影響瀝青針入度試驗結果的因素分析

趙宏軼

摘 要：本文簡述了道路瀝青針入度分級體系的構建重要意義與針入度的試驗方法，并就影響瀝青針入度試驗結果的主要因素進行了深入分析，希望能夠為同行業工作者提供一些幫助。

關鍵詞：瀝青;針入度;試驗結果;影響因素

中圖分類號：U414 文獻標識碼：A

0 引言

瀝青是瀝青混凝土路面建設過程中所應用的主要材料，其作用不僅在于集料之間粘結力的強化，同時混合料應用強度以及最終路面結構穩定性相較以往也獲得了明顯提升，有效延長了路面的使用壽命。瀝青針入度試驗的目的主要是為了判斷瀝青是否能夠起到預期的緩解路面疲勞以及降低低溫開裂現象發生風險的作用，因此對影響瀝青針入度試驗結果的因素進行深入分析具有極為重要的現實意義。

1 瀝青針入度分級體系構建的重要意義

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用過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粘度所產生的作用。在選擇瀝青材料時，需要嚴格依據所建設工程的性質以及區域環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由于高溫或重載等因素而導致路面產生嚴重的車轍現象。我國所構建的道路瀝青針入度分級體系，是在國際體系基礎上融入我國道路建設實際情況后所形成的，該指標最終檢測結果的準確性與產品的最終性質以及其是否匹配道路建設質量要求存在著極為緊密的聯系[1]。需要注意的是在對瀝青針入度進行檢測時，經常會受多類型外界影響因素而導致其最終檢測結果的不準確，極大的影響了瀝青的后續使用效果，甚至造成無法估量的重大經濟損失及企業信譽損失。因此相關檢測部門必須提高對瀝青針入度分級體系構建環節的重視，準確定位可能影響到瀝青針入度試驗結果的各類因素，且需要提出與之相對應的解決措施，以避免出現最終檢測結果與實際不符的現象。

2 瀝青針入度試驗方法

目前我國所使用的瀝青針入度試驗方法主要依據《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》JTG E20-2011 （T0604-2011）進行試驗，需要在25℃的標準溫度環境下進行檢測，且需要嚴格遵循規程的相關要求做好試樣準備工作。明確必須養護條件的基礎上，試驗結果的讀數需要精確至0.1 mm，且針對同一準備試樣至少需要進行三次以上的平行試驗。

3 瀝青針入度試驗結果的影響因素

3.1 試樣質量

3.1.1 樣品應具有代表性

進行瀝青針入度試驗時需要嚴格遵循瀝青取樣法的相關要求，其中明確規定了在不同環境條件下瀝青的正確取樣方式與取樣數量，盛放樣品的器皿應保持干凈干燥，作為檢測單位所接收到的樣品一般是委托檢測的單位事先已經抽取完畢的瀝青，但同樣需要關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帶蓋的金屬容器中存放，對其密封性進行核驗確認無誤后需要將其表面擦拭干凈，且需要在其上標出對應的識別標記，標記的主要內容主要為試樣的來源、日期、地點以及取樣人員等，以方便后續瀝青試樣的溯源。

3.1.2 樣品制備

（1）瀝青加熱的具體時間與試驗次數。瀝青試樣檢測前必須對瀝青做加熱溶解處理，且需要在脫水與過篩后才能用于后續的試驗過程。由于瀝青本身的特殊性，使得其在實際加熱過程中包含的多類輕質成分將會隨著時間的推移而逐漸揮發，該種條件下必然會使瀝青的本身性質發生變化，在加熱次數逐漸增多與溫度逐漸升高的情況下，對其本身性質的影響也就越大。若在對瀝青進行加熱處理時，環境條件不允許的情況下而采取了電爐或燃氣爐等加熱脫水方式，則必須在試樣的下方放置石棉墊。瀝青加熱需要將時間控制在30分鐘以內，過程中需要應用玻璃棒對瀝青做攪拌處理以避免出現局部過熱的現象影響瀝青自身性質與最終的試驗結果準確性。需要注意的是若電爐或燃氣爐對瀝青進行加熱，由于局部過熱無法避免因此并不建議采取玻璃棒攪拌方式，這主要是因為在玻璃棒的攪拌過程中極容易使得瀝青樣品中混入氣泡，繼而無法保證最終檢測結果的準確性。

（2）過篩。在對試樣做軟化灌模處理前應提前進行攪拌，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溫度在短時間內下降過多的現象，應事先將濾篩加熱至50℃左右。瀝青在加熱溶解后整體呈現流動狀態，因此在對其進行過篩處理時需要選擇不銹鋼環刀作為固定其形狀的限制工具，選擇的刀口的直徑應保持與灌模器直徑相同。

（3）灌模。瀝青樣品在經過過篩處理后需要在其冷卻前一次性地灌入至針入度檢測的試驗器皿中，在整個灌模環節需要避免反復攪動瀝青的現象出現。若發現過程溫度下降過快，則應進行適當加熱，但需要避免超過兩次加熱造成瀝青老化，繼而對最終的試驗結果造成不良影響。實際的試驗過程中應嚴格遵循操作規范，提高對操作速度的重視，且需要避免出現二次加熱現象。

3.2 養護

確保試驗室的試驗條件與標準試驗環境要求相符是保證最終所獲得測試結果準確性的前提條件，標準養護溫度的升高使得瀝青的針入度的結果也將隨之變大。養護條件相同的情況下，若環境溫度較低則在養護實際時間沒有達到標準要求時，瀝青樣品的內部實際溫度將會偏低，該種情況同樣是影響最終針入度數值的關鍵因素，繼而使得最終的檢測結果偏小。因此在養護環節需要嚴格遵循標準溫度與試驗時間的條件推進試驗進度，以避免出現由于溫度短時間內提高或降低而導致出現的瀝青性能降低等現象，對后續瀝青在路面建設環節的應用效果產生不良影響。

3.3 設備精度

由于針入度試驗屬于條件性試驗的一種，因此在實際試驗過程中需要對試驗條件予以嚴格控制，從設備的角度來看其需要滿足試驗溫度±0.1℃的基本應用要求;設備的各類組合件的總質量需要控制在50克±0.5克范圍內（針與針連桿），另外需要準備50克±0.05克的砝碼，繼而達到試驗的總質量在100克±0.05克范圍內。過程中需要保證設備的組合件做垂直運動的情況下不存在明顯摩擦的條件，針入度儀需要具備自動計時功能，試驗前應確保試驗設備與標準規范要求相符;對于針入度試驗過程來說，關鍵在于標準針的形狀以及其尺寸是否符合應用規范，在設置固定裝置盒的情況下應避免出現針尖碰撞現象。所應用的每一根標準針均需要做單獨計量標定，且需要由專業計量部門經過嚴格檢驗后才可使用，并應進行定期檢驗以確保設備精度符合試驗要求。

3.4 試驗操作

每一次的試驗前均需要將所應用到的試驗器皿放置在恒溫水槽中，其他條件不變的情況下，所選定的試驗溫度應隨環境溫度的變化而變化。標準的試驗溫度應確保其在±0.1℃的范圍內，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范圍內波動，因此必須提高對試驗水溫的重視;試樣的表面與標準針之間的接觸環節是針入度試驗結果獲取的關鍵點，現階段所采取的主要方式是對標準針在水中的倒影進行觀察，確保標準針的針尖應恰好與試樣的表面進行接觸，在未接觸試樣或已經刺入樣品的情況下必然會影響到針入度的最終數值;需要確保各個測試點與盛放樣品的器皿的邊緣處的距離在10 mm以上，在標準針刺入樣品后將會留下孔洞，此種情況下若依舊按照原本的方式繼續進行平行試驗必然會對最終所獲取的結果準確性產生不良影響，因此必須準確把控各個測試點與器皿邊緣之間的距離。

4 結束語

綜上所述，作為影響瀝青最終使用效果以及判斷其應用性能的關鍵因素，瀝青針入度數值的準確性毋庸置疑。試驗人員需要提高對各個試驗環節質量的重視，明確可能影響到最終檢測數值的影響因素，為瀝青針入度數值準確性的提升奠定基礎。

參考文獻：

[1]馬瑞平，歐陽易，劉勝圖.溶解性膠粉復合RET改性瀝青及其混合料性能研究[J].施工技術，2019，48（05）：63-70.

[2]施瓊繼.瀝青針入度試驗影響因素[J].低碳世界，2019，9（02）：187-188.