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沥青针入度试验影响因素分析

[导读]本文通过石油沥青AH-70 针入度试验进行总结,分析了沥青针入度在检测过程中的若干影响因素,并提出了沥青针入度检 测时的注意事项。

沥青混凝土路面由于使用了沥青结合料,因而增强了集料之间的黏结力,提高了混合料的强度和稳定性,使路面的使用质量和耐久性能都得到提高,其中,沥青的品质是影响沥青混凝土路面质量和使用寿命的一个关键因素。选用沥青材料时,是根据工程性质及当地气候条件、所处工程部位等选用不同品种和牌号的沥青。适宜的沥青不仅能延缓沥青路面的疲劳、低温开裂,还能防止沥青路面因重载和高温作用产生过深的车辙。目前,我国的道路沥青针入度分级体系,是在国际针入度分级体系的基础上根据我国的具体情况制定的。针入度这个指标的检测结果准确与否关系到这个产品的定名和定性。然而,在检测过程中,我们常常遇到各种主观、客观的限制,从而影响对结果的客观准确判断。


本文通过bet188客户端地质仪器有限公司的SYD-2801型针入度仪为对象,对昆山交通工程AH-70 号沥青针入度试验进行分析,对沥青针入度试验过程中的影响因素及注意事项进行了总结。


1 定义

沥青针入度是沥青三大指标之一,它是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粘度的指标。


2 针入度试验方法

按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTG E20-2011(T0604-2011)进行试验,采用标准温度(25℃)下,按规程要求准备试样,在规定养护条件养护后,试验读数,准确至0.1mm,同一试样平行试验至少3 次。


3 影响因素

3.1 制样质量

3.1.1 样品的代表性。应严格执行沥青取样法,规程明确规定了不同情况下沥青的取样方法和取样数量以及盛样器是否干净、干燥,检测单位接收的样品,基本上是委托单位已经抽取好的,但仍应注意取样的方法,需加热的沥青试样必须存放在密封带盖的金属容器中,并将盛样器加盖、密封好并擦拭干净后,在盛样器上(不得在盖上)标出识别标记,如试样来源、品种、取样日期、地点及取样人。


3.1.2 样品制备

3.1.2.1 加热时间及次数:在试验前,必须将沥青加热溶解、脱水、过筛后才能成型,而沥青在加热过程中由于轻质成分挥发,使沥青的性质发生变化,加热次数越多,温度越高,影响越大。规范允许不得已采用电炉、燃气炉加热脱水时必须加放石棉垫。加热时间不超过30min,并用玻璃棒轻轻搅拌,防止局部过热。我们建议不予采用,因为在电炉、燃气炉加热时,一是无法避免局部过热,而且在玻璃棒的搅拌过程中会在样品中混进气泡,从而影响检测结果。


3.1.2.2 过筛:试样软化灌模前,应进行轻轻搅拌,使样品上下均匀,然后通过0.6mm 的滤筛过滤,滤筛必须干净,为了不使温度下降太多,我们采用滤筛预热至50℃;因沥青加热溶解后呈流动状况,过筛时采用不锈钢环刀作为固定限制器,刀口直径与灌模器直径相当,又快又方便,不锈钢环刀不易变形,同样与沥青样品进行一起预热。


3.1.2.3 灌模:沥青样品在不等冷却立即一次灌入针入度盛样皿中,沥青灌模时不得再反复搅动沥青,当温度下降太多时,宜适当加热反复加热不得超过两次,以防沥青老化影响试验结果,试验应注意操作速度,尽量不要进行二次加热。


3.2 养护

严格控制试验室的试验条件是测试结果正确的保证和前提。随着养护温度的升高,沥青针入度值增大。而养护时间上,是在其它条件相同的情况下,当环境温度较低时,对养护实际时间未达到规范要求,会使样品内部实际温度可能偏低,从而使针入度值偏小,影响检测结果。反则反之,因此在养护过程中严格按标准温度和时间进行。


3.3 设备精度

3.3.1 针入度试验属于条件性试验,试验时应严格控制试验条件,设备应能保证试验温度±0.1℃的要求;


3.3.2 针和针连杆组合件总质量为50g±0.5g,另附50g±0.05g砝码一只,必须满足试验总质量为100g±0.05g 要求,要求针和针连杆必须在无明显摩擦下垂直运动,并采用能够自动计时(5s)的针入度仪进行试验,试验前应确保符合规范要求;


3.3.3 针入度试验的关键是标准针的形状及尺寸,因此要求标准针(1、2、3)2.5±0.05g,针杆上应打印有号码标志,应设有固定用装置盒(筒),以免碰撞针尖。每根标准针单独计量,必须要有计量部门的检验单方可使用,并定期进行检验。


3.4 试验操作

3.4.1 每次试验前将盛样皿和平底玻璃皿放入恒温水槽,使平底玻璃皿中水温保持试验温度。在其它条件不变时,试验温度随环境温度而变,即如果环境温度低(即使室内空调已达到标准温度),试验外界环境的温度的变化,远远超规范要求的试验温度±0.1℃的要求,如果操作不熟练,速度慢,在一次试验后,盛样皿和平底玻璃皿中的水温变化有可能会在±0.5℃范围内变化,甚至于更大,因此应保持试验时的水温。


3.4.2 标准针与试样表面的接触是本试验的一个难点,而且人的因素最大,目前基本采取的方法是观察标准针在水中的倒影,应使针尖恰好与试样表面接触,如果针尖未接触试样,使针入度值偏大,而如果针尖已刺入样品,必然会使针入度值偏小。


3.4.3 各测试点之间及与盛样皿边缘距离不应少于10mm, 试针刺入样品后,会留下孔洞,说明样品发生扰动,试洞周围的沥青被挤密,如果紧靠着针孔做平行试验,必然会影响结果,而盛样的皿边缘受盛样皿(铜制或)周围限制,如紧靠边缘入针,会使针刺入时样品不能达到360 度的变形,从而影响试验结果,因此一定要注意测点之间及测点与边缘之间的距离。


4 结论

4.1 影响沥青针入度试验的主要因素有制样质量、养护、设备精度和试验操作等,各影响因素相辅相承,对试验结果均起着至关重要的作用。


4.2 标准针的形状及尺寸是关键,必须要有计量部门的检验单方可使用。


4.3 标准针与试样表面的接触是本试验的一个难点,受人的因素最大,且对试验结果影响也是最大,因此要在不断试验中总结经验。


4.4 在恒温装置中,我们选择bet188客户端自动水循环设备,更好的控制的水的温度变化,满足±0.1℃的要求。



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