析相关成因。相关试验方案流程如下。

2沥青用量确定

某市普通干线公路养护大中修工程中，面层结构类型都采用Superpave沥青混合料。Superpave沥青混合料采用旋转压实仪成型试件，依据沥青混合料初始、设计和最大旋转压实次数时的密实度，以及在设计压实次数时的空隙率、矿料间隙率、沥青填隙率、填料与有效沥青之比进行沥青混合料的组成设计。它在沥青混合料组成设计时首先依据石料的性质进行级配组成设计，然后再进行油石比的选择，从而确定沥青用量。

在本项目中，仅在中上面层中使用岩沥青改性沥青，各层结构形式及沥青混合料使用情况如下表。

2.1级配组成

根据热料仓的筛分结果，组配成与目标配合比设计时合成级配相接近的级配，合成级配情况列于以下。

2.2生产配比沥青用量确定

岩沥青改性沥青来自于江苏文昌新材料科技有限公司，它的制备主要是在基质沥青中内掺了7.0%的岩沥青。其中岩沥青原材料来源于四川的青川，粉末状态，颜色比较纯，对生产配比阶段原材料性能进行测试，结果如下。

采用生产配比的级配，分别进行在目标配比最佳沥青用量、及±0.3%的沥青用量情况下成型试件并测定试件的主要体积指标。当目标空隙率控制为4%时，其他体积指标均能满足技术要求，即得到各面层本次用于生产配比使用的沥青用量。汇总于下表。

2.3有效沥青含量确定

由于岩沥青改性沥青中矿物质及其他杂物的存在，其中沥青含量并不能简单按照100%沥青含量计算，所以，我们需要找出岩沥青的有效沥青（沥青组份）含量。实际上，岩沥青主要有纯沥青物质（有效沥青）和固体残留物（灰分）两部分组成，为分析沥青含量实测值与设计值之间误差情况提供更加严谨的数据支持，我们需要进一步对岩沥青的有效沥青含量进行测试。

不同国家、不同产地的岩沥青，形状和颜色等差异很大，岩沥青中有效沥青含量也各不相同。无法一概而论。本文分析以四川青川的岩沥青为例，以期为相关研究提供一定参考。

为能够更加确切地测试出该种岩沥青中有效沥青含量，结合现有的技术规范我们对该项目现场使用岩沥青进行了不同试验方法，从沥青含量和灰分含量两个不同成分的指标进行分析，最终得出岩沥青有效沥青含量，具体试验结果如下表。

通过多种试验方法测得岩沥青中沥青含量与灰分含量基本上为100%。上面表格中测试结果我们可以看出，T0607沥青溶解度方法测试的沥青含量只有40.1%，跟其他几种试验方法测得的数据存在很大误差，我们选择去掉该组数据，其他几组数据进行平均，本项目所用岩沥青的有效沥青含量为94.3%。后续试验及计算中，将以此为基础进行分析。

3现场检测结果

本次在现场设置两处试验段进行混合料摊铺，并在生产沥青混合料现场摊铺时随机取样，进行室内沥青抽提试验。

沥青含量按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTGE20-2011）中离心式抽提仪法进行测试。相关结果如下。

1、试验段一铺筑及测试情况

4数据分析

4.1生产配比沥青含量误差分析

以室内试验结果为基础，对比现场试验结果，计算分析沥青含量实测结果误差，结果如下表。

根据两试验段的实测数据进行分析比较及误差计算可知，各面层混合料沥青抽提试验结果均小于生产配比中沥青含量值。

另外，从结果可知，随着生产中沥青含量增大，实际抽取所得沥青与其之间的误差值也随之增大（如下图），误差率由3.1%~6.9%不等，二者之间以直线拟合具有较好的相关性（R2=0.8982）。

4.2有效沥青含量误差分析

鉴于岩沥青中杂质影响，上述现场试验抽提所得的沥青含量与生产配比设计所得的沥青含量必然存在一定差异。因此，采用考虑杂质误差后的有效沥青含量与现场试验结果进行对比分析更接近实际情况。

以3.3节试验结果（岩沥青有效沥青含量94.3%）为基础，计算现场生产配比中的沥青含量，并与抽提试验结果对比，计算分析沥青含量实测结果误差，结果如下表。

从计算结果可知，以有效沥青含量为对比参照，各面层混合料沥青抽提试验结果均小于有效沥青含量值。

与生产配比计算结果类似，随着有效沥青含量增大，实际抽取所得沥青与其之间的误差值也随之增大（如下图），误差率由2.63%~6.50%，二者之间以直线拟合同样具有较好的相关性（R2=0.9101）。

同时应注意到：（1）采用有效沥青含量进行对比时，误差率低于采用生产配比沥青含量计算结果；（2）采用有效沥青含量计算所得沥青含量误差率均不足7%，未超出一般工程误差范围。因此可知，采用考虑杂质影响的有效沥青含量计算，更能满足实际检测需要。

5结论

分析认为，造成沥青含量现场实测结果与设计结果差异的主要原因是岩沥青改性沥青中存在不能完全融化于沥青中的颗粒，其误差与以下几点因素有关：①岩沥青中本身含砂量及颗粒的熔融性；②改性沥青在混合料中的掺量；③生产加工、储存过程的工艺情况等。各种因素的综合作用导致在施工过程中沥青混合料的抽提试验后实测沥青含量数据偏小。

为分析上述误差的影响，本文结合某市普通干线公路养护大中修工程中岩沥青改性沥青和复合岩沥青改性沥青的应用，对比分析了抽提试验所得沥青含量与生产配比沥青含量之间的误差，并进一步地，与考虑杂质影响的有效沥青含量之间误差进行了研究分析，得到以下几点结论：

1、由于岩沥青改性沥青和复合岩沥青改性沥青中杂质的存在，现场沥青抽提试验结果均小于设计配比中沥青含量值。

2、岩沥青改性沥青现场沥青抽提试验结果误差值，随沥青用量增加而增加。二者以直线拟合具有较好的相关性。

3、对比分析考虑杂质影响的有效沥青含量与现场试验结果，认为二者间误差率仍随沥青含量增大而提高。

4、采用考虑杂质影响的有效沥青含量分析误差，误差率低于采用生产配比沥青含量计算结果，且误差率未超出一般工程误差范围（7%）。

综上，本文就现场岩沥青改性沥青抽提试验结果的误差进行了分析，同时也建议在今后的工程中不断进行误差数据的采集和分析，使得测试偏差更趋缩小，结果更为科学合理。

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