影響瀝青針入度試驗(yàn)結(jié)果的因素分析

董璐璐

摘 要：瀝青的針入度屬于衡量其質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)，通過分析這一數(shù)值能夠了解瀝青的軟硬級(jí)別、對(duì)剪切的抵抗能力，并可以反映在相關(guān)條件下的黏度指標(biāo)。由于瀝青在各類工程中得到了廣泛的應(yīng)用，因此針對(duì)瀝青的材料試驗(yàn)結(jié)果具有較為嚴(yán)格的準(zhǔn)確性要求。通過深入分析影響瀝青針入度結(jié)果的因素，能夠改善相關(guān)流程，實(shí)現(xiàn)良好的應(yīng)用效果。本文首先分析針入度的基礎(chǔ)概念，隨后闡述對(duì)比流程與結(jié)果研究內(nèi)容，最后深入研究影響因素，以供參考。

關(guān)鍵詞：瀝青針入度;試驗(yàn)結(jié)果;因素分析

中圖分類號(hào)：U414 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 引言

當(dāng)前，瀝青材料的應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大，質(zhì)量要求也出現(xiàn)了嚴(yán)格化的趨勢。在這種背景條件下，需要根據(jù)國家相關(guān)規(guī)范內(nèi)容，采取針入度試驗(yàn)的檢測方法，檢查瀝青本身的質(zhì)量狀態(tài)，確保其能夠符合施工的相關(guān)需求。然而，能夠?qū)︶樔攵犬a(chǎn)生影響的因素較多，容易導(dǎo)致結(jié)果出現(xiàn)偏差問題，不利于質(zhì)量的進(jìn)一步檢測。因此，需要采取對(duì)比試驗(yàn)的方法，確定相關(guān)影響因素，進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)的可靠性，為以后的瀝青應(yīng)用與材料發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1 針入度的基礎(chǔ)概念

針入度在評(píng)價(jià)瀝青質(zhì)量的流程中占有重要的地位，在當(dāng)前瀝青應(yīng)用的評(píng)價(jià)體系中，主要分為針入度、粘度分級(jí)、PG分級(jí)等三個(gè)部分。針對(duì)道路瀝青的針入度分級(jí)需要根據(jù)數(shù)據(jù)的大小情況，分析對(duì)應(yīng)的環(huán)境氣候條件與基礎(chǔ)荷載條件。這一分級(jí)體系包括延展程度、針入程度、軟化程度，同時(shí)還需要輔以瀝青的安全性指標(biāo)閃點(diǎn)、純度指標(biāo)溶解度、抗老化性能指標(biāo)薄膜烘箱試驗(yàn)與生產(chǎn)所用原油的約束性指標(biāo)蠟含量等。這些指標(biāo)共同構(gòu)成了瀝青的針入度分級(jí)體系，具有重要的參考價(jià)值，能夠幫助施工團(tuán)隊(duì)確定瀝青本身的質(zhì)量與應(yīng)用效果，達(dá)到良好的建設(shè)目標(biāo)。在針入度的分級(jí)執(zhí)行流程內(nèi)，采用試驗(yàn)方式屬于較為常用的策略之一。通過分析25℃條件下的瀝青稠度，能夠明確其年平均使用溫度級(jí)別，達(dá)到了解性能指標(biāo)的效果。通過相關(guān)研究顯示，瀝青在25℃的環(huán)境條件下，針入度逐漸降低至20，便會(huì)導(dǎo)致表面會(huì)出現(xiàn)較為嚴(yán)重的裂縫現(xiàn)象。如果瀝青處于針入度大于30的情況下，抗開裂效果能夠得到顯著提升。因此，可以認(rèn)為，針入度越高，瀝青便越軟[1]。軟化點(diǎn)較低，便會(huì)使高溫性能隨針入度增加而產(chǎn)生下降趨勢，低溫狀態(tài)下則相反。當(dāng)前，我國采用的瀝青針入度指標(biāo)主要應(yīng)用JTG E20-2011內(nèi)的T0604-2011部分，具有良好的實(shí)施效果。

2 比對(duì)試驗(yàn)流程

通過采取比對(duì)試驗(yàn)方法，能夠明確試驗(yàn)環(huán)境內(nèi)的設(shè)備、條件、人員存在的主要差異，達(dá)到尋找問題因素的目標(biāo)。同時(shí)，還可以采取有效的措施進(jìn)行糾正，顯著增強(qiáng)檢測準(zhǔn)確程度，確保數(shù)據(jù)能夠發(fā)揮良好的應(yīng)用價(jià)值。為了比對(duì)設(shè)備差異、場所差異、人員差異對(duì)針入度結(jié)果產(chǎn)生的影響，需要選擇統(tǒng)一的品牌、規(guī)格、批次進(jìn)行試驗(yàn)操作，盡可能保證對(duì)比試驗(yàn)準(zhǔn)確性。

2.1 試驗(yàn)室不同，操作人員不同

試驗(yàn)室編號(hào)需要設(shè)置為A、B與C，并將內(nèi)部人員的編號(hào)設(shè)置為1、2與3。通過布置試驗(yàn)任務(wù)，使試驗(yàn)人員在對(duì)應(yīng)的A、B與C環(huán)境內(nèi)進(jìn)行瀝青針入度分析。結(jié)果分析顯示，在品牌、規(guī)格、批次相同的情況下，試驗(yàn)室與試驗(yàn)人員均存在差異，會(huì)導(dǎo)致人員、環(huán)境、儀器三個(gè)因素共同影響試驗(yàn)結(jié)果，導(dǎo)致數(shù)據(jù)相差較大。A1針入度試驗(yàn)結(jié)果為54，Z比分?jǐn)?shù)為0.0。B2針入度試驗(yàn)結(jié)果為58，Z比分?jǐn)?shù)為1.8。C3針入度試驗(yàn)結(jié)果為52，Z比分?jǐn)?shù)為-0.9。三者標(biāo)準(zhǔn)偏差均為3.055，處于一致狀態(tài)。

2.2 試驗(yàn)室不同，操作人員相同

試驗(yàn)室編號(hào)需要設(shè)置為A、B與C，試驗(yàn)人員僅設(shè)置1位，代號(hào)為1。隨后要求試驗(yàn)人員1在A、B與C環(huán)境下進(jìn)行瀝青針入度試驗(yàn)。結(jié)果分析顯示，在品牌、規(guī)格、批次相同的情況下，試驗(yàn)室處于相同狀態(tài)，試驗(yàn)人員存在差異，會(huì)導(dǎo)致環(huán)境、儀器因素影響，數(shù)據(jù)相差幅度較小。A1針入度試驗(yàn)結(jié)果為54，Z比分?jǐn)?shù)為0.0。B1針入度試驗(yàn)結(jié)果為56，Z比分?jǐn)?shù)為1.1。C1針入度試驗(yàn)結(jié)果為51，Z比分?jǐn)?shù)為-1.6。三者標(biāo)準(zhǔn)偏差均為2.517，處于一致狀態(tài)。

2.3 試驗(yàn)室相同，操作人員不同

將試驗(yàn)室本身的編號(hào)設(shè)置為A，人員編號(hào)設(shè)置為1、2與3。隨后要求試驗(yàn)人員共同在A環(huán)境內(nèi)，完成瀝青針入度試驗(yàn)操作。結(jié)果分析顯示，在品牌、規(guī)格、批次相同的情況下，試驗(yàn)室存在差異，試驗(yàn)人員相同的情況下，受影響的因素僅包括人員，數(shù)據(jù)相差幅度最小。A1針入度試驗(yàn)結(jié)果為54，Z比分?jǐn)?shù)為0.0。A2針入度試驗(yàn)結(jié)果為55，Z比分?jǐn)?shù)為1.3。A3針入度試驗(yàn)結(jié)果為53，Z比分?jǐn)?shù)為-1.3。三者標(biāo)準(zhǔn)偏差均為1.000，處于一致狀態(tài)。

3 比對(duì)試驗(yàn)結(jié)果研究

通過利用穩(wěn)健統(tǒng)計(jì)方法對(duì)以上三種方式進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，能夠根據(jù)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，差異方案存在不同程度的偏差狀況。這一結(jié)果偏差主要是由于設(shè)備的精度條件、環(huán)境溫度控制效果、人員操作水平三個(gè)方面所決定，在這三個(gè)內(nèi)容中，人員普遍具有良好的理論基礎(chǔ)與實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)，并能夠按照預(yù)定流程進(jìn)行處理，因此操作偏差相對(duì)較小，主要偏差來自于試驗(yàn)設(shè)備與溫度控制兩方面。

4 影響比對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的主要因素

4.1 設(shè)備因素

根據(jù)試驗(yàn)設(shè)備的精度分析結(jié)果能夠發(fā)現(xiàn)，針入度影響因素中設(shè)備條件對(duì)結(jié)果的狀態(tài)具有重要的影響。

（1）控溫系統(tǒng)。由于瀝青針入度試驗(yàn)流程對(duì)溫度條件的需求較為嚴(yán)格，通常情況下為25℃，偏離不超過0.1℃，因此控溫裝置的有效性對(duì)針入度試驗(yàn)具有較大的影響。如果控制效果不佳，便會(huì)導(dǎo)致結(jié)果數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏離。（2）貫入荷重與時(shí)間。瀝青針入度試驗(yàn)所應(yīng)用的試針、連桿、砝碼標(biāo)準(zhǔn)重量需要保持在100 g，偏離不超過0.05 g。如果重量保持效果不佳，便會(huì)導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)產(chǎn)生偏離正常情況下，瀝青針入度試驗(yàn)需要設(shè)置5秒的貫入時(shí)間。如果時(shí)間設(shè)置準(zhǔn)確程度不足，便會(huì)導(dǎo)致時(shí)間過長或過短，引起結(jié)果可靠性下降。（3）試針光潔程度。瀝青針入度試驗(yàn)需要采用經(jīng)過硬化回火處理的不銹鋼進(jìn)行制作，對(duì)應(yīng)的洛氏硬度需要達(dá)到HRC54～60，表面的粗糙程度需要保持在0.2 μm～0.3 μm。當(dāng)試針表面光潔程度不足的情況下，便會(huì)引起結(jié)構(gòu)損壞，大幅增加摩擦系數(shù)，降低檢測結(jié)果的數(shù)值。（4）降低試驗(yàn)設(shè)備偏差的主要措施。為了降低試驗(yàn)設(shè)備造成的偏差問題，應(yīng)當(dāng)選擇質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)的供應(yīng)商生產(chǎn)對(duì)應(yīng)設(shè)備。同時(shí)，還需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮Y選，讓信譽(yù)和資質(zhì)條件較為良好的廠家針對(duì)儀器進(jìn)行標(biāo)定。最后，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的維護(hù)與保養(yǎng)，避免長期使用導(dǎo)致的磨損影響測試結(jié)果，保障正常應(yīng)用質(zhì)量。

4.2 環(huán)境因素

（1）試驗(yàn)環(huán)境。瀝青針入度試驗(yàn)需要在標(biāo)準(zhǔn)的水溫條件下進(jìn)行，如果環(huán)境溫度存在偏差，便會(huì)導(dǎo)致結(jié)果受到影響。（2）養(yǎng)護(hù)環(huán)境。在完成灌模操作后，應(yīng)當(dāng)按照盛放樣品的容器大小進(jìn)行操作。通過在15℃～30℃的環(huán)境中進(jìn)行試驗(yàn)構(gòu)件冷卻，并將其移動(dòng)至標(biāo)準(zhǔn)溫度條件下的恒溫水槽進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，能夠達(dá)到良好的處理效果。而如果養(yǎng)護(hù)環(huán)境沒有達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，便會(huì)降低數(shù)據(jù)的可靠性。（3）降低試驗(yàn)環(huán)境偏差的措施。為了降低試驗(yàn)環(huán)境造成的偏差，應(yīng)當(dāng)在操作區(qū)域內(nèi)安裝空氣調(diào)節(jié)裝置，達(dá)到有效控制室溫的效果。同時(shí)，還需要選擇質(zhì)量合格的溫度計(jì)，分析水槽內(nèi)部的水溫情況[2]。最后，應(yīng)當(dāng)按照規(guī)定時(shí)間對(duì)灌模試驗(yàn)構(gòu)件進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，達(dá)到最佳處理效果，降低偏差概率。

4.3 人員因素

（1）流程規(guī)則。瀝青針入度試驗(yàn)具有較為嚴(yán)格的規(guī)則流程，如果沒有采取正確的操作，便有可能導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)偏差，不利于后續(xù)的進(jìn)一步分析。（2）實(shí)際操作。試驗(yàn)操作流程相對(duì)較為關(guān)鍵，如果沒有按照規(guī)范細(xì)節(jié)進(jìn)行試驗(yàn)，也有可能會(huì)出現(xiàn)結(jié)果偏差問題。例如，在灌模過程中沒有連貫操作，引起氣泡混入?；蚴羌訜釡囟忍?，引起瀝青老化等。（3）降低人員偏差的措施。應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步加強(qiáng)人員理論知識(shí)培訓(xùn)，并使他們從實(shí)際操作過程中學(xué)習(xí)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，達(dá)到良好的處理效果。

5 結(jié)束語

綜上所述，影響瀝青針入度試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性的因素較多。相關(guān)人員通過結(jié)合本文的分析試驗(yàn)結(jié)果，可以明確對(duì)應(yīng)的條件，并盡可能選擇有效的措施進(jìn)行處理，達(dá)到提高試驗(yàn)準(zhǔn)確性的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

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