瀝青延度測定的準確性探討

方怡 孫艷 李江

摘 要：延度是評定瀝青塑性的重要指標。通過對瀝青恒溫水浴的溫度、水浴恒溫時間長短、瀝青加熱次數(shù)及瀝青延度模具試樣制備等因素分析，確定影響瀝青延度測定的因素。

關(guān)鍵詞：瀝青；延度；測定因素

延度是評定瀝青塑性的重要指標，延度越大表明瀝青的塑性越好。即在外力作用下產(chǎn)生變形而不破壞（產(chǎn)生裂縫或斷開），除去外力后仍保持變形后的形狀不變的性質(zhì)。延度越大，瀝青路面的耐磨性將越好，安全性能隨之也越好。

瀝青延度（是將瀝青做成8字形標準試件，在規(guī)定的溫度（5℃、10℃、15℃、25℃）下，以5cm/min±0.25cm/min的速度拉伸至斷裂時的長度，即為延度）。瀝青延度測試過程中影響因素較多，檢測過程稍有不慎就可造成誤判斷，得出不正確的結(jié)論，影響對于瀝青質(zhì)量的判斷。

1 瀝青延度測定的影響因素

1.1 延度試樣與模具未齊平

JTG E20-2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》要求先在延度側(cè)模及底模上均勻涂抹甘油滑石粉隔離劑（甘油與滑石粉的質(zhì)量比2：1），將試樣仔細自試模的一端只另一端往返數(shù)次緩緩注入模中，略高出試模，灌模時不得有氣泡混入，室溫冷卻不少于1.5小時。刮除高出試模的瀝青。T 0605-2011《瀝青延度試驗》3.1.3這樣描述：“用熱刮刀刮除高出試模的瀝青，使瀝青面與試模面齊平。瀝青的刮法應(yīng)自試模的中間刮向兩端，且表面應(yīng)刮得平滑”。

試驗操作過程中，若刮刀溫度過高，在刮平試樣時，試樣會產(chǎn)生“嗤嗤” 的響聲，并有試樣“冒煙”的情況，溫度降下來后，試樣表面就凹下去了。刮刀溫度過高，試樣有時還會產(chǎn)生局部脫模現(xiàn)象。 刮刀溫度過低，還會產(chǎn)生刮不動試樣的情況，在這種情況下，試樣會出現(xiàn)凹凸不平的現(xiàn)象。

在大多數(shù)情況下，如果刮完后試樣凸于模具表面，則試驗結(jié)果偏大，如果試樣凹于模具表面，則試驗結(jié)果偏小。

1.2 試樣刮平后水浴恒溫時間過長

JTG E20-2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》中T 0605-2011《瀝青延度試驗》3.1.3規(guī)定：“試件在室溫中冷卻不少于1.5h，然后用熱刮刀刮出高出試模的瀝青，使瀝青面與試模面齊平。將試模連同底板再放入規(guī)定試驗溫度的水槽中保溫1.5h”。

在日常的延度測試中，經(jīng)常會同時試驗多個試樣，這樣有可能在拉伸一個試樣時，另一個試樣刮平后在水浴恒溫的時間會超過規(guī)定時間。

同一試樣在室溫放置1.5h，刮平后放入恒溫水浴冷卻不同的時間。測試結(jié)果表明：試樣刮平后在水浴中恒溫不同的時間，延度測試結(jié)果還是有差異的。試樣刮平后在水浴中恒溫時間越長，延度越低。

1.3 水浴溫度對結(jié)果的影響

JTG E20-2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》中T 0605-2011《瀝青延度試驗》3.1.4這樣規(guī)定：“將延度儀注水，并保溫達到試驗溫度±0.1℃，將試模連同底板放入規(guī)定試驗溫度的水槽中保溫1.5h”。在保持其他操作條件不變的情況下，水浴溫度對試驗結(jié)果有一定影響。溫度低、延度小，溫度高、延度大。低溫時溫度的變化比高溫時對結(jié)果的影響要大。

1.4 試樣反復(fù)加熱多次

瀝青是以分子量很大的瀝青質(zhì)為中心，在周圍吸附了一些極性較大的可溶質(zhì)所形成的稱為膠團的復(fù)合物組成分散相，分散在脂肪族油類中形成穩(wěn)定的膠體體系。只有當瀝青中的各種組分的相對含量和性質(zhì)相匹配時，瀝青的膠體體系才能處于穩(wěn)定狀態(tài)。瀝青在加熱的過程中，不僅受到熱的作用，而且受到氧的作用，還有少許光的作用。熱能加速瀝青分子的運動，除了引起瀝青的蒸發(fā)外，并能促進瀝青化學反應(yīng)的加速，最終導(dǎo)致瀝青技術(shù)性能的降低。空氣中的氧在加熱的條件下，能促進瀝青組分對其的吸收。并產(chǎn)生脫氧作用，使瀝青組分發(fā)生移行（例如芳香分變?yōu)槟z質(zhì)，膠質(zhì)變?yōu)闉r青質(zhì)）。隨著瀝青質(zhì)含量的增加，瀝青的感溫性變小，延度變小。

瀝青在加熱條件下，反應(yīng)基本上可以分為裂解和縮合兩個方向，是一個復(fù)雜的平行順序反應(yīng)，這些平行的反應(yīng)不會停留在某一階段，而是繼續(xù)不斷地進行下去。隨著反應(yīng)時間的延長，一方面由于裂解反應(yīng)，生成沸點越來越低的小分子；另一方面，由于縮合反應(yīng)，生成芳香烴分子越來越多的稠環(huán)芳香烴，進一步縮合成膠質(zhì)、瀝青質(zhì)。其轉(zhuǎn)化過程簡單表示如下：芳香烴→膠質(zhì)→瀝青質(zhì)→碳青質(zhì)→焦炭

對瀝青延性影響最大的是芳香分，其次是膠質(zhì)。隨著加熱時間的延長，加熱次數(shù)的增多，芳香分和膠質(zhì)含量的降低，瀝青的延度也明顯降低。

2 采取的措施

（1）瀝青模具制備過程中，為了不使試樣本身受到不應(yīng)有的影響，應(yīng)自試模的中間刮向兩端，兩次將試樣刮平，不要多次刮平。

（2）刮具適宜的加熱溫度是憑經(jīng)驗的，應(yīng)視試樣的軟硬程度而定，即對于相對軟化點較低的瀝青，刮具溫度應(yīng)低些，反之，刮具溫度則應(yīng)高些。

（3）瀝青熔化過程中加熱溫度過高加熱時間過長都會引起瀝青老化，從而導(dǎo)致瀝青各項性能指標下降。不得采用電爐或燃氣爐明火加熱。對取來的樣品制備多個平行樣，避免多次重復(fù)加熱，確保每個樣品最多加熱兩次。

（4）試驗操作過程中應(yīng)嚴格按照操作規(guī)程進行操作。

（5）檢測儀器定期校驗，確保儀器完好。

3 結(jié)束語

瀝青延度測試的水浴溫度、水浴恒溫時間、瀝青反復(fù)加熱次數(shù)、延度模具表面是否刮平，這些都影響到瀝青的延度測試結(jié)果。試驗過程中，檢驗人員應(yīng)嚴格按照操作規(guī)程規(guī)范操作。

參考文獻

[1]JTG E 20-2011.公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程[S].

[2]趙志軍，陳明宇，吳少鵬，等.瀝青的老化機理與性能研究[J].建材世界，2009，30（2）：159-162.

作者簡介：方怡（1974-），女，高級工程師。