淺談路面工程中瀝青的檢測(cè)與質(zhì)量控制

張福祥

江蘇科邦檢測(cè)有限公司 江蘇泰州 225313

1 瀝青及改性瀝青使用現(xiàn)狀

瀝青是保證路面質(zhì)量的重要原材料，其品質(zhì)直接影響瀝青路面的耐久性，而聚合物改性瀝青則是在瀝青中加入某些高分子聚合物（如SBS、EVA、PE、SBR等），通過(guò)剪切、攪拌等方法使聚合物均勻地分散于瀝青中形成瀝青一聚合物共混材料，利用聚合物良好的物理化學(xué)性能來(lái)彌補(bǔ)瀝青本身的缺陷，從而改善瀝青材料的路用性能，提高瀝青路面的服務(wù)水平和使用壽命[1]。傳統(tǒng)的瀝青質(zhì)量控制技術(shù)是從瀝青原材料檢測(cè)入手，通過(guò)一定頻率的檢測(cè)試驗(yàn)，層層把關(guān)，可以解決一些瀝青質(zhì)量控制問(wèn)題。但是隨著瀝青尤其是SBS改性瀝青的高速發(fā)展，瀝青質(zhì)量控制技術(shù)會(huì)面臨一些新問(wèn)題新挑戰(zhàn)，比如：基質(zhì)瀝青質(zhì)量穩(wěn)定性、改性瀝青中SBS改性劑含量的監(jiān)測(cè)、穩(wěn)定劑用量的監(jiān)測(cè)、改性瀝青發(fā)育時(shí)間的控制，這些因素在生產(chǎn)過(guò)程中，均存在不同程度的波動(dòng)性。再加上我國(guó)瀝青市場(chǎng)還不成熟，規(guī)范化程度不高，更容易暴露一些行業(yè)問(wèn)題。

1.1 在現(xiàn)階段瀝青質(zhì)量控制中，有以下幾個(gè)方面控制存在不足：

檢測(cè)全面性的不足：目前瀝青主要是以檢測(cè)數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)瀝青質(zhì)量，目前在現(xiàn)場(chǎng)控制瀝青質(zhì)量，主要檢測(cè)瀝青針入度、軟化點(diǎn)和延度，盡管三大指標(biāo)能一定程度反映瀝青質(zhì)量，但其不夠全面，尤其是一些能有效體現(xiàn)瀝青質(zhì)量的指標(biāo)檢測(cè)頻率較低，在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中，需要增加對(duì)溶解度、閃點(diǎn)、含蠟量、動(dòng)力粘度等指標(biāo)的檢測(cè)控制。

檢測(cè)手段的不足：隨著瀝青廠家在瀝青配方中的不斷改進(jìn)，廠家通過(guò)瀝青調(diào)和、添加外摻劑的方式來(lái)達(dá)到瀝青檢測(cè)指標(biāo)要求，導(dǎo)致現(xiàn)有檢測(cè)手段有效性不斷削弱。檢測(cè)方法及檢測(cè)設(shè)備的更新是保證檢測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的重要保證，另外通過(guò)實(shí)驗(yàn)室之間的比對(duì)試驗(yàn)及能力驗(yàn)證，及時(shí)發(fā)現(xiàn)檢測(cè)過(guò)程中存在的技術(shù)問(wèn)題，并加以改正[2]。

1.2 改性瀝青中SBS改性劑含量的精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)

SBS改性劑的含量是SBS改性瀝青性能的關(guān)鍵參數(shù)，對(duì)改性瀝青在道路應(yīng)用過(guò)程中的路用性能起著決定性的影響。在通常的含量范圍內(nèi)，SBS改性瀝青的路用性能隨著SBS改性劑添加量的增加而提高。雖然使用單位對(duì)SBS改性瀝青中改性劑的含量都有各自明確的要求，但是，供應(yīng)商為了降低SBS改性瀝青的生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)利益最大化，往往在生產(chǎn)過(guò)程中弄虛作假，添加非有效改性劑成分。目前對(duì)于SBS改性瀝青性能的檢測(cè)方法，主要是針對(duì)瀝青改性前后物理性質(zhì)的變化，對(duì)SBS改性瀝青進(jìn)行粘度指標(biāo)的測(cè)定，也有采用軟化點(diǎn)和針入度的測(cè)定方法來(lái)估算改性劑的摻量。但這些檢測(cè)方法是從宏觀上對(duì)SBS改性瀝青進(jìn)行物理性質(zhì)的表征，無(wú)法提供材質(zhì)本身化學(xué)組成的準(zhǔn)確信息，更無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)定SBS改性瀝青中有效改性劑SBS的含量，因而也就無(wú)法對(duì)SBS 改性瀝青的質(zhì)量進(jìn)行有效管理和監(jiān)控，客觀上為弄虛作假提供了可乘之機(jī)。

2 瀝青檢測(cè)質(zhì)量控制方法

2.1 瀝青指紋識(shí)別技術(shù)

（1）技術(shù)原理。瀝青指紋識(shí)別技術(shù)是一種采用傅里葉紅外光譜技術(shù)原理實(shí)現(xiàn)的瀝青來(lái)源快速匹配以及SBS改性瀝青摻量快速化檢測(cè)的技術(shù)。傅里葉紅外光譜技術(shù)是當(dāng)前用于有機(jī)物分子化合物結(jié)構(gòu)鑒定和定量分析的最先進(jìn)技術(shù)，其將光譜儀的紅外光源照射在樣品上，檢測(cè)器會(huì)精確地測(cè)量樣品吸收的光量。這種吸收可形成特有的光譜指紋，使用這種光譜指紋可以確定樣品的分子結(jié)構(gòu)和混合物中特定化合物的精確含量。因此在瀝青來(lái)源快速匹配以及SBS改性瀝青摻量快速化檢測(cè)中通過(guò)對(duì)比分析現(xiàn)場(chǎng)瀝青檢測(cè)光譜與樣本光譜可達(dá)到快速確定瀝青來(lái)源穩(wěn)定性以及改性瀝青改性劑摻量的目的。

（2）檢測(cè)方法。在瀝青來(lái)源快速匹配以及SBS改性瀝青摻量快速化檢測(cè)中，首先運(yùn)用傅里葉紅外光譜技術(shù)對(duì)多年實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)用的各種瀝青、改性瀝青進(jìn)行光譜掃描，并建立龐大的樣本數(shù)據(jù)庫(kù)，即建立各類瀝青的特有的光譜指紋。在后期檢測(cè)中，采用瀝青指紋識(shí)別儀對(duì)待檢對(duì)象進(jìn)行快速紅外掃描，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)時(shí)將掃描結(jié)果與樣本光譜指紋進(jìn)行行后臺(tái)對(duì)比分析，智能識(shí)別瀝青的品牌、型號(hào)、批次和產(chǎn)地等身份信息，并通過(guò)指紋圖譜的特征吸收峰進(jìn)行分析，快速判斷瀝青來(lái)源及SBS、SBR等添加劑，摻假物質(zhì)，老化程度[3]。

（3）檢測(cè)技術(shù)特點(diǎn)。該技術(shù)通過(guò)光譜分析與物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)相結(jié)合的方式從另外一個(gè)全新的角度去進(jìn)行瀝青的檢測(cè)，該技術(shù)不但可以做到一分鐘給出檢測(cè)結(jié)果，同時(shí)結(jié)果準(zhǔn)確有效。通過(guò)該技術(shù)可以進(jìn)一步監(jiān)控瀝青的質(zhì)量。

2.2 常規(guī)瀝青檢測(cè)改進(jìn)

針對(duì)現(xiàn)有瀝青常規(guī)檢測(cè)的不足，以及應(yīng)對(duì)部分瀝青廠家只控制指標(biāo)不控制質(zhì)量的現(xiàn)狀，有必要適當(dāng)提高瀝青檢測(cè)指標(biāo)要求，并將新型的檢測(cè)手段引入到實(shí)體工程施工中，以提高瀝青路面耐久性，產(chǎn)生更高的社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益。在施工過(guò)程中，結(jié)合我省及周邊省份近期瀝青最新研究現(xiàn)狀，對(duì)指標(biāo)要求適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整，并可適當(dāng)提高瀝青全套檢測(cè)的頻率，其建議值如下：（1）針入度（25℃，100g，5s）（0.1mm）,技術(shù)要求60-80；（2）延度（5cm/min，15℃）（cm）,技術(shù)要求≥100；（3）延度（5cm/min，10℃）（cm）,技術(shù)要求≥20；（4）軟化點(diǎn)（環(huán)球法）（℃）,技術(shù)要求≥46；（5）密度（15℃）（g/cm3）,技術(shù)要求≥1.01；（5）閃點(diǎn)（COC）（℃）,技術(shù)要求≥260；（6動(dòng)力粘度（絕對(duì)黏度，60℃）（Pa.s）,技術(shù)要求≥180。

3 結(jié)語(yǔ)

動(dòng)態(tài)控制技術(shù)又稱統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制，是現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制的重要手段，在各行各業(yè)中特別是工業(yè)界已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，但在公路瀝青路面施工過(guò)程中應(yīng)用較少。實(shí)踐表明，動(dòng)態(tài)控制程序可以在公路建設(shè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)一些常規(guī)方法不能發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)事前預(yù)控，對(duì)公路施工控制具有重要的意義。