關(guān)鍵詞：瀝青針入度 | 試驗(yàn)比對(duì) | 影響因素 | 分析

近年來，隨著公路建設(shè)行業(yè)迅猛發(fā)展，高速公路里程規(guī)模不斷增長，瀝青路面也越來越普遍。瀝青作為路面工程的重要原材料，其質(zhì)量直接關(guān)系到整個(gè)工程的成敗。根據(jù)我國公路行業(yè)相關(guān)規(guī)范，進(jìn)場瀝青每批次均需要進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，其中瀝青針入度試驗(yàn)是檢驗(yàn)瀝青針入度指標(biāo)的常規(guī)試驗(yàn)方法。筆者通過比對(duì)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)要將瀝青針入度試驗(yàn)做到準(zhǔn)確無誤并不是一件容易的事情，試驗(yàn)過程中往往由于試驗(yàn)設(shè)備、試驗(yàn)環(huán)境、人員業(yè)務(wù)水平等因素影響，導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生一定偏差。

針入度概述

目前在世界范圍內(nèi)具有代表性的道路瀝青的評(píng)價(jià)體系主要有三種，即針入度分級(jí)體系、粘度分級(jí)體系和PG分級(jí)體系。

道路瀝青的針入度分級(jí)體系是根據(jù)瀝青針入度的大小確定瀝青所適應(yīng)的氣候條件和載荷條件。針入度分級(jí)體系的主體是人們所熟悉的拉(延度)、扎(針入度)、落(軟化點(diǎn))，輔以瀝青的安全性指標(biāo)閃點(diǎn)、瀝青的純度指標(biāo)溶解度、瀝青的抗老化性能指標(biāo)薄膜烘箱試驗(yàn)和對(duì)生產(chǎn)瀝青所用原油的約束性指標(biāo)蠟含量等，構(gòu)成了瀝青的針入度分級(jí)體系。

在針入度分級(jí)體系中，瀝青針入度試驗(yàn)是測定瀝青稠度的標(biāo)準(zhǔn)方法。25℃的針入度給出了接近年平均使用溫度下瀝青的稠度，研究結(jié)果表明，瀝青在25℃的針入度下降至20以下時(shí)，會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的路面開裂，當(dāng)瀝青的針入度大于30時(shí)，將具有高抗開裂性能。針入度越大，表示瀝青越軟，軟化點(diǎn)低，高溫性能隨針入度增加而降低，低溫性能反之。

目前我國公路行業(yè)瀝青針入度指標(biāo)采用的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法是《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》(JTGE20-2011)中的T0604-2011。

比對(duì)試驗(yàn)

比對(duì)試驗(yàn)?zāi)軌蛴行z驗(yàn)試驗(yàn)室設(shè)備、環(huán)境、人員之間的差異，找到試驗(yàn)過程存在的問題，采取措施進(jìn)行糾正，從而提高試驗(yàn)檢測水平和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。為了比較不同設(shè)備、不同試驗(yàn)場所環(huán)境、不同人員對(duì)針入度試驗(yàn)結(jié)果造成的影響，取同一品牌、同一規(guī)格、同一批次的瀝青若干，分別按下列方案進(jìn)行比對(duì)試驗(yàn)。

試驗(yàn)室之間、不同試驗(yàn)人員間比對(duì)

試驗(yàn)室編號(hào)分別為A、B、C，試驗(yàn)人員編號(hào)分別為1、2、3，試驗(yàn)人員1、2、3對(duì)應(yīng)在試驗(yàn)室A、B、C內(nèi)完成瀝青針入度試驗(yàn)。

試驗(yàn)室之間、同一試驗(yàn)人員比對(duì)

試驗(yàn)室編號(hào)分別為A、B、C，試驗(yàn)人員編號(hào)為1，試驗(yàn)人員1分別在試驗(yàn)室A、B、C內(nèi)完成瀝青針入度試驗(yàn)。

同一試驗(yàn)室、不同試驗(yàn)人員間比對(duì)

試驗(yàn)室編號(hào)為A，試驗(yàn)人員編號(hào)分別為1、2、3，試驗(yàn)人員1、2、3均在試驗(yàn)室A內(nèi)完成瀝青針入度試驗(yàn)。

比對(duì)結(jié)果分析

采用穩(wěn)健(Roust)統(tǒng)計(jì)方法對(duì)上述三種比對(duì)方案的針入度試驗(yàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，以Z比分?jǐn)?shù)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果作出評(píng)價(jià)可以看出，按不同比對(duì)方案進(jìn)行試驗(yàn)得出的試驗(yàn)結(jié)果存在不同程度的偏差。比對(duì)偏差情況具體如下：

(1)同一品牌、同一規(guī)格、同一批次樣品，試驗(yàn)室之間不同試驗(yàn)人員進(jìn)行針入度試驗(yàn)，同時(shí)受人員、環(huán)境、儀器因素的影響，得出的試驗(yàn)結(jié)果相差較大。

(2)同一品牌、同一規(guī)格、同一批次樣品，試驗(yàn)室之間同一試驗(yàn)人員進(jìn)行針入度試驗(yàn)，受環(huán)境、儀器因素影響，得出的試驗(yàn)結(jié)果相差較小。

(3)同一品牌、同一規(guī)格、同一批次樣品，同一試驗(yàn)室不同試驗(yàn)人員進(jìn)行針入度試驗(yàn)，受人員因素影響，得出的試驗(yàn)結(jié)果相差zui小。

根據(jù)以上情況進(jìn)行分析，試驗(yàn)結(jié)果偏差主要是由設(shè)備精度、試驗(yàn)環(huán)境溫度控制、人員業(yè)務(wù)水平差異三個(gè)方面的因素造成的。但由于參加比對(duì)試驗(yàn)的試驗(yàn)人員均具備理論和實(shí)操的培訓(xùn)，均按試驗(yàn)規(guī)程進(jìn)行操作，人員操作水平造成的偏差相對(duì)較小，而不同試驗(yàn)室試驗(yàn)設(shè)備和試驗(yàn)環(huán)境溫度控制的差異所造成的影響相對(duì)較大。

影響試驗(yàn)結(jié)果因素分析

設(shè)備因素

試驗(yàn)設(shè)備的精度對(duì)針入度試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性起著關(guān)鍵的作用。

控溫裝置：瀝青針入度試驗(yàn)對(duì)溫度的控制要求較高。瀝青針入度試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件溫度為25℃±0.1℃，水溫的控制裝置是恒溫水槽，如果水溫控制不準(zhǔn)確，得出的試驗(yàn)結(jié)果將會(huì)產(chǎn)生較大的偏離。

貫入荷重：試針、連桿以及砝碼標(biāo)準(zhǔn)荷重100g±0.05g，如果荷重偏大或偏小，試驗(yàn)結(jié)果對(duì)應(yīng)會(huì)偏大或偏小。

試針光潔度：標(biāo)準(zhǔn)針采用硬化回火的不銹鋼制成，洛氏硬度HRC54~60，表面粗糙度0.2~0.3μm。如果試針光潔度不夠，針尖出現(xiàn)損壞，摩擦系數(shù)增加了，將會(huì)導(dǎo)致檢測結(jié)果偏小。

貫入時(shí)間：針入度試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)貫入時(shí)間為5s，如果貫入時(shí)間不準(zhǔn)確，時(shí)間偏長或偏短會(huì)導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果對(duì)應(yīng)偏大或偏小。

減少試驗(yàn)設(shè)備造成偏差的措施：

(1)選擇質(zhì)量良好的廠家生產(chǎn)的試驗(yàn)設(shè)備

(2)選擇具備資質(zhì)且信譽(yù)良好的計(jì)量單位進(jìn)行儀器標(biāo)定

(3)加強(qiáng)儀器設(shè)備的日常維護(hù)保養(yǎng)

環(huán)境因素

試驗(yàn)室環(huán)境：針入度試驗(yàn)是在標(biāo)準(zhǔn)水溫下進(jìn)行的，試驗(yàn)室的環(huán)境溫度對(duì)水溫的溫度有一定的影響。

養(yǎng)護(hù)環(huán)境：灌模后的針入度試樣應(yīng)根據(jù)盛樣皿的大小在15℃~30℃室溫中按冷卻試件靜置冷卻規(guī)定的時(shí)間后，移入保持標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)溫度±0.1℃的恒溫水槽養(yǎng)護(hù)規(guī)定的時(shí)間。冷卻或養(yǎng)護(hù)時(shí)間不足，可能會(huì)使試樣內(nèi)部溫度未完全達(dá)到試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)溫度，導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生較大偏差。

減少試驗(yàn)環(huán)境造成偏差的措施：

(1)試驗(yàn)操作室安裝空調(diào)，對(duì)氣溫進(jìn)行調(diào)節(jié)，使室內(nèi)溫度盡量接近試驗(yàn)溫度

(2)采用經(jīng)檢定合格的溫度計(jì)，檢驗(yàn)恒溫水槽中的水溫，當(dāng)出現(xiàn)偏差時(shí)對(duì)溫度進(jìn)行修正

(3)按試驗(yàn)規(guī)程要求的時(shí)間，對(duì)灌模試樣進(jìn)行冷卻和養(yǎng)護(hù)

人員因素

理論：試驗(yàn)規(guī)程是指試驗(yàn)的規(guī)則和流程，是對(duì)試驗(yàn)過程的要求和規(guī)定，只有掌握了正確的試驗(yàn)操作程序，才能使試驗(yàn)的實(shí)際操作更加規(guī)范，試驗(yàn)結(jié)果更加準(zhǔn)確。理論知識(shí)不牢固，違反試驗(yàn)規(guī)程操作，會(huì)導(dǎo)致試驗(yàn)失敗。

實(shí)操：試驗(yàn)過程的實(shí)際操作非常重要，即使掌握了書面上的理論知識(shí)，但沒有規(guī)范的操作方法也可能會(huì)導(dǎo)致得到錯(cuò)誤的試驗(yàn)結(jié)果。比如:灌模的時(shí)候不連貫致使氣泡混入，瀝青在烘箱中加熱溫度過高、加熱時(shí)間過長、反復(fù)加熱造成瀝青老化，均會(huì)導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確。

減少人員方面造成偏差的措施：

(1)加強(qiáng)日常試驗(yàn)規(guī)程等理論知識(shí)的學(xué)習(xí)

(2)加強(qiáng)日常試驗(yàn)操作的聯(lián)系，從實(shí)踐中積累經(jīng)驗(yàn)

結(jié)語

通過瀝青針入度試驗(yàn)的三種比對(duì)方案結(jié)果，分析發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)設(shè)備、試驗(yàn)環(huán)境和人員等因素對(duì)針入度結(jié)果造成了不同程度的影響。針對(duì)各種因素提出相應(yīng)的解決措施，從而提高試驗(yàn)檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，并以此進(jìn)一步加深對(duì)針入度試驗(yàn)的認(rèn)識(shí)。

本文涉及影響針入度試驗(yàn)結(jié)果的幾個(gè)主要因素，在其他許多材料試驗(yàn)中也同樣存在，期望能為同行提供經(jīng)驗(yàn)借鑒，共同提高材料試驗(yàn)水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程JTG E20 2011[S].北京:人民交通出版社,2011.

全文完 發(fā)布于《廣東公路交通》2020年第4期

作者簡介:張永(1983.02-)，男，大學(xué)本科，工程師，從事公路工程試驗(yàn)檢測工作，E-mail:15090543@qq.com。

了解更多產(chǎn)品信息，獲取產(chǎn)品資料，歡迎垂詢TIPTOP卓致力天

服務(wù)熱線 | 400-633-0508    郵箱：tiptop@tiptoptest.com