沥青与粗集料粘附性检测

沥青与粗集料粘附性检测技术研究与应用

简介

沥青与粗集料的粘附性是影响沥青混合料路用性能的关键指标之一。粘附性不足会导致沥青混合料在水分侵蚀下发生剥离和松散，进而引发路面坑槽、裂缝等病害，严重影响道路使用寿命和行车安全性。因此，通过科学检测手段评估沥青与粗集料的粘附性能，对优化混合料设计、提升路面耐久性具有重要意义。

适用范围

该检测技术主要适用于道路工程中沥青结合料与粗集料（如花岗岩、石灰岩、玄武岩等）的粘附性能评价，尤其适用于以下场景：

1. 材料选择阶段：筛选与沥青粘附性良好的集料类型；
2. 混合料配合比设计：验证不同沥青与集料组合的适用性；
3. 施工质量控制：确保现场使用的材料满足抗水损害要求；
4. 特殊环境评估：如高温多雨、冻融循环等恶劣气候条件下的粘附性分析。

检测项目及简介

沥青与粗集料粘附性检测的核心目标是量化沥青膜在集料表面的附着能力及抗水损害性能，主要检测项目包括：

1. 水煮法

   • 原理：通过模拟高温水环境对沥青-集料界面的破坏作用，观察沥青膜剥离程度。
   • 适用性：适用于粒径大于13.2mm的粗集料快速筛选。

2. 水浸法

   • 原理：将裹覆沥青的集料浸泡于恒温水浴中，通过剥离面积占比评价粘附性等级。
   • 适用性：适用于粒径小于13.2mm的细集料或改性沥青体系。

3. 光电比色法

   • 原理：利用光学仪器测定剥离后溶液中悬浮颗粒的吸光度，间接计算粘附性损失率。
   • 适用性：适用于实验室高精度定量分析。

4. 冻融循环试验

   • 原理：通过多次冻融循环加速水分渗透，评估长期水稳定性。
   • 适用性：多用于寒冷地区路面材料的耐久性验证。

检测参考标准

沥青与粗集料粘附性检测需严格遵循行业标准及国际规范，主要参考标准如下：

1. JTG E20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》
   • 包含T0616《沥青与粗集料粘附性试验（水煮法）》和T0654《沥青与集料粘附性试验（水浸法）》的详细操作流程。
2. ASTM D3625-12《Standard Practice for Effect of Water on Bituminous-Coated Aggregate Using Boiling Water》
   • 国际通用的水煮法试验标准，适用于多类型沥青和集料组合。
3. EN 12697-11:2012《Bituminous mixtures-Test methods-Part 11: Determination of the affinity between aggregate and bitumen》
   • 欧洲标准中关于粘附性检测的光电比色法及质量损失率计算方法。

检测方法及仪器

1. 水煮法

操作步骤：

• 将集料加热至150℃，裹覆沥青后冷却至室温；
• 煮沸蒸馏水至100℃，放入集料并保持3分钟；
• 取出集料观察沥青膜剥离面积，按等级表（1~5级）判定粘附性。

关键仪器：

• 恒温水浴锅：控温精度±1℃；
• 电子天平：量程0.1g；
• 高倍放大镜：用于剥离面积观测。

2. 水浸法

操作步骤：

• 将裹覆沥青的集料悬挂于烧杯中，注入40℃蒸馏水并恒温保持24小时；
• 取出集料烘干后，计算剥离面积占总表面积的比例；
• 根据比例划分粘附性等级（优、良、中、差）。

关键仪器：

• 恒温振荡水槽：提供均匀的水环境；
• 烘箱：温度范围0~200℃；
• 图像分析软件：如ImageJ，用于剥离面积量化。

3. 光电比色法

操作步骤：

• 将剥离后的溶液离心分离，取上清液测定吸光度；
• 通过标准曲线换算悬浮颗粒浓度，计算粘附性损失率。

关键仪器：

• 紫外可见分光光度计：波长范围190~900nm；
• 离心机：转速≥3000r/min；
• 恒温磁力搅拌器：确保溶液均匀分散。

技术发展趋势

随着智能检测技术的进步，粘附性检测逐步向自动化、数字化方向发展。例如，采用3D形貌扫描技术重建集料表面沥青膜分布，或结合机器学习算法预测不同环境下的粘附性衰减规律。未来，多尺度模拟（分子动力学+宏观试验）有望进一步提升检测精度与效率。

结语

沥青与粗集料粘附性检测是保障路面质量的核心环节。通过规范化的试验方法、精准的仪器设备和科学的评价体系，能够有效指导材料优选与工艺优化，为高耐久性沥青路面建设提供技术支撑。