公路瀝青材料檢測(cè)技術(shù)及質(zhì)量控制的探討

吳武勝

摘 要：隨著我國公路事業(yè)的發(fā)展，對(duì)用于公路建設(shè)的原材料質(zhì)量提出了更高的要求，尤其是廣泛應(yīng)用瀝青材料，瀝青材料的好壞直接關(guān)系到公路的使用性和美觀性。文章主要對(duì)公路瀝青材料的檢測(cè)技術(shù)及質(zhì)量控制進(jìn)行了分析與探討，以期幫助公路各參建單位鑒別瀝青材料質(zhì)量，提高公路施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：公路；瀝青檢測(cè)；質(zhì)量控制

在新時(shí)期，隨著交通基礎(chǔ)工程的快速發(fā)展，公路瀝青材料也在不斷發(fā)展，新材料、新工藝層出不窮，相應(yīng)的檢測(cè)方法也不斷出現(xiàn)，但由于公路建設(shè)具有其特殊性，許多項(xiàng)目位于偏遠(yuǎn)郊區(qū)，交通不便，參建各方在現(xiàn)場設(shè)置的工地試驗(yàn)室儀器配置較為簡單，往往只能對(duì)瀝青的常規(guī)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，本文通過對(duì)這些指標(biāo)檢測(cè)工作中需注意的問題及瀝青材料質(zhì)量控制進(jìn)行分析與探討，以期幫助公路各參建單位鑒別瀝青材料質(zhì)量，提高公路施工質(zhì)量。

1 瀝青常規(guī)指標(biāo)檢測(cè)需注意問題

1.1 針入度。針入度的檢測(cè)是指標(biāo)準(zhǔn)針在規(guī)定的溫度下5s內(nèi)貫入試樣中的深度。這里所使用的針和針連桿組件加上砝碼總質(zhì)量為100g。這一指標(biāo)是屬于分級(jí)指標(biāo)，其反映的是瀝青粘稠度的高低，而通過測(cè)定3個(gè)或以上溫度條件下的針入度計(jì)算得出的針入度指數(shù)PI，用于評(píng)介瀝青的溫度敏感性。對(duì)針入度的檢測(cè)較為簡單，儀器和操作步驟都比較簡便，因而其重復(fù)性和再現(xiàn)性檢測(cè)要求通常容易達(dá)到，檢測(cè)的信效度較高。在實(shí)際工作中，標(biāo)準(zhǔn)針的使用容易碰撞針尖，致使形狀發(fā)生變化，對(duì)結(jié)果產(chǎn)生較大影響，因此試驗(yàn)室應(yīng)配備多根標(biāo)準(zhǔn)針，對(duì)于針尖發(fā)生碰撞的針應(yīng)重新檢驗(yàn)合格后方可使用。

1.2 延度。瀝青的延度檢測(cè)是需要事先將瀝青做成8字型備用，然后測(cè)定其在規(guī)定溫度下拉伸直至斷裂的長度。延度反應(yīng)的是瀝青的低溫抗裂性，延度越高，說明瀝青的塑性越好，在低溫下抗裂性越高，也間接反映出瀝青低溫性能的優(yōu)劣。規(guī)范里規(guī)定以15℃延度值作為判定指標(biāo)，10℃延度值作為選擇性指標(biāo)。但在原料選擇的時(shí)候，由于在15℃情況下檢測(cè)出的延度可能會(huì)超過相關(guān)儀器測(cè)量范圍（結(jié)果記作>100cm），對(duì)瀝青低溫性能的檢測(cè)不夠精準(zhǔn)，而在10℃情況下檢測(cè)出來的延度則會(huì)比較精準(zhǔn)，因?yàn)闉r青在10℃的環(huán)境中，其延度會(huì)大大下降，而這時(shí)對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)則更能直觀地反映出瀝青質(zhì)量的優(yōu)劣。

1.3 軟化點(diǎn)。即物質(zhì)達(dá)到軟化狀態(tài)的溫度值，主要是指無定形聚合物在加熱過程中開始變軟的溫度值。而瀝青的軟化點(diǎn)則是指瀝青在一定條件下達(dá)到某一要求黏度時(shí)的溫度，因而軟化點(diǎn)反映的是瀝青高溫性能的好壞。對(duì)于軟化點(diǎn)的檢測(cè)規(guī)范規(guī)定當(dāng)軟化點(diǎn)低于80℃時(shí)應(yīng)采用水槽法，高于80℃時(shí)應(yīng)采用油浴法，這里需要注意一個(gè)問題，因?yàn)樗c甘油的導(dǎo)熱系數(shù)不同，介質(zhì)密度不同對(duì)瀝青下降時(shí)產(chǎn)生的阻力也不同，一般來說油浴法測(cè)定的軟化點(diǎn)要比水槽法高出幾度，即判定兩個(gè)軟化點(diǎn)在80℃附近的樣品優(yōu)劣時(shí)，需要采用同一種方法才具可比性。

1.4 動(dòng)力粘度。動(dòng)力粘度顯示的是液體粘性的內(nèi)部摩擦系數(shù)（以Pa·s表示），一般來說液體粘度會(huì)隨著溫度的升高而降低，因而對(duì)瀝青在較高溫度時(shí)的動(dòng)力粘度進(jìn)行檢測(cè)，能夠反映出瀝青材料在高溫條件下穩(wěn)定性的好壞。在常規(guī)瀝青質(zhì)量檢測(cè)中，一般是對(duì)60℃情況下瀝青的動(dòng)力粘度進(jìn)行檢測(cè)，若動(dòng)力粘度高，就說明瀝青的高溫穩(wěn)定性較好，反之，就說明其在高溫下的穩(wěn)定性較差。該指標(biāo)采用真空減壓毛細(xì)管法測(cè)定，真空減壓毛細(xì)管的形式有多種，考慮到?jīng)_洗比較方便，推薦使用美國瀝青學(xué)會(huì)式（AI式）毛細(xì)管，另外需要注意的是低標(biāo)號(hào)瀝青及高黏改性瀝青等具有非牛頓流動(dòng)特性，所以60℃動(dòng)力黏度不同檢測(cè)方法之間沒有互換性。

1.5 TFOT或RTFOT。瀝青薄膜加熱（TFOT）或?yàn)r青旋轉(zhuǎn)薄膜加熱（RTFOT）是通過不同的方法加熱瀝青后，通過測(cè)定其質(zhì)量損失，并根據(jù)需要測(cè)定殘留物的針入度、延度等指標(biāo)的變化，用于評(píng)價(jià)瀝青的耐老化性能。TFOT法由于在加熱過程中，瀝青試樣處于靜止?fàn)顟B(tài)，瀝青容易發(fā)生離析，影響老化的均勻性，而采用（RTFOT）法瀝青膜只有5～10微米，更加接近瀝青混合料的實(shí)際情況，并且可以縮短試驗(yàn)時(shí)間。但對(duì)于黏度較高的改性瀝青在旋轉(zhuǎn)過程中容易堆積在瓶口，可能會(huì)有瀝青流出的現(xiàn)象發(fā)生。所于采用何種方法還應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定。

2 瀝青材料質(zhì)量控制

瀝青材料的質(zhì)量控制主要包括以下幾點(diǎn)：首先是取樣地點(diǎn)和時(shí)間的選擇。對(duì)瀝青樣品的取樣一般都應(yīng)在材料生產(chǎn)廠或運(yùn)輸車上取樣，這樣能夠保證瀝青材料檢測(cè)結(jié)果的時(shí)效性，對(duì)供應(yīng)商生產(chǎn)的瀝青材料進(jìn)行及時(shí)的監(jiān)控，以降低瀝青材料出廠的不合格率，從源頭上對(duì)瀝青材料質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

其次是選擇檢測(cè)指標(biāo)，對(duì)瀝青質(zhì)量檢測(cè)的具體指標(biāo)應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)文件、相關(guān)規(guī)范結(jié)合當(dāng)?shù)氐墓?yīng)方式和生產(chǎn)工藝來確定，這里主要是對(duì)基本思路進(jìn)行分析。正常來說，瀝青樣本從取樣到完成全套檢測(cè)指標(biāo)的檢測(cè)試驗(yàn)，再到最后檢測(cè)報(bào)告的生成至少需要60h，這樣無疑延長了瀝青檢測(cè)的時(shí)間，降低了時(shí)效性。因而在實(shí)際工作中，檢測(cè)部門可以根據(jù)相關(guān)具體要求，對(duì)于普通瀝青產(chǎn)品的針入度、軟化點(diǎn)、延度、閃點(diǎn)等幾個(gè)較快指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)即可，這樣能夠大大縮短瀝青的檢測(cè)時(shí)間，提高時(shí)效性。而對(duì)于全套檢測(cè)在首批進(jìn)場以后，可以將幾個(gè)生產(chǎn)日作為一個(gè)周期，每一個(gè)周期做一次全套檢測(cè)的形式來進(jìn)行，以保證日常常規(guī)檢測(cè)結(jié)果的正確性。同時(shí)，檢測(cè)部門還應(yīng)定期對(duì)現(xiàn)場熱存貯的瀝青材料進(jìn)行檢測(cè)，以對(duì)瀝青出廠后的穩(wěn)定性進(jìn)行控制。

另外，由于現(xiàn)在改性瀝青應(yīng)用十分廣泛，改性瀝青在生產(chǎn)過程中，廠家會(huì)在基質(zhì)瀝青的基礎(chǔ)上有針對(duì)性的加入改性劑或更改生產(chǎn)工藝，這就使得普通瀝青性能指標(biāo)不能很好地評(píng)價(jià)改性瀝青。如SBR改性瀝青低溫延度比基質(zhì)瀝青大得多，但用它們拌制的混合料鋪設(shè)的路面，幾年后的裂縫相差無幾。因此公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范規(guī)定改性瀝青增加了彈性恢復(fù)、粘韌性、韌性、貯存穩(wěn)定性等幾個(gè)檢測(cè)指標(biāo)，而美國戰(zhàn)略公路研究計(jì)劃（SHRP）則提出簡支梁彎曲、動(dòng)態(tài)剪切、直接拉伸、壓力老化等幾個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，如前所述目前現(xiàn)場設(shè)置的工地試驗(yàn)室多不具備檢測(cè)以上指標(biāo)的能力，而傳統(tǒng)的三大指標(biāo)又不能很好地鑒別改性瀝青的優(yōu)劣，因此相關(guān)單位在增加投入提高檢測(cè)能力的同時(shí)，應(yīng)對(duì)日常檢測(cè)情況的變化結(jié)合瀝青廠家與送檢報(bào)告的變化，盡量尋找一些規(guī)律，幫助鑒別改性瀝青質(zhì)量，以保證改性瀝青檢測(cè)結(jié)果的有效性和可信度。

3 結(jié)語

本文主要對(duì)公路建設(shè)中的瀝青材料檢測(cè)及質(zhì)量控制進(jìn)行了分析與探討，其中所涉及到的檢測(cè)方法和技術(shù)只能為瀝青檢測(cè)提供參考和框架，具體的檢測(cè)技術(shù)還需要各地交通和公路建設(shè)管理部門的研究人員針對(duì)自己公路工程的具體情況和設(shè)計(jì)要求來慎重選擇瀝青材料。同時(shí)，在進(jìn)行瀝青材料的檢測(cè)時(shí)要注意將檢測(cè)的常規(guī)指標(biāo)和全套指標(biāo)結(jié)合起來進(jìn)行檢測(cè)，以提高檢測(cè)效率又能確保工程質(zhì)量。

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