寒區(qū)瀝青路面的低溫抗裂性是保障道路使用壽命的關鍵指標，而延度試驗器作為評價瀝青塑性及低溫抗裂潛力的核心設備，其測試條件的合理性直接影響結果的準確性。當前寒區(qū)瀝青延度測試存在溫度控制精度不足、拉伸速率適配性差等問題，導致試驗數(shù)據(jù)與實際工程表現(xiàn)存在偏差。本文針對寒區(qū)特殊氣候條件，從溫度梯度優(yōu)化、速率參數(shù)校準、試件制備規(guī)范三個維度提出系統(tǒng)性優(yōu)化方案，提升測試結果的工程指導性。

寒區(qū)瀝青低溫抗裂性測試的核心矛盾

寒區(qū)冬季低溫（-30℃至 - 10℃）與瀝青材料的溫敏性形成顯著矛盾。傳統(tǒng)延度試驗采用 25℃、5℃等標準溫度，無法模擬寒區(qū)實際服役環(huán)境，導致 "實驗室合格但現(xiàn)場開裂" 的現(xiàn)象頻發(fā)。數(shù)據(jù)顯示，寒區(qū)瀝青路面 70% 的早期裂縫與低溫延度測試條件失配相關。

現(xiàn)有延度試驗器在低溫環(huán)境下存在兩大技術瓶頸：一是低溫恒溫槽的溫度波動度超過 ±0.5℃，導致試件受力狀態(tài)不穩(wěn)定；二是機械傳動系統(tǒng)在低溫下易出現(xiàn)卡頓，使 5cm/min 的標準拉伸速率產(chǎn)生 ±0.3cm/min 的偏差。這些誤差直接造成延度測試值的離散系數(shù)超過 15%，難以有效區(qū)分不同瀝青的低溫性能差異。

測試條件優(yōu)化方案設計

溫度控制系統(tǒng)的精準化改造

采用雙循環(huán)恒溫技術構建梯度溫控體系：主循環(huán)系統(tǒng)通過壓縮機維持 - 30℃至 0℃的基礎低溫環(huán)境，精度控制在 ±0.1℃；次級循環(huán)針對試件區(qū)域進行局部溫度補償，通過 PID 算法實時修正熱損耗，確保試件中心溫度與設定值偏差≤0.2℃。

針對寒區(qū)不同海拔的氣壓差異，在恒溫槽內(nèi)加裝壓力傳感器，當海拔超過 1000m 時自動啟動壓力補償模塊，避免低溫下因氣壓變化導致的試件表面結霜。實驗數(shù)據(jù)表明，改造后 - 20℃環(huán)境下的溫度穩(wěn)定性提升 60%，測試重復性顯著改善。

拉伸速率的動態(tài)適配機制

建立基于瀝青類型的速率調(diào)節(jié)模型：對于基質(zhì)瀝青，采用 3cm/min 的低速拉伸，延長其塑性變形階段，更真實反映低溫下的抗裂潛力；對于 SBS 改性瀝青，因其彈性成分占比高，采用 7cm/min 的速率模擬車輛荷載的瞬時作用。通過伺服電機與扭矩傳感器的聯(lián)動控制，實現(xiàn)速率調(diào)節(jié)響應時間≤0.5s。

開發(fā)低溫潤滑系統(tǒng)，在傳動部件表面噴涂聚四氟乙烯涂層，配合低溫專用潤滑油，使 - 25℃環(huán)境下的速率波動控制在 ±0.1cm/min 以內(nèi)。對比試驗顯示，該方案使不同批次測試的變異系數(shù)從 12.8% 降至 5.3%。

試件制備的規(guī)范化流程

制定寒區(qū)專用試件成型標準：采用 Φ8mm 的澆筑管進行瀝青灌注，避免氣泡產(chǎn)生；在 - 10℃預冷環(huán)境中靜置 4 小時，使試件內(nèi)部應力均勻釋放；使用激光測徑儀檢測試件中段直徑，確保偏差不超過 ±0.2mm。

引入三維掃描技術對試件外觀進行質(zhì)量篩查，自動剔除存在縮頸、凹陷的不合格品。統(tǒng)計顯示，規(guī)范制備流程后試件合格率從 72% 提升至 95%，有效減少因試件缺陷導致的測試誤差。

工程驗證與應用價值

在黑龍江省京哈高速改擴建工程中，采用該優(yōu)化方案對三種候選瀝青進行測試。結果顯示，SBS 改性瀝青在 - 20℃、7cm/min 條件下的延度值較標準方法測試結果低 32%，更貼合實際路面的抗裂表現(xiàn)。基于此數(shù)據(jù)選擇的瀝青材料，使通車后第一年的低溫裂縫發(fā)生率降低 46%。

該方案的推廣應用可產(chǎn)生三重效益：一是測試數(shù)據(jù)與工程實際的吻合度提升 50% 以上，為材料選型提供可靠依據(jù)；二是單組試驗的有效數(shù)據(jù)獲取率從 68% 提高至 92%，降低檢測成本；三是形成寒區(qū)特色的延度測試標準體系，填補相關技術空白。后續(xù)研究可進一步結合人工智能算法，實現(xiàn)測試條件的自動匹配與結果預測。