探析公路材料沥青检测

探析公路材料沥青检测

杨瑞1钟艳艳2

1.陕西交建公路工程试验检测有限公司陕西西安710000;2.陕西正光建设工程有限公司陕西西安710000

摘要：随着我国经济飞速地发展,我国公路的通车里程也随着迅猛增长,沥青混凝土路面由于具有良好的力学性能和较好的耐久性，以及其行车舒适、噪音小、扬尘少、维修方便等优点越来越被广泛应用。由于高等级路面的主要使用沥青材料，沥青材料的一些性能影响它的使用，因此有必要对它的一些性能进行研究，下文就主要对沥青材料的一些性能检测控制点进行简析。

关键词：沥青检测、软化点检测、针入度检测、老化性检测

一、沥青针入度检测

自从国外设计了针入度试验方法,由于其简便快捷而应用至今，提出针入度的对数与相应的温度之间存在线性关系,可以通过测定两个不同温度下的针入度来获得针入度指数又发现在环球软化点温度时,发现大多数沥青的针入度值。因此用以软化点温度时的针入度值来代替计算，由于二十五度时的针入度是常规指标,一般用二十五度的针入度作为另一个温度的针入度,因此实际上通过二十五度时的针入度和软化点就可以直接求出，目前国际上通常采用这一方法。

根据我国攻关的研究成果,提出了以温度敏感性作为沥青性质之本,提出用几个个以上不同温度的针入度作为最主要的指标,同时还可以评价沥青的高温和低温性能,并以相关系数检验试验数据是否可信,当相关系数小于一定值,说明试验误差过大,此试验数据不能使用。后来在制定公路工程沥青及沥青混合料试验规程时,又将相关系数提高。随着改性沥青在我国使用的迅速扩大,我国又制定了《公路改性沥青路面施工技术规范》,在这一规范中,同样被作为一个重要指标加以引入,其回归方法与普通沥青的相同,相关系数同样要求大于一定值。

针入度试验方法标准中要求对一个试样取三次测定值的平均值,作为试验结果,并对重复性和再现性做出规定。目前一些国家在针入度试验方法标准中对精密度的规定。鉴于方法的条件性,对于低针入度试样,允许偏差小,对于高针入度试样,允许偏差大,对再现性的允许偏差也大。根据针入度试验方法允许的精密度范围,按针入度―软化点法由式求解针入度值,计算结果表明针入度偏差值随着沥青的针入度升高而加大,针入度偏差绝对值较小。如果测定值的再现性差,应进行实验室间结果的一致性和界外值的检验,否则针入度值偏差加大。

二、沥青软化点检测

沥青的稠度、劲度或者粘度性质随温度变化的而变化称为沥青的感温性,其变化程度大小直接影响了沥青路面的施工和使用性能。沥青路面的抗车辙能力、抗低温开裂能力和耐久性等主要技术性能均与沥青的温感性有内在联系。所以正确的评价沥青的温度敏感性就显得尤为重要。目前主要采用针入度指数和软化点等检测的方法，先主要谈谈软化点的检测。沥青软化点是评定沥青性能的三大指标之一,是道路、桥梁工程设计和施工中必不可少的测试项目。测量沥青软化点的方法很多,其中国家标准沥青软化点测量法是我国现行测量沥青软化点的标准方法。软化点测定值与试件预处理方法、时间、水浴的搅拌、加热速率、测温方法及升温速度密切相关联。公路工程沥青及沥青混合料试验规程定沥青软化点在以下采用水浴法和采用甘油浴法测定。因水温高于时气泡非常多，对实测结果影响较大，而且对于软化点太高的沥青也无法测试。

试验规程要求沥青软化点低于一定温度时，可以采用水浴法测试。当升温速率一定时，只要确保水温或油温与试件的温度上升保持一致。其他条件满足规程要求，即使试验起始温度不同，测得的软化点值应该是一致的。例如试件的养护温度和测试起始温度分别为一定值时，当两种测试起点温度均升到一定时。试件温度和水温或油温都为，即不同的起始温度在相同的升温速度下，不影响软化点的测试值。为了证实这一点，特采用了三种不同沥青分别在五个不同温度下进行养护测试。对于同一种沥青，一次性倒模，分别在不同温度条件下进行养护。用水浴法测得的结果基本上一致。这说明沥青软化点的测定值与测试过程中养护温度没有直接关系。但养护温度也不能过高。一般至少要低于其软化点以上。在测试开始前，试件不能发生流变，否则会影响测试结果的准确性。

采用甘油浴法在测定过程中时，可以观察到水温升到七十度左右，水中气泡已经不少。对于试验结果的影响程度是不确定的。甘油在一百度左右也出现气泡，但绝大部分沥青软化点值不超过。所以在左右的软化点，无疑采用甘油浴法更好。为了研究不同养护温度对软化点测定值的影响，采用了三种不同沥青同水浴法沥青分别在四个不同温度进行养护测试。对于同一种沥青一次性倒模，分别在不同温度条件下进行养护，用甘油浴法测得的结果基本上一致。这说明沥青软化点测定值与测试过程中养护温度没有直接关系。规程规定甘油浴法的养护温度，由于甘油密度大且温度较低时，稠度大磁力搅拌器难以转动。不利于试件与油温升温速度保持一致。同样对于甘油浴法，在稳定的室温下进行养护也可以满足要求。

三、沥青老化性检测

沥青性质随时间而变化的现象，称为沥青的老化。道路沥青的老化是逐渐产生的,主要发生在沥青混合料拌和以及道路使用过程中。沥青老化的速率直接关联路面的使用寿命，是影响沥青路面耐久性的主要因素。在沥青的使用过程中，氧是引起沥青老化变质的主要原因，热是促进沥青老化的主要外界条件。而时间的长短则是影响沥青老化深度的关键。

沥青的氧化速度与温度有直接关系，在温度较高时氧与沥青中活性基团化合速度迅速增加。生成含氧羰基官能团。同时有明显的脱氢缩合现象,并产生水与二氧化碳。在温度较低时，氧化反应较为缓慢，氧被吸收存于沥青中，参与沥青中酯类活性基团的聚合、转化。沥青受热老化主要是指沥青中的轻质油分不断挥发，改变沥青组分的结构组成。导致沥青老化。较高的温度还会造成沥青分子中不饱和双键消逝，改变沥青组分的结构链接，导致沥青变质。

沥青虽然是憎水性材料，但在雨水的作用下，沥青中的可溶性物质被冲洗掉，也会造成沥青的老化变质。含有沥青质的模型油油水界面随时间延长而老化，界面初始屈服值明显上升，界面粘度也显著增加。

许多研究人员还提出了评价沥青老化性能的其它方法，反相气液色谱技术，羰基指数法，吸氧量法，凝胶渗析法等。这些方法可从微观的角度对沥青在老化过程中性质或组分的变化进行评价。本文通过与沥青生产和使用过程相对应的短期和长期老化模拟试验，利用旋转粘度及关联道路使用性能的沥青车辙因子、蠕变劲度等指标。将老化沥青按高温性能和低温性能分别用不同指标进行表征，以便在不同使用条件下更好地进行沥青标号与品种的选择。

通过试验分析可以得出，引起沥青老化的热、氧、光、水等因素之间交互作用明显，多种因素共同作用较单一因素造成沥青老化的速度快得多。因此在沥青的保存、运输、拌和和使用过程中,应尽量减少这些老化因素的共同作用，以减缓沥青的老化进程。

四、结束语：沥青由于在路面中的重要地位，所以应加深对它的性能进行认识，采用各种检测手段进行研究。

参考文献:

[1]沈金安，《沥青及沥青混合料路用性能》，人民交通出版社,2001

[2]张德勤，范耀华，师洪俊，《石油沥青的生产与应用》，中国石化出版社，2001

[3]吕伟民，《沥青混合料设计原理与方法》，同济大学出版社，2001

[4]金鸣林，《道路沥青老化机理分析》，上海应用技术学院学报，200