乳化瀝青微粒子電荷儀的應(yīng)用案例

一、項(xiàng)目背景

某省雙向八車道高速公路改擴(kuò)建項(xiàng)目全長(zhǎng)120公里，路面施工采用乳化瀝青稀漿封層作為下封層，以增強(qiáng)路面基層與面層的粘結(jié)力。乳化瀝青的電荷類型直接影響其與集料的粘結(jié)性能：陽(yáng)離子乳化瀝青帶正電荷，能與帶負(fù)電荷的堿性集料形成更強(qiáng)的靜電吸附，提升粘結(jié)強(qiáng)度；而陰離子乳化瀝青則更適用于酸性集料。為確保乳化瀝青選型與工程集料匹配，項(xiàng)目引入SYD-0653型乳化瀝青微粒子電荷儀，依據(jù)JTG 3410-2025《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》T0653-2025標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)進(jìn)場(chǎng)乳化瀝青進(jìn)行電荷類型檢測(cè)，從源頭上保障施工質(zhì)量。

二、儀器配置與前期準(zhǔn)備

（一）儀器參數(shù)

本次選用的SYD-0653型乳化瀝青微粒子電荷儀，電源電壓為220V，輸出直流電壓6V，輸出負(fù)載30mA，定時(shí)精度0.1秒，可設(shè)定3分鐘自動(dòng)計(jì)時(shí)。儀器配備的不銹鋼電極板尺寸為100mm×10mm×1mm，電極間距約30mm，配套200mL燒杯及1.18mm標(biāo)準(zhǔn)濾篩，確保檢測(cè)過程符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

（二）前期準(zhǔn)備

1. 試樣處理：從每批次進(jìn)場(chǎng)的乳化瀝青中隨機(jī)抽取不少于500mL的代表性樣品，在室溫（23℃±5℃）下放置1小時(shí)以上，使試樣溫度與環(huán)境溫度一致。隨后用1.18mm濾篩過濾試樣，去除雜質(zhì)與結(jié)塊顆粒，避免影響電極與微粒的吸附反應(yīng)。

2. 儀器校準(zhǔn)：接通電源前，檢查電極板是否變形、表面有無(wú)銹蝕，主機(jī)顯示屏與連接線是否正常。開啟主機(jī)后，設(shè)定電流為8-10mA、時(shí)間為3分鐘，模擬試驗(yàn)過程，驗(yàn)證計(jì)時(shí)系統(tǒng)與電流顯示的準(zhǔn)確性，同時(shí)使用游標(biāo)卡尺測(cè)量電極間距，確保其符合30mm的要求。

三、試驗(yàn)檢測(cè)流程

（一）常規(guī)試驗(yàn)步驟

1. 試樣注入：將過濾后的乳化瀝青試樣倒入200mL燒杯中，液面高度以能浸沒電極板30mm為準(zhǔn)。

2. 電極安裝：將洗凈干燥的電極板平行固定于框架上，插入燒杯中的乳化瀝青試樣，確保電極板垂直且間距均勻。

3. 通電測(cè)試：將電極引線連接至主機(jī)正負(fù)極，設(shè)定試驗(yàn)時(shí)間為3分鐘，按下啟動(dòng)按鈕開始通電。通電過程中，觀察電流變化，確保電流穩(wěn)定在8-10mA范圍內(nèi)。

4. 結(jié)果判定：通電結(jié)束后，關(guān)閉電源并取出電極板。若負(fù)極板上吸附大量瀝青微粒，說(shuō)明瀝青微粒帶正電荷，為陽(yáng)離子型乳化瀝青；若正極板上吸附大量瀝青微粒，則為陰離子型乳化瀝青。

（二）特殊試樣處理

對(duì)于顏色較淺或微粒含量較少的乳化瀝青試樣，適當(dāng)延長(zhǎng)試驗(yàn)時(shí)間至5分鐘或提高電流強(qiáng)度至12mA，確保電極板上的微粒吸附量足夠，便于準(zhǔn)確判定電荷類型。

四、質(zhì)量管控成效

（一）問題排查

在對(duì)某批次乳化瀝青的檢測(cè)中，發(fā)現(xiàn)電極板吸附情況不明顯，無(wú)法直接判定電荷類型。技術(shù)人員立即對(duì)試樣進(jìn)行復(fù)檢，通過延長(zhǎng)試驗(yàn)時(shí)間至5分鐘，最終觀察到正極板上出現(xiàn)少量瀝青微粒，判定該批次為陰離子型乳化瀝青。而項(xiàng)目所用集料為堿性石灰?guī)r，陰離子乳化瀝青與堿性集料的粘結(jié)力較弱，不符合施工要求。

（二）整改措施

項(xiàng)目方要求供應(yīng)商更換符合要求的陽(yáng)離子乳化瀝青，再次檢測(cè)后，負(fù)極板上吸附大量瀝青微粒，電荷類型符合設(shè)計(jì)要求。經(jīng)后續(xù)粘結(jié)力試驗(yàn)驗(yàn)證，陽(yáng)離子乳化瀝青與石灰?guī)r集料的粘結(jié)強(qiáng)度較陰離子型提升約25%，有效避免了路面層間粘結(jié)不足導(dǎo)致的推移、開裂等病害。

（三）整體效益

通過乳化瀝青微粒子電荷儀的常態(tài)化檢測(cè)，項(xiàng)目共排查出2批次不合格乳化瀝青，累計(jì)檢測(cè)樣本80余組，將乳化瀝青電荷類型匹配率提升至100%。施工完成后，路面層間粘結(jié)強(qiáng)度檢測(cè)合格率達(dá)98%以上，較項(xiàng)目預(yù)期目標(biāo)提升3個(gè)百分點(diǎn)，為高速公路的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行提供了保障。

五、應(yīng)用總結(jié)

乳化瀝青微粒子電荷儀憑借其操作簡(jiǎn)便、結(jié)果精準(zhǔn)的特點(diǎn)，在高速公路建設(shè)的乳化瀝青質(zhì)量管控中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。通過標(biāo)準(zhǔn)化的試驗(yàn)流程，可快速識(shí)別乳化瀝青的電荷類型，確保其與工程集料的匹配性，從源頭上避免因材料選型不當(dāng)引發(fā)的質(zhì)量問題。在后續(xù)工程中，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)儀器的定期校準(zhǔn)與維護(hù)，優(yōu)化特殊試樣的檢測(cè)方法，持續(xù)提升乳化瀝青質(zhì)量管控水平。