对沥青检测结果影响因素的考察论文_蒋亚娟

常州市建筑材料研究所有限公司 江苏省常州市 213161

摘要:本文考察了沥青的针入度、软化点、60度动力黏度、延度、基质沥青蜡含量、薄膜烘箱试验、储存稳定性的检测方法。重点考察了沥青的加热方式、加热次数、水浴温度、加热介质、黏度管选型、黏度管系数、基廣沥青堵含量试验中溶剂的添加顺序、不同烘箱仪器等因素对检测指标的影响。提出了正确的操作步骤、注意事项、溶剂的选择、选择正确的仪器等内容,供读者参考。

关键词:沥青;考察;影响;

1前言

由于沥青路面具有表面无裂缝、平整、行车舒适、与汽车轮胎的附着力好、可保证行车安全,减震性好,可使车辆快速、平稳的行驶且噪音小、养护维修简单,日益成为世界高等级公路中的主要路面结构。2013年我国沥青表观消费量达2000x104t,大部分用于道路建设。石油沥青作为原油蒸馏后的残渣,是一种高分子材料混合物,难以用一个简单的指标来表征其应用性能。交通部编著的JTGE202011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中涉及到沥青的检测指标多达十多项,具体见表1,其中有些指标的检测结果如针入度关系到沥青的牌号。

表1沥青技术指标

本研究对影响沥青检测结果的因素如针入度、软化点、60℃动力勃度、延度、蜡含量、薄膜烘箱、储存稳定性进行了详细的考察,并提出一些建设性的建议,希望给广大沥青工作者工作带来一点帮助。

2考察部分

2.1针入度

通过在规定条件下对于沥青硬度的考察来推断出沥青的性能,作为划分沥青等级的标准。JTGE202011要求将在烘箱中溶解的沥青倒入盛样皿中,室温下放置1.5h,然后放入(25.0士0.1)℃的恒温水浴中1.5h。含有沥青的盛样皿从水浴取出后放在针入度检测仪器下,在(100.00士0.05)g针及针连杆的重力作用下5,内插入沥青的深度作为沥青的针入度。检测中需要选取3个点,这3个点之间及与盛样皿边沿距离不少于1cm。该试验中要求检测沥青仅加热1次,要求在135℃左右的烘箱中进行溶解,严禁采用快速加热的方式。恒温水浴的水量尽可能大一些,恒温水浴的温度要用标准温度计随时检测。从结果来看,沥青加热的次数越多,沥青老化程度越严重。

2.2软化点

通过测试沥青的变形温度来考察沥青高温使用性能。JTGE202011要求在模板事先涂上润滑剂(甘油:滑石粉二2:1),这里要求润滑剂涂抹均匀,没有气泡;将在烘箱中加热一次的液体沥青倒入铜环中,这里要求倒入的沥青高于铜环边沿;室温下放置30min,然后用热的刮刀刮平试样,刮刀一定要避免过热;选择合适的介质(水或甘油),按照要求放入(5.0士0.5)℃或(32.0t1)℃的介质中并保证在3min后升温速度保持在(5.0士0.5)9℃/min。表2为不同加热介质对于沥青软化点的影响。

2.3 60℃动力黏度

通过测试沥青在60℃的运动能力来确定沥青的高温使用性能。JTGE202011中要求按照沥青的勃度指标的不同,选择合适的勃度管。普通沥青选择12号勃度管,改性沥青选择4008勃度管,高粘度改性沥青则选择8008戮度管。首先需要将选好的勃度管在135℃土S℃的烘箱中预热30min,然后将溶解的沥青倒入勃度管中,沥青数量控制在刻度上下2~的位置。将装有沥青的勃度管重新放入烘箱中((10土2)min,目的是将沥青包含的空气排出去。从烘箱中取出砧度管,放置在室温下冷却2min,避免过热的豁度管引起(60.0f0.1)℃水浴温度的波动。私度管放置在(60.0士0.1)℃的恒温水浴中30mn然后启动(300.010.5)mmHg的真空泵进行检测。试验结束后勃度管需要用三氯乙烯清洗并在烘箱中干燥,避免勃度管管壁上残留溶剂或者沥青焦,从而导致结果出现偏差。

2.4延度

通过测定沥青在一定速度温度条件下拉伸断裂时的长度来考察沥青的凝聚力,即分子间的作用力。JTGE202011要求先在延度侧模及底模上涂抹润滑剂(甘油:滑石粉=2:1),这里要注意润滑剂涂抹均匀。润滑剂涂抹过多会造成试样断面不均匀从而导致测试的延度值偏小。将在烘箱中溶解的沥青先过0.6~滤筛,然后倒人延度模具中。

2.5蜡含量

沥青中的蜡成分会降低路面的疲劳及低温性能,因此道路沥青指标有明确的蜡含量要求。JTGE20-2011要求在玻璃烧瓶中称取50左右的沥青,然后在酒精喷灯的高温焙烧下5一8min开始出初馏物,蒸馏物的速度要控制在2滴/秒,整个蒸馏过程控制在25min之内,计算蒸馏物的数量。在干净的锥形瓶中称取1一3g的初馏物,加入乙醚和乙醇各25mL溶液进行溶解。这里一定要注意溶剂的添加顺序,必须先添加乙醚,然后乙醇,如果顺序颠倒的话,蜡是无法析出的。混合液在一20.0℃士0.S℃恒温酒精浴中

静置1h,进行自然、真空过滤,添加30mL洗涤溶剂(乙醚:乙醇=1:1),再冷却30min,然后再进行自然、真空过滤。析出的蜡用热的石油醚进行溶解,在空气或者加热的环境中进行蒸发,最终在真空烘箱及干燥箱各干燥1h,称量得到的蜡质量,算出沥青中的蜡含量。

2.6薄膜烘箱

通过模拟沥青与石料的拌和来考察沥青的短期老化状况。JTGE202011中规定两种方法,分别为薄膜烘箱及旋转薄膜烘箱。薄膜烘箱试验是将溶解的(50.0士0.5)g的沥青倒在不锈钢.的盘子中,形成3.2~的沥青薄膜,在(163士1)℃的烘箱中加热5h来考察沥青的老化程度。烘箱中的温度要以烘箱内的温度计的温度为准,温度计需要挂在圆盘顶部6的位置处,温度计一定要经过校正。盘子的旋转速度控制在(5.5土1.0)r/min。旋转薄膜烘箱试验由于操作时间短,受到广大客户的欢迎。旋转薄膜烘箱试验中要求在玻璃瓶中称取35.0g士0.5g的沥青,放置在163℃土1℃的旋转薄膜烘箱中不少于75min,在旋转的过程中一直通压缩空气,压缩空气的流量控制在(4.0士0.2)L/min。旋转薄膜烘箱中有时会出现沥青从玻璃瓶滴落的现象,造成无法进行质量损失的测定。

2.7储存稳定性

通过在烘箱中保存48h来考察改性沥青长期储存稳定的功能,该指标的好坏直接影响到路面的耐久性。JTGE202011规定首先将热的改性沥青通过0.3mm的滤筛,然后在直径25mm,长度140~的铝管中倒人(50.0土0.5)g的沥青,将端口连续折叠两次进行密封,然后放在(163士5)℃的烘箱中竖直放置(48土1)h,取出后立即放人冰箱的冷冻室中,竖直冷冻4h。从冷冻室中取出后直接切成3段,将上部和下部两段放人(163士5)℃的烘箱中溶解,测定上下两端的软化点来确定改性沥青质量是否稳定。

3结束语

沥青产品各指标检测过程中,要严格控制加热次数,防止沥青加热老化影响检测结果。沥青针入度测定时可以用定制的模具替代三脚架,以提高针入度皿的稳定性;软化点检测过程中要严格控制铲刀的温度,并选择适宜的加热介质;60℃动力勃度检测过程中要选择合适的勃度管,并定期对赫度管进行校正;蜡含量测定时要注意溶剂的添加顺序、控制出馏速度;薄膜烘箱测定时要严格控制烘箱的温度,并及时对温度计进行校正。

参考文献

[1]才洪美. 沥青使用过程中对环境的影响研究[D].中国石油大学,2010.

[2]金长泰,才洪美,刘洋,梅顺平. 沥青软化点检测结果的影响因素研究[J]. 新型建筑材料,2011,10:79-81+91.

[3]张鹏. 沥青混合料水—温—光损伤特性及检测方法研究[D].吉林大学,2015.

[4]赵立东. 沥青路面凝冰损坏影响因素及细观机理研究[D].哈尔滨工业大学,2012.

论文作者:蒋亚娟

论文发表刊物:《基层建设》2017年第27期

论文发表时间:2018/1/12

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