燃烧炉沥青含量修正系数的探讨.docx

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燃烧炉沥青含量修正系数的探讨

关于燃烧炉沥青含量修正系数的探讨

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概述

沥青是沥青混合料中的粘结剂,是沥青路面强度的主要来源。

沥青用量的大小,在很大程度上决定了沥青路面的质量品质。

因此，它始终是沥青路面施工过程中质量控制的重点和难点。

最近兴起的燃烧法测定沥青混合料中的沥青含量则不失为一种既方便快捷又相对准确的检测方法。

沥青混合料主要由2类物质所构成：

一类为无机物,由粗细、集料和填料（如矿粉等）组成,统称为集料；另一类为有机物，即沥青。

沥青主要由碳氢化合物及其衍生物所构成，可燃,且灰份质量很小（在试验过程中可以忽略不计）。

集料则不可燃烧。

将沥青混合料放入设定为一定温度的燃烧炉内充分燃烧,可燃的沥青被烧掉，只留下不可燃烧的无机矿物质,从而达到油石分离的目的。

1、燃烧法特点

燃烧法的主要优点有以下几点。

（1）自动化程度高。

只要将一定质量的沥青混合料放入燃烧炉内，开启控制系统后，从整个试验过程的监控到报告打印均可自动完成。

（2）快捷。

在炉温升至设定温度后，完成一次试验一般不超过1h，可以及时和有效地指导施工，不但适合各级质检机构做仲裁检验,同样也适合沥青拌和厂快速检验之用。

（３）精密度高,试验结果离散性小。

由于试验设备自动化程度高,试验环节少,人为因素少，因此试验结果精密度高,离散性小。

　（４）准确度高。

由于试验的精密度高，且试验环节少，影响试验结果的因素主要是集料的烧失量，为已定系统误差,因此，对于同一材质集料的混合料,其烧失量在相同温度条件下当可看作常数,作为修正系数使用。

（５）方便后续检验。

沥青混合料中集料的级配检验一般都是结合油石比检验同时进行的。

通过离心抽提法、回流抽提法和燃烧法等方法将沥青混合料中的沥青清除后,留下集料进行级配检验。

在常用的方法中只有燃烧法完全不损失矿粉,集料配比保存完整，为准确检验沥青混合料中集料级配奠定了良好的基础。

燃烧法的缺点主要有:

设备较为昂贵,检验成本较高,耗电量大,需要有相应的配电能力。

燃烧炉耗电功率一般需要５ｋW左右。

2、误差来源分析

试验过程为:

将各种集料加热至16０℃，按照设计比例用累加法分别称量各种集料质量ｍ１。

根据初拟沥青用量，用减量法准确称量沥青质量m2，沥青混合料质量m＝m1+m2。

将质量为m的沥青混合料装入燃烧筐（不锈钢制,已预热）,放入燃烧炉,炉内天平自动称量沥青混合料加燃烧筐的质量ｍ3并自动记录。

当燃烧过程完成后，再次自动称量并记录沥青混合料加燃烧筐的质量m4。

假定烧失的均为沥青,烧失的沥青质量为（ｍ3－m4）,则沥青含量：

Pb＝（ｍ３-m４）／（m1+ｍ2）

式中：

Pb为沥青含量,m１为沥青质量，ｍ2为集料质量,m3为燃烧前沥青混合料+燃烧筐质量,m4为燃烧后残渣+燃烧筐质量。

根据上述试验过程可知，测定结果的误差来源主要有:

（1）沥青混合料称量读数引入的误差;

（2）称量沥青混合料时天平精度引入的误差;

（3）炉内天平称量精度引入的误差;

（4）燃烧温度不均衡性引入的误差;

（5）集料烧失量引入的误差。

3、试样选定

我们以邢台路桥建设总公司石安改扩建KJ6标沥青混凝土拌合站生产的沥青混合料作为试样进行燃烧炉标定分析。

所用试样为ATB-２5密级配沥青稳定碎石,结构层次为柔性基层;AC-25C型沥青混凝土，结构层次为下面层;ＡC-20Ｃ型沥青混凝土,结构层次为中面层；ＳMA-13沥青玛蹄脂碎石，结构层次为上面层。

以下表格为各结构层次沥青混合料级配组成：

混合料名称

ATB-25

最佳沥青用量

３．40

热料仓

5#仓

4#仓

3#仓

2＃仓

1＃仓

矿粉

粒径

16-31．5

10－２0

5-1０

3-６

0－３

S95

级配组成

3５

21

13

６

20

5

混合料名称

AＣ-25C

最佳沥青用量

3.7０

热料仓

5#仓

４#仓

3＃仓

2#仓

１#仓

矿粉

粒径

16-３１．5

10-２0

5-1０

３-６

0－3

S95

级配组成

２0

2９

11

10

25

5

混合料名称

AC－20C

最佳沥青用量

4.20

热料仓

1#仓

2#仓

3#仓

4#仓

5#仓

矿粉

粒径

０-3

3-6

5-10

1０-20

16-31.5

S95

级配组成

13

25

２3

7

25

７

混合料名称

SMA－13

最佳沥青用量

４.20

热料仓

１＃仓

2#仓

3#仓

4#仓

矿粉

木质素纤维

级配组成

27

4３

5

13

12

０.3

AＴB-2５沥青混合料沥青用量修正系数标定

工程名称

河北省石家庄至磁县（冀豫界）公路改扩建工程

仪器设备

HYRＳ-6型燃烧炉、标准筛、电子天平

施工单位

邢台路桥建设总公司

样品名称

ＡＴＢ-2５密级配沥青稳定碎石

取样地点

ＫJ６沥青混凝土拌合站

燃烧温度（℃）

538±５

用　途

路面工程＼柔性基层

最佳沥青用量（%）

3.４０

试验单位

河北省高速公路石安改扩建KJ６合同工地试验室

最佳油石比（%）

３.52

数据分析:

沥青用量（%）

烧盘重量（g）

烧盘+料（g）

烧盘+燃烧后料重（g）

损失重量（g）

损失系数

差值

平均值

３.1０

２８1８.５

5825.2

5７３０.0

９5.2

0.066

0．0０2

０.０67

2818.5

５８64.３

5767．8

96.5

0.068

3．4０

2818.5

58７0.６

5764．8

１05.9

0.069

0．00１

0．068

２８１8.５

5875．5

5769.5

１06.0

０.0６7

3.70

2818.5

582５.2

571１.８

113．３

0．0６８

０.０00

0.068

28１8.5

５８74.3

５7５9.2

11５.1

0.０68

结论：

综上所述,在进行ATＢ-２5密级配沥青稳定碎石沥青用量修正系数标定中,沥青用量为３．10时，损失系数差值０．002<0.15，故取平均值０.０6７作为修正系数。

同理,沥青用量为３．40、3．7０时,损失系数差值均<0.１5，平均值均为０.068,且最佳沥青用量为3.4０，所以,ATＢ-２5密级配沥青稳定碎石取0.068作为沥青用量修正系数。

试验人:

李宁　　　　　　　　　日期：

２013.10.2２

ＡＣ-25C沥青混合料沥青用量修正系数标定

工程名称

河北省石家庄至磁县（冀豫界）公路改扩建工程

仪器设备

HＹＲS-6型燃烧炉、标准筛、电子天平

施工单位

邢台路桥建设总公司

样品名称

AC－2５Ｃ密级配沥青稳定碎石

取样地点

ＫＪ6沥青混凝土拌合站

　燃烧温度（℃）

538±５

用　途

路面工程＼下面层

最佳沥青用量（％）

3.7０

试验单位

河北省高速公路石安改扩建ＫJ6合同工地试验室

最佳油石比（%）

3．８4

数据分析:

沥青用量（%）

烧盘重量（g）

烧盘+料（g）

烧盘+燃烧后料重（g）

损失重量（g）

损失系数

差值

平均值

３．4０

２818.5

58４6.5

5741.5

１０5.０

０．068

0.00０

0.068

2８18.5

5９2０.３

581２.7

1０7.６

0.０68

3.70

28１8．５

５90６.６

5790.２

1１6.4

0.068

0．000

0.068

２8１8.５

5９６8.3

584９.6

118．7

０.0６8

4.00

281８.5

5８２5．5

5703.1

1２2.４

0．0７0

0.00４

0.068

2８１8.5

5863.1

5739.3

12３．8

0．06６

结论:

综上所述，在进行AC－2５Ｃ沥青混凝土沥青用量修正系数标定中，沥青用量在分别为3.40、3.70时的损失系数差值均为0,则修正系数为0.068，沥青用量为4.00时损失系数差值为0.004<0.1５,平均值为0.０68，则沥青用量修正系数亦为0.06８，所以,ＡC－2５Ｃ沥青混凝土沥青用量修正系数为0.068。

试验人：

李宁　　　　　　　　日期:

20１３．10．2３

AC－20C沥青混合料沥青用量修正系数标定

工程名称

河北省石家庄至磁县（冀豫界）公路改扩建工程

仪器设备

ＨYＲS-６型燃烧炉、标准筛、电子天平

施工单位

邢台路桥建设总公司

样品名称

ＡC-２0Ｃ密级配沥青稳定碎石

取样地点

ＫＪ６沥青混凝土拌合站

　燃烧温度（℃）

538±5

用途

路面工程＼中面层

最佳沥青用量（％）

4.２0

试验单位

河北省高速公路石安改扩建ＫJ6合同工地试验室

最佳油石比（%）

4.38

数据分析：

沥青用量（％）

烧盘重量（ｇ）

烧盘+料（g）

烧盘＋燃烧后料重（ｇ）

损失重量（ｇ）

损失系数

差值

平均值

3.90

２８1８.5

58５7．3

573６.7

12０．６

0.０６8

０.0０0

０．０68

２8１8．5

59２0.6

５７97．５

123.1

０.068

4．20

２８18.5

５920.３

5７87.９

１３2．4

０.０67

0．002

0.０６８

2８18.5

585６.9

５７２7.2

129.7

0.0６9

4．50

2818.5

5932.5

57９０.2

１42.3

0.069

0．002

0.０68

2８１８.5

５８８6.4

５7４6．3

140.１

０.０67

结论：

综上所述,在进行ＡC-20C沥青混凝土沥青用量修正系数标定中，沥青用量为3．90时，损失系数差值0，故取0.068作为修正系数。

同理,沥青用量为4.20、4．50时，损失系数差值0．002<0．1５,平均值均为0.068,所以，AC-20C沥青混凝土取0.0６8作为沥青用量修正系数。

试验人：

李宁　　　　　　　　　　日期:

2０13.１0.24

ＳＭA-13沥青玛蹄脂碎石沥青用量修正系数标定

工程名称

河北省石家庄至磁县（冀豫界）公路改扩建工程

仪器设备

HＹＲS-6型燃烧炉、标准筛、电子天平

施工单位

邢台路桥建设总公司

样品名称

ＳＭA－1３密级配沥青稳定碎石

取样地点

KJ6沥青混凝土拌合站

燃烧温度（℃）

53８±5

用　　途

路面工程＼上面层

最佳沥青用量（％）

5．8０

试验单位

河北省高速公路石安改扩建KＪ6合同工地试验室

最佳油石比（%）

6.１6

数据分析:

沥青用量（%）

烧盘重量（ｇ）

烧盘＋料（g）

烧盘+燃烧后料重（g）

损失重量（g）

损失系数

差值

平均值

5.50

２818.5

5873.５

5703.2

１7０.3

0.０74

0.002

０.073

2818.5

５86２.３

56９2.7

１６９.6

0．０7２

5.80

２８1８.5

58３6.３

5６59.1

１77.2

0.0７2

０.0０0

0.072

28１8．5

5825.4

5648.8

176.6

0．0７2

６．1０

２81８.5

５847.2

56６0．2

187．0

0.０7４

０.004

０．0７2

281８．5

５9３２．6

5７40.５

１９２．1

０．070

结论:

综上所述，在进行ＳMA-1３沥青玛蹄脂碎石沥青用量修正系数标定中，沥青用量为5．50时，损失系数差值０.0０2<0.１5,故取平均值0.07３作为修正系数。

沥青用量为5.80时,损失系数差值为0,平均值为0．07２，沥青用量为6.10时，损失系数差值0.0０4<0．15，平均值为0.07２，且最佳沥青用量为5.80，则SMA－13沥青玛蹄脂碎石沥青用量修正系数为０．０72。

试验人:

李宁　　　　　　　日期:

2013.１0.25

沥青含量修正系数标定

试验单位：

邢台路桥建设总公司

　　　　　试验人:

李宁

　　日期:

2０13.10.26