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沥青针入度试验精度控制分析(一)

2022-06-28 09:50 

       沥青路面给行驶车辆带来的舒适度是水泥混凝土路面很难达到的,不仅是平稳,而且噪音低。随着公路在承载运输中的作
用提升,以及运输成本的
增加,致使运输车辆不断加载,而且我国正在酝酿公路的再一次提速,在动荷载、静荷载都在增加的
情况下,高速公路建设者们提出了增加沥青面层总
体设计厚度的构想,这样一来沥青材料的用量势必要激增。而目前路面沥青
最好的来源是石油粘稠沥青。其粘结力、稳定性能较好,拌和性能、施工性能都较平衡,使用年限也较长,目前较好的公路沥
青路面使用年限会超过 20
年。这么长的使用时间内沥青经风吹日晒、老化,雨、雪侵害,高速荷载的反复揉搓,高温、低温
等各类复杂的情况下,保证设计的使用性能,其对材
料本身的稳定性提出了极高的要求。面层材料中胶结材料至关重要,沥青
重中之重。我们知道沥青物理性能的测试指标主要是针入度、延度、软化点,通常称为沥青的三大指标试验,是评价沥青性
能的关键性指标。


针入度试验过程中影响精度的因素

       沥青针入度指标是沥青性能的关键性指标,也是针入度指数的基础数据来源。它既能表示沥青软硬程度和稠度、抵抗剪切
破坏的能力,反映在一定
条件下沥青的相对黏度的指标,还能通过针入度指数评价沥青的高温稳定性和低温的抗裂性能。其重
要性可见一般。我们就从规范的角度阐述一下沥青
针入度试验精度控制的关键性因素有哪些。
 
1、检测设备-针入度仪

       目前沥青针入度试验标准仪器就是针入度仪。其中试验主要构件是标准针、针连杆和砝码,合计质量为 100g±0.05g。其中
标准针的质量为 2.5g±
0.05g。作为仪具来说,标准针是影响试验精度中最关键的一个部分。当然质量符合规范要求后,其针的
硬度、表面粗糙度、针尖规格就极其重要了。试
验过程中标准针是直接接触沥青试样的,其贯入深度是评定的指标,以0.01mm
计。表面粗糙度与针尖规格夹角和尖部微观面尺寸都是决定性因素。
由于标准针价格昂贵,每根标准针价格在 300 元,一组价
格近一千元。所以
检测单位标准针都是要重复使用的,每次检测完后,要对标准针上的沥青进行清洗。经常使用的标准针可能
会因外力而弯曲变形,尖端变钝,如使用不
合格的清洗剂,还极易造成标准针表面氧化等情形出现,所以试针每年需标定一次,
取得合格报告后方可使用。然而即使是标定合格时间内,也未必能
保证标准针没有问题。所以正常检测时,除常规需要的三个
标准针正常试验
用以外,还应备用一套,不定期对试验样品进行比对试验,以确保试验精度,这一方法个人觉得极为重要。当
然多备的这一组试针,一定是要标定结果非
常好的。习惯上每周都会对现有的试验进行比对,方法当然是对同样的样品,多浇
几个试样,用备用标准针进行检测比对。这样能发现当前常规用试针的
精度,也可以判断样品的测量结果,保证试验报告的科
学性和准确性,是一
举两得的好方法。本人在多年的沥青检测过程中,一直保持着这一习惯。
在保证标准针质量、规格符合规
程要求的情况下,称量针连杆、针和法
码的总质量,如合格的情况下,影响试验精度的另一仪具因素,自由下落,就是重要的
评价指标了。很显然的道理,贯入质量 100g±0.05g,在有较大摩
擦阻力的情况下,其贯入深度一定是偏小的,也就是说试验
结果偏小。所以
试验过程中一定要保证针连杆在无明显摩擦的情况下垂直运动,贯入沥青样品中。当然这里有另一个因素垂直,
只有在垂直的情况下,才能保证向下运
动时的摩擦阻力最小。针入度仪的调平也是一个关系因素,是保证针连杆垂直的重要动
作。

 
2、样品-试样制作
 
       就粘稠沥青来说,试样由沥青加热脱水后浇入盛样皿完成的。在这一过程中影响因素太多。首先,样品加热脱水过程,在
温度要掌握好,高了沥青
易造成老化,低了脱水不彻底。其次,浇注样品要仔细,不能过快,不可将气泡带入沥青试样中。再
次,样品浇注后,表面要平整,其作用下一段解释。
道路石油 70#沥青加热过程易控制,SBS 改性沥青控制难度较大,其主要
因为 SBS 改性沥青粘度大,流动性差,不易浇注,对试验人员水平要求非常高。经验丰富的试验人员,对浇样前沥青的状
态有着自己的评价体系,通过
对沥青的搅动,拨丝,观察沥青状态,判断是否达到最佳状态。通达大量试验数据,能够得出不
同沥青浇注样品的的温度控制范围,保证样品表面平滑,
无气泡。沥青加热温度往往是定义在软化点上 80℃,烘箱加热法加热。
这种方法
在道路石油沥青上比较好用,但是在 SBS 改性沥青面前就有一定的难度了。往往因为加热不到位,沥青流动性差,
浇样时带入气泡。如果浇样后,样品
表面存在小气泡的话呢,个人觉得是可以用火机快速烧一下的,不过一定要快,不然易导
致沥青样品表面老化。这一操作要熟练,新手不建议使用这一
方法。