不同加熱介質對瀝青軟化點的影響研究

　　瀝青軟化點是試樣在測定條件下，因受熱而下墜達25mm時的溫度。軟化點既是反映瀝青材料溫度穩(wěn)定性的-項指標，又是瀝青黏度的-種量度，我國乃至許多國家均把瀝青軟化點作為-項重要的性能指標。
 

　　2014年施行的瀝青軟化點測定標準GB/T4507-2014以及交通部標準JTGE20-2011中T0606-2011均規(guī)定，對于軟化點在30~80℃范圍內的瀝青采用蒸餾水做加熱介質，軟化點在80~157℃范圍內的瀝青采用甘油做加熱介質。冬天使用甘油做加熱介質時，由于環(huán)境溫度較低，甘油黏度增加，使其不易傾倒且攪拌阻力增加，并且當所測試樣軟化點在80℃附近時，需要進行測試結果的校正或者使用水做加熱介質重新進行試驗，不僅費時費力，影響科研或生產進度。美國材料試驗協(xié)會標準ASTMD36-95中曾使用乙二醇做加熱介質，乙二醇作為測定瀝青軟化點的加熱介質，其測試范圍為30~110℃，涵蓋了常用瀝青的軟化點范圍，而且目前國內也有一些企業(yè)在非出廠產品的軟化點試驗中采用乙二醇代替甘油作為加熱介質。
 

　　但是，加熱介質替代對軟化點測試結果的影響以及影響程度，是一個值得探討的問題。本文分別采用水與乙二醇、甘油與乙二醇兩種體系進行對比，得出加熱介質對瀝青軟化點測定值的影響及其變化規(guī)律。
 

　　試驗部分
 

　　試驗原料
 

　　試驗選用4種不同型號的瀝青，分別為70#道路瀝青、密封膠瀝青、SBS改性瀝青和高黏度改性瀝青。
 

　　試驗儀器
 

　　試驗采用德國Petrotest公司的RKA5全自動瀝青軟化點測定儀。
 

　　試驗方法
 

　　本試驗為了探究加熱介質對軟化點測試結果的影響，僅改變軟化點測試過程中的加熱介質，其他條件均嚴格按照交通部標準T0606-2011的要求執(zhí)行。
 

　　實驗結果與討論
 

　　水與乙二醇作為加熱介質的軟化點對比
 

　　試驗選取軟化點小于80℃的70#道路瀝青以及SBS改性瀝青，分別采用水和乙二醇做加熱介質進打軟化點測試，研究不同加熱介質對軟化點測定值的影響。
 

　　對于這兩種瀝青，分別采用水與乙二醇做加熱介質所得到的軟化點測試結果差值均在1℃左右。差值均為正值，這說明對于同-種瀝青，用乙二醇做加熱介質比用水做加熱介質測得的軟化點偏高，高出的部分雖然未超出GB/4507-2014及T0606-2011的重復性要求，但是應充分認識到這個差值不是隨機誤差，應歸為系統(tǒng)誤差。
 

　　乙二醇與甘油作為加熱介質的軟化點對比
 

　　試驗選取軟化點在80~157℃之間的密封膠瀝青和高黏度改性瀝青，分別采用乙二醇和甘油做加熱介質進行軟化點測試，研究不同加熱介質對軟化點測定值的影響。
 

　　對于密封膠瀝青，分別采用乙二醇與甘油做加熱介質所得到的瀝青軟化點測試結果差值在3.3℃左右；而對于高黏度改性瀝青，兩種加熱介質所得軟化點測試結果差值在4.5℃左右，均超出了GB/T4507-2014及T0606-2011的重復性要求。而且通過對不同種瀝青分別采用乙二醇或甘油做加熱介質所得軟化點值的差值進行作圖分析，可以看出，不同種瀝青采用兩種加熱介質測得的軟化點差值相差較大，由此可得出采用乙二醇或甘油做加熱介質測得的軟化點的差值是隨著瀝青種類的不同而不同的，即加熱介質的改變對不同種瀝青軟化點的影響程度不同。
 

　　試驗結果分析
 

　　鑒于加熱介質的替代所產生的測試值的差異，分析其中原因，認為主要有以下兩點：
 

　　a)由于水與乙二醇、乙二醇與甘油的導熱系數(shù)不同，導致在測試過程中的升溫速率不同，即使升溫速率達到了“3min后，升溫速度應達到5℃/min±0.5℃/min”的要求，但是不同介質的升溫速率仍不盡相同，即不同的升溫速率影響了終的軟化點的測定值。
 

　　b)不同加熱介質的密度不同，在測試過程中對試樣下降所產生的阻力不同，介質密度大，則測出的結果就偏高；反之，所測結果偏低。加熱介質的改變對不同種瀝青軟化點的影響程度不同，分析原因如下：
 

　　a)基質瀝青不同。由于生產瀝青的原油及生產工藝不-致，使基質瀝青的油分、樹脂、瀝青質等物質含量不-致，改性后的瀝青在改性劑與瀝青相溶性方面會出現(xiàn)差異，所有這些差異可能會導致不同瀝青對溫度的敏感性不同。
 

　　b)不同種瀝青所使用的改性劑的種類與數(shù)里有較大差別，而改性浙冃的軟化點與改性劑的性質、改性劑在瀝青中的結構、改性劑與瀝青的相互作用有關。
 

　　c)本試驗中軟化點在80℃以下的瀝青，沒有體現(xiàn)出加熱介質的改變對不同種瀝青軟化點的影響不同的情況，分析其中原因可能是這些瀝青的軟化點較低，在出現(xiàn)該情況之前就已經達到了軟化點。
 

　　結論
 

　　a)對于軟化點在80℃以下的瀝青，分別采用水與乙二醇做加熱介質測得的軟化點差值較小，在1℃左右；對于同-瀝青試樣，采用乙二醇測得的軟化點值比用水測得的軟化點值高。
 

　　b)對于軟化點在80℃以上的瀝青，分別采用乙二醇與甘油做加熱介質測得的軟化點差值較大，在3~5℃之間，均超出了GB/T4507-2014及JTGE20-2011中T0606-2011的重復性要求。建議使用乙二醇替代甘油做加熱介質時對測得的結果做校正，且同時報告所采用加熱介質的種類。
 

　　c)對于軟化點在80T以上的瀝青，加熱介質的替代對瀝青軟化點測定值的影響隨著瀝青種類的不同而不同。
 

　　d)加熱介質導熱系數(shù)及密度的差異，是造成不同加熱介質下測得的軟化點值不同的主要原因。