影響瀝青針入度試驗(yàn)結(jié)果的因素分析

趙宏軼

摘 要：本文簡(jiǎn)述了道路瀝青針入度分級(jí)體系的構(gòu)建重要意義與針入度的試驗(yàn)方法，并就影響瀝青針入度試驗(yàn)結(jié)果的主要因素進(jìn)行了深入分析，希望能夠?yàn)橥袠I(yè)工作者提供一些幫助。

關(guān)鍵詞：瀝青;針入度;試驗(yàn)結(jié)果;影響因素

中圖分類號(hào)：U414 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 引言

瀝青是瀝青混凝土路面建設(shè)過(guò)程中所應(yīng)用的主要材料，其作用不僅在于集料之間粘結(jié)力的強(qiáng)化，同時(shí)混合料應(yīng)用強(qiáng)度以及最終路面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性相較以往也獲得了明顯提升，有效延長(zhǎng)了路面的使用壽命。瀝青針入度試驗(yàn)的目的主要是為了判斷瀝青是否能夠起到預(yù)期的緩解路面疲勞以及降低低溫開(kāi)裂現(xiàn)象發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的作用，因此對(duì)影響瀝青針入度試驗(yàn)結(jié)果的因素進(jìn)行深入分析具有極為重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 瀝青針入度分級(jí)體系構(gòu)建的重要意義

瀝青針入度所表示的主要目的是為了得出瀝青的軟硬程度與其在應(yīng)用過(guò)程中所凸顯出的抗剪切破壞的能力，通常被用作判斷瀝青相對(duì)粘度所產(chǎn)生的作用。在選擇瀝青材料時(shí)，需要嚴(yán)格依據(jù)所建設(shè)工程的性質(zhì)以及區(qū)域環(huán)境條件等選擇合適的瀝青類型，合適的瀝青不僅能夠起到最大限度的延緩瀝青路面疲勞的作用，也能夠最大限度的避免出現(xiàn)由于高溫或重載等因素而導(dǎo)致路面產(chǎn)生嚴(yán)重的車轍現(xiàn)象。我國(guó)所構(gòu)建的道路瀝青針入度分級(jí)體系，是在國(guó)際體系基礎(chǔ)上融入我國(guó)道路建設(shè)實(shí)際情況后所形成的，該指標(biāo)最終檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性與產(chǎn)品的最終性質(zhì)以及其是否匹配道路建設(shè)質(zhì)量要求存在著極為緊密的聯(lián)系[1]。需要注意的是在對(duì)瀝青針入度進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，經(jīng)常會(huì)受多類型外界影響因素而導(dǎo)致其最終檢測(cè)結(jié)果的不準(zhǔn)確，極大的影響了瀝青的后續(xù)使用效果，甚至造成無(wú)法估量的重大經(jīng)濟(jì)損失及企業(yè)信譽(yù)損失。因此相關(guān)檢測(cè)部門必須提高對(duì)瀝青針入度分級(jí)體系構(gòu)建環(huán)節(jié)的重視，準(zhǔn)確定位可能影響到瀝青針入度試驗(yàn)結(jié)果的各類因素，且需要提出與之相對(duì)應(yīng)的解決措施，以避免出現(xiàn)最終檢測(cè)結(jié)果與實(shí)際不符的現(xiàn)象。

2 瀝青針入度試驗(yàn)方法

目前我國(guó)所使用的瀝青針入度試驗(yàn)方法主要依據(jù)《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》JTG E20-2011 （T0604-2011）進(jìn)行試驗(yàn)，需要在25℃的標(biāo)準(zhǔn)溫度環(huán)境下進(jìn)行檢測(cè)，且需要嚴(yán)格遵循規(guī)程的相關(guān)要求做好試樣準(zhǔn)備工作。明確必須養(yǎng)護(hù)條件的基礎(chǔ)上，試驗(yàn)結(jié)果的讀數(shù)需要精確至0.1 mm，且針對(duì)同一準(zhǔn)備試樣至少需要進(jìn)行三次以上的平行試驗(yàn)。

3 瀝青針入度試驗(yàn)結(jié)果的影響因素

3.1 試樣質(zhì)量

3.1.1 樣品應(yīng)具有代表性

進(jìn)行瀝青針入度試驗(yàn)時(shí)需要嚴(yán)格遵循瀝青取樣法的相關(guān)要求，其中明確規(guī)定了在不同環(huán)境條件下瀝青的正確取樣方式與取樣數(shù)量，盛放樣品的器皿應(yīng)保持干凈干燥，作為檢測(cè)單位所接收到的樣品一般是委托檢測(cè)的單位事先已經(jīng)抽取完畢的瀝青，但同樣需要關(guān)注取樣方法的使用正確性[2]。若瀝青試樣有加熱需要，則必須確保其在密封且?guī)w的金屬容器中存放，對(duì)其密封性進(jìn)行核驗(yàn)確認(rèn)無(wú)誤后需要將其表面擦拭干凈，且需要在其上標(biāo)出對(duì)應(yīng)的識(shí)別標(biāo)記，標(biāo)記的主要內(nèi)容主要為試樣的來(lái)源、日期、地點(diǎn)以及取樣人員等，以方便后續(xù)瀝青試樣的溯源。

3.1.2 樣品制備

（1）瀝青加熱的具體時(shí)間與試驗(yàn)次數(shù)。瀝青試樣檢測(cè)前必須對(duì)瀝青做加熱溶解處理，且需要在脫水與過(guò)篩后才能用于后續(xù)的試驗(yàn)過(guò)程。由于瀝青本身的特殊性，使得其在實(shí)際加熱過(guò)程中包含的多類輕質(zhì)成分將會(huì)隨著時(shí)間的推移而逐漸揮發(fā)，該種條件下必然會(huì)使瀝青的本身性質(zhì)發(fā)生變化，在加熱次數(shù)逐漸增多與溫度逐漸升高的情況下，對(duì)其本身性質(zhì)的影響也就越大。若在對(duì)瀝青進(jìn)行加熱處理時(shí)，環(huán)境條件不允許的情況下而采取了電爐或燃?xì)鉅t等加熱脫水方式，則必須在試樣的下方放置石棉墊。瀝青加熱需要將時(shí)間控制在30分鐘以內(nèi)，過(guò)程中需要應(yīng)用玻璃棒對(duì)瀝青做攪拌處理以避免出現(xiàn)局部過(guò)熱的現(xiàn)象影響瀝青自身性質(zhì)與最終的試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性。需要注意的是若電爐或燃?xì)鉅t對(duì)瀝青進(jìn)行加熱，由于局部過(guò)熱無(wú)法避免因此并不建議采取玻璃棒攪拌方式，這主要是因?yàn)樵诓ＡО舻臄嚢柽^(guò)程中極容易使得瀝青樣品中混入氣泡，繼而無(wú)法保證最終檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

（2）過(guò)篩。在對(duì)試樣做軟化灌模處理前應(yīng)提前進(jìn)行攪拌，以保證試樣的上下均勻性。所選擇的濾篩為0.6 mm，且需要確保濾篩的干燥干凈。需要注意的是為避免出現(xiàn)溫度在短時(shí)間內(nèi)下降過(guò)多的現(xiàn)象，應(yīng)事先將濾篩加熱至50℃左右。瀝青在加熱溶解后整體呈現(xiàn)流動(dòng)狀態(tài)，因此在對(duì)其進(jìn)行過(guò)篩處理時(shí)需要選擇不銹鋼環(huán)刀作為固定其形狀的限制工具，選擇的刀口的直徑應(yīng)保持與灌模器直徑相同。

（3）灌模。瀝青樣品在經(jīng)過(guò)過(guò)篩處理后需要在其冷卻前一次性地灌入至針入度檢測(cè)的試驗(yàn)器皿中，在整個(gè)灌模環(huán)節(jié)需要避免反復(fù)攪動(dòng)瀝青的現(xiàn)象出現(xiàn)。若發(fā)現(xiàn)過(guò)程溫度下降過(guò)快，則應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)加熱，但需要避免超過(guò)兩次加熱造成瀝青老化，繼而對(duì)最終的試驗(yàn)結(jié)果造成不良影響。實(shí)際的試驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格遵循操作規(guī)范，提高對(duì)操作速度的重視，且需要避免出現(xiàn)二次加熱現(xiàn)象。

3.2 養(yǎng)護(hù)

確保試驗(yàn)室的試驗(yàn)條件與標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)環(huán)境要求相符是保證最終所獲得測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確性的前提條件，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)溫度的升高使得瀝青的針入度的結(jié)果也將隨之變大。養(yǎng)護(hù)條件相同的情況下，若環(huán)境溫度較低則在養(yǎng)護(hù)實(shí)際時(shí)間沒(méi)有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)，瀝青樣品的內(nèi)部實(shí)際溫度將會(huì)偏低，該種情況同樣是影響最終針入度數(shù)值的關(guān)鍵因素，繼而使得最終的檢測(cè)結(jié)果偏小。因此在養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié)需要嚴(yán)格遵循標(biāo)準(zhǔn)溫度與試驗(yàn)時(shí)間的條件推進(jìn)試驗(yàn)進(jìn)度，以避免出現(xiàn)由于溫度短時(shí)間內(nèi)提高或降低而導(dǎo)致出現(xiàn)的瀝青性能降低等現(xiàn)象，對(duì)后續(xù)瀝青在路面建設(shè)環(huán)節(jié)的應(yīng)用效果產(chǎn)生不良影響。

3.3 設(shè)備精度

由于針入度試驗(yàn)屬于條件性試驗(yàn)的一種，因此在實(shí)際試驗(yàn)過(guò)程中需要對(duì)試驗(yàn)條件予以嚴(yán)格控制，從設(shè)備的角度來(lái)看其需要滿足試驗(yàn)溫度±0.1℃的基本應(yīng)用要求;設(shè)備的各類組合件的總質(zhì)量需要控制在50克±0.5克范圍內(nèi)（針與針連桿），另外需要準(zhǔn)備50克±0.05克的砝碼，繼而達(dá)到試驗(yàn)的總質(zhì)量在100克±0.05克范圍內(nèi)。過(guò)程中需要保證設(shè)備的組合件做垂直運(yùn)動(dòng)的情況下不存在明顯摩擦的條件，針入度儀需要具備自動(dòng)計(jì)時(shí)功能，試驗(yàn)前應(yīng)確保試驗(yàn)設(shè)備與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求相符;對(duì)于針入度試驗(yàn)過(guò)程來(lái)說(shuō)，關(guān)鍵在于標(biāo)準(zhǔn)針的形狀以及其尺寸是否符合應(yīng)用規(guī)范，在設(shè)置固定裝置盒的情況下應(yīng)避免出現(xiàn)針尖碰撞現(xiàn)象。所應(yīng)用的每一根標(biāo)準(zhǔn)針均需要做單獨(dú)計(jì)量標(biāo)定，且需要由專業(yè)計(jì)量部門經(jīng)過(guò)嚴(yán)格檢驗(yàn)后才可使用，并應(yīng)進(jìn)行定期檢驗(yàn)以確保設(shè)備精度符合試驗(yàn)要求。

3.4 試驗(yàn)操作

每一次的試驗(yàn)前均需要將所應(yīng)用到的試驗(yàn)器皿放置在恒溫水槽中，其他條件不變的情況下，所選定的試驗(yàn)溫度應(yīng)隨環(huán)境溫度的變化而變化。標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)溫度應(yīng)確保其在±0.1℃的范圍內(nèi)，在操作不熟練的情況下極容易使得盛放樣品的器皿的水溫變化在±0.5范圍內(nèi)波動(dòng)，因此必須提高對(duì)試驗(yàn)水溫的重視;試樣的表面與標(biāo)準(zhǔn)針之間的接觸環(huán)節(jié)是針入度試驗(yàn)結(jié)果獲取的關(guān)鍵點(diǎn)，現(xiàn)階段所采取的主要方式是對(duì)標(biāo)準(zhǔn)針在水中的倒影進(jìn)行觀察，確保標(biāo)準(zhǔn)針的針尖應(yīng)恰好與試樣的表面進(jìn)行接觸，在未接觸試樣或已經(jīng)刺入樣品的情況下必然會(huì)影響到針入度的最終數(shù)值;需要確保各個(gè)測(cè)試點(diǎn)與盛放樣品的器皿的邊緣處的距離在10 mm以上，在標(biāo)準(zhǔn)針刺入樣品后將會(huì)留下孔洞，此種情況下若依舊按照原本的方式繼續(xù)進(jìn)行平行試驗(yàn)必然會(huì)對(duì)最終所獲取的結(jié)果準(zhǔn)確性產(chǎn)生不良影響，因此必須準(zhǔn)確把控各個(gè)測(cè)試點(diǎn)與器皿邊緣之間的距離。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，作為影響瀝青最終使用效果以及判斷其應(yīng)用性能的關(guān)鍵因素，瀝青針入度數(shù)值的準(zhǔn)確性毋庸置疑。試驗(yàn)人員需要提高對(duì)各個(gè)試驗(yàn)環(huán)節(jié)質(zhì)量的重視，明確可能影響到最終檢測(cè)數(shù)值的影響因素，為瀝青針入度數(shù)值準(zhǔn)確性的提升奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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