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混合料沥青含量检测

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发布时间：2025-05-31 17:13:15 更新时间：2025-05-30 17:13:15

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作者：中科光析科学技术研究所检测中心

混合料沥青含量检测概述

在道路工程中，沥青混合料是构成路面铺装层的关键材料，其性能直接决定了路面的耐久性、稳定性和行车舒适性。沥青含量作为沥青混合料最重要的技术指标之一，指混合料中沥青结合料质量占混合料总质量的百分比。精确测定沥青含量对于确保混合料配合比设计的准确性、控制施工质量以及评估路面长期性能至关重要。过高或过低的沥青含量都会导致混合料出现多种病害，如高温车辙、低温开裂、水损害等。因此，沥青含量检测是沥青混合料生产、运输、摊铺及验收过程中必不可少的质量控制环节。

检测项目

混合料沥青含量检测的核心项目即是测定沥青混合料中沥青结合料的质量百分比。具体内容包括：

沥青含量（P_b）：沥青质量占混合料总质量的百分数。
油石比：沥青质量与矿料（集料+填料）质量的比值（常以百分比表示）。
（可选）矿料级配分析：检测沥青含量过程中，分离回收的矿料可用于后续筛分，分析级配是否符合设计要求。

主要检测仪器

准确测定沥青含量依赖于专门的仪器设备，常用的有两大类：

溶剂抽提法（离心分离法）仪器：
- 离心抽提仪： 核心设备，利用高速离心力将沥青溶剂混合液与矿料分离。
- 回收装置： 用于回收和冷凝抽提过程中使用的溶剂（如三氯乙烯），实现循环利用并减少环境污染。
- 烘箱： 用于烘干矿料试样及洗净后的矿料。
- 分析天平： 感量0.1g或更高精度，用于精确称量试样及矿料质量。
- 压力过滤装置或玻璃纤维滤纸： 用于过滤抽提液中的细颗粒。
燃烧法仪器：
- 沥青含量燃烧炉： 核心设备。将混合料试样置于高温炉中燃烧，使沥青完全燃烧挥发，通过质量差或排放气体分析计算沥青含量。自动化程度高，速度快，无溶剂污染。
- 电子天平： 通常与燃烧炉集成，自动记录试样燃烧前后的质量。
- 集料回收篮： 盛放试样进行燃烧。

检测方法

目前国际上及国内主要采用两种方法测定沥青混合料中的沥青含量：

溶剂抽提法（离心分离法）：
- 原理： 利用有机溶剂（常用三氯乙烯）溶解沥青混合料中的沥青，在离心力作用下将溶液与矿料分离，通过烘干称量矿料质量，计算失去的沥青质量，进而得到沥青含量。
- 步骤概要：
  1. 称取代表性混合料试样（m₁）。
  2. 将试样放入离心抽提仪滤筒中，加入足量溶剂浸泡并离心抽提，反复数次直至抽提液基本无色。
  3. 回收洗净的矿料，放入烘箱烘干至恒重（m₂）。
  4. 计算沥青含量 P_b = [(m₁ - m₂) / m₁] × 100% 。
- 特点： 被认为是基准方法，结果准确可靠；但过程繁琐耗时，需使用有毒溶剂，存在安全和环保问题。
燃烧法：
- 原理： 将沥青混合料试样置于高温燃烧炉中（通常500-600°C），使沥青完全燃烧气化。通过比较燃烧前后的质量损失（即沥青质量），或分析燃烧排放气体中碳元素含量，来计算沥青含量。
- 步骤概要：
  1. 称取代表性混合料试样（m_b）。
  2. 将试样放入预热好的燃烧炉中，启动燃烧程序。
  3. 程序结束后，炉子自动称量剩余矿料质量（m_a）。
  4. 仪器自动计算并显示沥青含量 P_b = [(m_b - m_a) / m_b] × 100% 。（部分仪器需考虑矿料烧失量进行校正）。
- 特点： 速度快（通常10-40分钟/样）、操作简便、自动化程度高、无需有毒溶剂、环保；但仪器成本高，对于含高烧失量集料（如石灰岩）或改性沥青的试样，结果可能需要校正。

检测标准

为确保检测结果的准确性和可比性，沥青含量检测必须严格遵循国家或行业颁布的标准试验规程。主要标准包括：

中国标准：
- 溶剂抽提法： 《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011) 中的 T 0722-1993 《沥青混合料中沥青含量试验(离心分离法)》
- 燃烧法： 《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011) 中的 T 0735-2011 《沥青混合料沥青含量试验(燃烧炉法)》
美国标准：
- 溶剂抽提法： ASTM D2172 / AASHTO T 164: Standard Test Methods for Quantitative Extraction of Asphalt Binder from Asphalt Mixtures.
- 燃烧法： ASTM D6307 / AASHTO T 308: Standard Test Method for Asphalt Content of Asphalt Mixture by Ignition Method.
其他标准： 如欧洲标准（EN 12697-1 等）、国际标准等也规定了相应的测试方法。

选择与质量控制： 实验室通常根据实际条件、项目要求、试样类型（尤其集料性质）及成本效益选择合适的方法。燃烧法因其高效环保，在生产和质量控制中应用越来越广泛。无论采用哪种方法，都须严格按照标准操作，定期校准仪器，进行空白试验或使用标准样品进行验证，确保检测数据的准确可靠。对于燃烧法，尤其要关注矿料的烧失量校正。检测结果需满足相关规范对沥青含量允许误差的要求。