瀝青黏度試驗方法及在線檢測技術進展
導讀:受到原材料多樣化生產技術多元化、供應商降成本等因素的影響，瀝青產品質量不合格、不穩定或質量合格但使用性能較差導致的瀝青路面早期病害等問題屢有發生，現行瀝青產品規范
來源：未知
發布日期：2020-04-03 13:28【大 中 小】
瀝青黏度及其 隨溫度變化的黏溫性質與瀝青 產品 的種類 、 組成密切相關， 是反映瀝青性能的 重要指標。 不但是歐洲 、 美 國 、 澳大利亞等 國瀝 青產品 規范的主要指標 ， 也是最新性能分級瀝青 規范 （ ＰＧ 規范 ） 的技術要求之一 。
作為質量 控制 的主要 內 容 ， 瀝青黏度及其試驗檢測方法 自 上世紀六十年代至今一 直備受關注 ， 各種 不 同 的 黏度試驗檢測方法及設備 （ 實驗室 、 便攜式 、 在 線檢測等 ） 在不 同 場合得到廣泛應用 ， 發揮 了 良 好的質量控制 作用 。 本文對 比分析了 國 內外瀝青黏度試驗方法及 在線檢測技術新進展 ， 指出 了 目 前存在的 主要 問 題 ， 并對今后 的進一 步研究與應用提出 了 建議。
國內外瀝青黏度 試驗方法對 比分析
瀝青黏度是瀝青材料抵抗流動的 量度 ， 也是 瀝青材料 內 摩擦力 的外在表現。 由 于溫度對瀝青 黏度影響非常大 （ 當 溫度改變 １ Ｔ ， 其黏度可能 變 化 ２０ ％ ） ， 常溫下熱傳導性較差 ， 很多改性瀝 青還具有觸變性 。 這些都給黏度 的檢測 帶來很大 的 困 難 。 在 線黏 度計 瀝青 產 品 種類 較多 。 既有天 然 形成 的 ， 也 有 石 油 ／ 煤 等原料 經過適 當 加 工得 到 的石 油 瀝 青 ／ 煤瀝 青 ， 還有在天然瀝青 ／ 石油 瀝青 中 添加 橡 膠 、 樹 脂 、 高 分子 聚合物 等外 摻 劑 ／ 改性 劑 生產 的 改性瀝青 。 常溫下其外 觀形態 既有 固態 的 ， 也 有半 固 態 、 液態 的 ， 不 同 產 品 ／ 不 同溫 度 的黏度 特性各異 ， 因 此瀝青 黏度 的試 驗檢測 方法有 多種 ， 分別適 用于不 同 的 瀝青 產品 和 試 驗溫度。 雖然常用 的 黏度測量方法有毛細 管法 、 旋轉 法 、 落體法 、 流動杯法、 振動法等 ， 但應用 于 瀝青產品 黏度測試的主要方法為毛細 管法 、 真空 減壓 毛細 管法 、 旋轉法和流動杯法 。 世界各 國 的 瀝青黏度試驗方法標 準 ／ 規范不盡相同 ， 本節將 從不同視角對其進行對比分析。
試驗方法與測試
結果 的對應關 系列 出 了 歐盟 標 準 （ Ｅ Ｎ ） 、 美 國 行 業 標 準 （ ＡＡ ＳＨ ＴＯ 、 ＡＳ ＴＭ Ｉ ｎｔ ｅｒｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａｌ ） 、 中 國 交 通 部規范 《 公路工程瀝青及 瀝青混合 料試驗規程 》 （ ＪＴ Ｇ Ｅ２０ — ２０ １ １ ） 中 與 道路瀝青產品 黏度相關的 主要試驗方法 ［ Ｗ９］ 及其適用范圍 、 測 得的 黏度和 計量單位 。
真空減壓毛細 管法測得的 雖然有動力 黏度 、 黏度 、 表觀黏度之分 ， 但黏度單位是一 致的 ， 均 為 Ｐ ａ． ｓ。 歐洲 、 美 國 和 中 國 交通部 的 標準 ／ 規范 適用測試對象有所差異。 歐洲標準的適用測試對 象較多 ， 中 國 交通部規范規定的測試對象只有黏 稠石油瀝青 。
上海昌吉流動杯法主要 用于 常溫 下可流動 的 乳化 瀝 青 、 液體石油 瀝青等較小黏度流體 的 黏度測 量 ， 其測得黏度雖然有假黏度 、 標準黏度等多種不同 的稱謂 ， 但多是 以秒為單位 的流出 時 間作為量度 。 盡管恩格拉黏度的單位無量綱 ， 卻是相同 體積的 瀝青試樣 、 蒸餾水分別流出 同 一 黏度計所需時間 的 比值 。 因 此流動杯法測 得 的黏度可 以統稱為 條 件黏度 ， 即 在規定條件下一 定體積的瀝青試樣流 出 到標準量杯 中 所需的時間或時間的 比值。
黏度在線檢測技術進展
與生產現場取樣送到實驗室 的離線檢測模式 相 比 ， 在線檢測 的連續性 、 即 時性更好地滿 足了 產品 生產過程質量控制 日 益嚴苛的要求 ， 加之信 息 化技術 、 智 能化設備 的 日 新月 異 ， 各種在線檢 測技術不斷 出 現并快速發展。 在工業 比 較發 達的 國 家中 ， 在線檢測技術在冶金 （ 除轉爐煉鋼外 、石油、化工、造紙、水泥、機械 、紡織、發電等工業部門的應用已比較成熟。
基于振動 法的在線黏度計
振動 法 的 原理是 物體流體中做扭 轉運動 時 ， 由 于會受到流體黏性阻尼 的作用 ， 物體的振 幅會衰減 ， 補充由 于流體黏性阻尼而損失 的 能量 ， 使物體 的振 幅維持在與流體作用之前的狀態 ， 則 這部分補充的 能量與 流體 的黏度和 密度有關。 測 量出 這部分補充的 能量 ， 則可 以按 照 一 定 的關系 求出 流體的 黏度。 基于振動法 的傳統在線黏度計 一般存在溫度誤差 （ 控制 線 圈 的熱脹冷縮問 題 ） 和振動變形誤差 （ 主要指振動能量桿和 振動頭 不 同 材質 的變形問 題 ） ， 針對這些問 題， 近年來基 于振動法的新型在線黏度計主要有兩方面的改進， 一 是能量傳遞桿和振動頭 的材質上盡量做到采用 同 種和近似材料 ， 以 最大程度地降低對振幅 系數 的影響 ， 另 一 方面是對溫度的控制。 基于振 動法 的在線黏度計典型供應商為上海昌吉地質儀器有限公司。
結語
ａ ） ＥＮ 標準 、 ＡＳＴＭ 標準和 ＡＡＳＨＴＯ 標準 的 黏度 稱謂特 點是 “ 本質相 同 、 稱謂相 同 ” ， 但不 同 系列標準的黏度稱謂并不完全一 致 。 而 ＪＴＧ 規 范的黏度稱謂特點是 “ 試驗方法相同 、 稱謂相同 ” ， 即 毛細管法與運動黏度 、 真空 減壓毛細管法與動 力 黏度 、 旋轉法與表觀黏度分別對應 。
ｂ ） 從歐洲 、 美 國 瀝青黏度 試驗方法修訂趨 勢來看 ， 主要體現在適用范 圍 的 更新 和非牛頓瀝 青 的試驗細化方面。 建議通過系統全 面的對 比 研 究 ， 改善重復性和再現性試驗水平 ， 明 確 我國 測 試非牛頓 的改性瀝青黏度試驗方法 ， 并修訂相關 規范。
ｃ ） 建議重視瀝青在線 黏度計 的應用 及其穩 定性 、 可靠性研究。 絕大多數瀝青生產過程至今 缺乏有效 的 中 間過程控制措施 ， 而其黏度變化是 反 映物料特性變化的重要信息 ， 若能及時準確 地 把握其變化規律 ， 對 于改進產 品 質量控制 水平 、 改善質量穩定性 、 提高生產效率會大有裨益 。
ｄ ） 上海昌吉研究建議加大瀝青 質量在線 監測技術 的開發 力度 ， 強化產 品質量穩定性研究。 以 期實 現對浙 青黏溫性質等關鍵指標的 實時跟蹤 ， 及時 掌握其 質量波動狀況、 及早發現問 題產品 ， 真正做 到 出 廠產品 質量的有效控制 。
