浅谈改性沥青技术指标针入度指数(PI):—与《公路改性沥青路面施工技术
规范
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》(JTJ036—98)作者商榷
浅谈改性沥青技术指标针入度指数(PI):—与《公路改性沥青路面施工技术规范》
(JTJ036—98)作者商榷
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道路?江苏交通工程2001年第4期(总第98期)
浅谈改性沥青技术指标针入度指数(PI)
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与《公路改性沥青路面施工技术规范)(rrjo36--98)作者商榷
王捷贾渝
(江苏省交通科学研究院210017)
黄晓敏
(江苏省交通规划设计院2t0005)
摘要随着交通事业的迅猛发展,改性沥青应用不断增加,为了适应改性沥青路面施工应用
的需要,交通部及时颁布了《公路改性沥青路面施工技术规范》(删_o36—98).奉文通过荦
例说明,认为该规范用针入度指数H作为改性沥青分级指标可能存在问题,希望能给广大
道路工程技术人员有益参考.
关毽词感温性能针入度指数H改性沥青
1概述
随着交通事业的迅猛发展,重载,超载严重,有些特殊路段采用普通重交沥青已不敷需
要,改性沥青得到越来越多地使用.基于此,许多相关单位和部门对改性沥青作了一些研
究,但都不成体系.为了适应改性沥青路面施工应用的需要,交通部颁布了《公路改性沥青
路面施工技术规范》(JTJ036---98),这是一个很及时的举措,对我国改性沥青技术的发展起
到了促进作用.
《公路改性沥青路面施工技术规范》针对改性沥青的特点提出了一些技术分级指标,其
中感温性指标是借鉴”八五”攻关研究成果而提出的.所谓感温性是
表
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征沥青随温度而发生
性质变化的程度指标.目前世界上用以表示沥青感温性能的指标有多种表达方式,现在普
遍采用的是针人度指数,针人度粘度指数及由粘温曲线决定的斜率(粘温指数)等.由于计
算方法的不同,实际的表达方法更多.
我国”八五”攻关研究通过大量试验后得出,采用针人度指数H表征沥青感温性能既方
便,又合理.该研究认为路面使用期问的温度一般在一30%+60%之间,
而PI是由5?
30%温度的针人度变化决定的,用H更能说明这一实用温度区间的温度敏感性….但这些
结论都是针对普通沥青而言,PI指数对于改性沥青的适用性在”八五”攻关研究
报告
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中并未
提及,尚需进一步验证.
2用PI作为改性沥青分级指标存在的问题
针人度指数PI(是Pmacca-afionIndex的缩写)通常由针人度与温度的对数关系求取针人
度温度指数A后求出.一般采用15%,25%和30%(或5?)等三个以上温度一针人度关系,
回归求解得出.
回归公式为:lgP=AT+K(1)
式中:P_——叶人度(0.1ram);T_—温度(?);
A,K一由回归公式得出的参数,A又称为针人度温度指数.
PI=(2o一500A)/(1+50A)(2)
由上述(2)式求得针人度指数H值.
“八五”攻关研究中提出,上述回归方法中的相关系数应在0.995以上,当该相关系数小
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道路?江苏交通工程NO1年第4期(总第98期)
于0.995时,说明试验误差过太,此试验数据不能使用.
因此在《公路改性沥青路面施工技术规范}(JTJ036---98)中,聚合物改性沥青按不同改
性剂进行分级时,对针人度指数PI值提出了相应
要求
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,并对回归相关系数提出了更高要求.
具体见表1.
表1聚合物改性沥青的技术要求
SBS(I)SBR(1I)EVA,PE(?)
技术指标
I—AI—BI—CI—D?一A?一B?—C?一A?一B?—C?_D
针人度(0.1mm)最小
10o80604010o806080604030(25
,100g,5s)
针人度指数H最小一1.0—0.6—0.2+0.2—10—0.8—0.6—1.0—0.8—0.6一O.4
《公路改性沥青路面施工技术规范》(JTJ036--98)指出:针人度指数PI由15~C,25~C,
30~C等三个以上不同温度的针人度,按式(1)进行线性回归得参数A后求得,但直线回归的
相关系数R不得低于0.997,显然相关系数的要求比”八五”攻关研究中的0.995又高了一
些.但即使将相关系数R的要求值提高,用P【指数作为确定改性沥青等级的一个标准也存
在一定问题.例如:某一改性沥青A,温度一针人度关系如下:
温度(oC)针人度t’1(0.1ram)
l5?2l
25?54
3o?80
根据(1)式回归求得lgPl=0.0391T1+0.7413,R2=0.9981,将A=0.0391代人(2)式求
得PI1=0.152284.
若进行针人度再现性试验,试验误差满足《公路工程沥青及沥青混合料试验规程>
(.1TJ052—2000)精密度的要求,得到改性沥青A的另一组温度一针人度关系如下:
温度B(?)针人度P2(0.1mm)
l5?23
25?54
30?79
根据(1)式回归求得l出=0.0359T~+0.8258,R2=0.9992,将A=0.0359代人(2)式求
得PI2=0.733453.
可见,在满足>0.997的要求时,针人度较小的变化引起了PI指数的
较大变化(PI值
从0.152284变为0.733453),改性沥青的等级也从不符合卜D级变为
符合卜?D级.
下面再举一例进一步说明此问题.
对于改性沥青B,温度—针人度关系如下:
温度T1(?)
l5?
针人度P1(0.1mm)
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道路?江苏交通工程2001年第4期(总第98期)
25?75
30?115
根据(1)式回归求得1l=0.423T~+0.802,R2=0.9982,将A=0.0423代人
(2)式求得
PIl=一0.36918o
J
进行再现性试验,得另一组温度一针人度关系:
温度(?)针人度P2(o.1mm)
15?29
25?75
3o?111
根据(1)式回归求得1@2=0.0392’I”2+0.8795,R2=0.9979,将A=0.0392代人(2)式求
得PI2=0.135135.
可见,在满足针人度测量误差要求和相关系数R2>0.997的条件下,针人度的较小变化
对改性沥青等级的划分有较大影响(改性沥青B从不符合I—c级变为符合I—c级).
由此可见针人度指数PI的变异性较大,它只能定性比较改性沥青的感温性能,而<公路
改性沥青路面施工技术规范》将它作为改性沥青的分级技术指标之一可能存在问题.我们
在AASHTO和ASTN的改性沥青技术规范中均未发现用PI指数进行分级.
顺便提一句,《公路改性沥青路面II—A?一B?一cl?一A?—C?一A—D?
粘度??(P),Minl10002.5OOl500O500080Ol16001600
将《公路改性沥青路面施工技术规范》第46页表3和第47页表4进行对比,发现表4中
60?粘度一项有错误,经查阅有关资料,该项应与表3中相同,可能是印刷时发生错位,将相
应的60?粘度值向后移了两位.
3结论
根据以上论述,可见用针人度指数PI作为改性沥青等级划分的一个指标可能有一定不
足,建议在进行大量试验研究的基础上,提出更完善,更严谨的技术指标来作为改性沥青分
级的标准.希望本文能给广大道路工程技术人员有益的参考.