前 言
道路石油瀝青指的是用于公路建設(shè)的石油瀝青，其粘附性、高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、彈性恢復(fù)率、抗水害及耐久性均較為優(yōu)秀，這使得道路石油瀝青廣泛應(yīng)用于我國各級(jí)公路建設(shè)，而為了保證瀝青針入度試驗(yàn)?zāi)軌蚋訙?zhǔn)確的反映道路石油瀝青溫度敏感性，影響道路石油瀝青針入度試驗(yàn)結(jié)果的因素必須得到重視。
瀝青針入度的試驗(yàn)需應(yīng)用針入度儀，基本流程可概括為： “試驗(yàn)環(huán)境控制→自校針入度試針→校準(zhǔn)針與連桿→針對(duì)性應(yīng)用針入度儀”。
1.1 前期準(zhǔn)備
具體準(zhǔn)備如下：①試驗(yàn)環(huán)境控制。瀝青針入度試驗(yàn)環(huán)境一般需要將溫度控制在 15℃~30℃區(qū)間，同時(shí)避免人員頻繁進(jìn)出。需要在恒溫水浴中靜置試樣，且保證水浴可循環(huán)，同時(shí)需使用精度為 0.1℃的溫度計(jì)進(jìn)行水溫的測(cè)量。②自校針入度試針。需將試針質(zhì)量控制在±0.05g 區(qū)間，并做好檢測(cè)合格試針的記錄與編號(hào)。具體使用時(shí)需進(jìn)行試針重量的復(fù)核，針與連桿的合重需要同時(shí)得到重視。每次針入試驗(yàn)后，試針需使用蘸取三氯乙烯的棉球進(jìn)行處理，處理過程需避免三氯乙烯滴入試樣表面。③針與連桿的校準(zhǔn)。需準(zhǔn)確控制針及連桿質(zhì)量，必要時(shí)的調(diào)整可通過增減連桿空心內(nèi)填充物實(shí)現(xiàn)，試針的針入度儀固定需避免采用側(cè)面螺絲拴緊的方式，否則試針的垂直下落可能受到影響，試驗(yàn)結(jié)果也會(huì)因此出現(xiàn)較大偏差。
1.2 具體試驗(yàn)
試驗(yàn)室中針入度儀存在兩種針入方式，具體試驗(yàn)要點(diǎn)如下：
①方式一。連桿頂端以讀數(shù)游標(biāo)輕輕接觸，待讀數(shù)歸零后按下按鈕，以此放下針與連桿，連桿自動(dòng)停止后（一般為 5s），手動(dòng)滑下游標(biāo)，與連桿頂端再次輕觸，最終完成數(shù)顯讀數(shù)的讀取。這種試驗(yàn)方法的開展需重點(diǎn)控制連桿頂端接觸與游標(biāo)滑下時(shí)的接觸力道，并避免出現(xiàn)用力向下推情況。
②方式二。針與連桿下落，通過位移傳感器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)讀取，這種方法需保證位移傳感器的感應(yīng)范圍能夠滿足試驗(yàn)需要，因此需做好試針與試樣表面輕觸的調(diào)整，否則很容易出現(xiàn)顯示失常或結(jié)果偏差問題。
③其他要點(diǎn)。為保證試驗(yàn)質(zhì)量，還需保證同一試樣平行試驗(yàn)至少三次，且各試點(diǎn)間及與盛樣皿邊緣的距離不小于 10mm，試驗(yàn)精度受到的標(biāo)準(zhǔn)針更換、清理及時(shí)性影響同樣需要得到重視。
2 影響道路石油瀝青針入度試驗(yàn)結(jié)果的因素
2.1 試驗(yàn)溫度影響
道路石油瀝青屬于依溫性材料，這使得針入度試驗(yàn)溫度選擇直接影響道路石油瀝青的流變性質(zhì)，這也使得不同試驗(yàn)溫度范圍內(nèi)的不同瀝青材料流變性變化是否存在一致性長(zhǎng)期受到學(xué)界關(guān)注，如何確定最佳道路石油瀝青針入度試驗(yàn)溫度也因此成為熱點(diǎn)研究課題。因此本文選擇了 4種試驗(yàn)用道路石油瀝青（A、B、C、D），表 1 展示了 4 種瀝青的簡(jiǎn)單性質(zhì)，展示了不同道路石油瀝青在不同試驗(yàn)溫度下計(jì)算出的 PI 值，
計(jì)算得出的 PI 值線性回歸系數(shù)均不小于 0.997，具體計(jì)算采用了《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》（JTGE20-2011）記載的公式計(jì)算法。
可得出如下結(jié)論：
①不同來源瀝青試樣的 PI 值隨試驗(yàn)溫度變化規(guī)律存在顯著差異，這是由于不同瀝青試驗(yàn)的具體材料構(gòu)成存在差異，PI 值因此受到了直接影響。
②測(cè)試點(diǎn)個(gè)數(shù)越少，計(jì)算出 PI 值的誤差越大，計(jì)算出 PI 間的最大相對(duì)誤差也會(huì)因此大幅提升，在保證線性回歸系數(shù) R 不小于 0.997 的前提下，試驗(yàn)點(diǎn)數(shù)的增多可保證計(jì)算得出的PI 值不斷趨近唯一值。
③雖然《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》（JTGE20-2011） 要求瀝青針入度試驗(yàn)溫度一般以 25℃為準(zhǔn)，但結(jié)合試驗(yàn)，本文建議不同標(biāo)號(hào)的道路石油瀝青在針入度檢測(cè)中更具針對(duì)性的選擇試驗(yàn)溫度，以此消除試驗(yàn)誤差對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響。
2.2 試驗(yàn)精密度影響
除試驗(yàn)溫度外，試驗(yàn)精密度同樣會(huì)直接影響 PI 檢測(cè)結(jié)果，這種影響主要源于重復(fù)性允許偏差、再現(xiàn)性允許偏差。為明確重復(fù)性允許偏差影響，本文圍繞試驗(yàn)溫度為 15℃、25℃、30℃，測(cè)試的針入度值為 23、70、120（10 -1 mm）的一組數(shù)據(jù)展開，結(jié)合試驗(yàn)方法中的重復(fù)性允許偏差，可得到三個(gè)不同的針入度數(shù)據(jù)，即方法重復(fù)性可接受最小值、最大值以及試驗(yàn)測(cè)試值，可以發(fā)現(xiàn)，在試驗(yàn)方法允許波動(dòng)范圍內(nèi)，雖然其線性回歸系數(shù) R 均不小于 0.997，但計(jì)算出的PI 間的最大誤差高達(dá) 59.5%。采用同一組數(shù)據(jù)，結(jié)合試驗(yàn)方法中的再現(xiàn)性允許偏差，可得出針入度再現(xiàn)性偏差對(duì) PI 值的影響，由此可直觀了解再現(xiàn)性偏差對(duì) PI 計(jì)算誤差的影響。
3 結(jié) 論
綜上所述，瀝青針入度試驗(yàn)方法具備較為廣闊的應(yīng)用空間，在此基礎(chǔ)上，本文涉及的道路石油瀝青針入度試驗(yàn)方法、影響針入度試驗(yàn)結(jié)果的因素分析，則提供了較為明確的針入度試驗(yàn)路徑，而為了進(jìn)一步提高方法的實(shí)用性，針入度儀的試驗(yàn)結(jié)果比對(duì)、不可靠針入度儀的剔除同樣需要得到重視。
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