沥青粘附性试验仪的量值传递及影响量的分析与研究

马兴　郭贵勇

【摘 要】介绍了沥青粘附性试验仪的工作原理和用途，建立了沥青粘附性试验仪校准结果的测量模型，分析了各不确定度分量主要来源。结合测量实例具体数据，对其合成不确定度进行分析评定，对各不确定度分量进行计算并得出合成不确定度和扩展不确定度，最终可得出该项目的校准测量能力，为我国交通建设等单位提供的技术支撑。

【关键字】沥青粘附性试验仪;量传传递;影响量;不确定度评定

中图分类号： TH871 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）31-0093-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.31.043

The Analysis and Research on Performance Impact and Valve Transfer for Asphalt Adhesion Tester

MA Xing1，2 GUO Gui-yong1，2

（1.Fujian Metrology Institute， Fujian Fuzhou 350003， China;

2.Fujian Provincial Key Laboratory of Force Measurement， Fujian Fuzhou 350100， China）

【Abstract】This paper introduces the working principle and application of asphalt adhesion tester， establishes the measurement model of the calibration results of asphalt adhesion tester， analyzes the main sources of each uncertainty component， analyzes and evaluates the synthetic uncertainty combined with the concrete data of the measurement example， calculates each uncertainty component， obtains the synthetic uncertainty and extended uncertainty. Finally， the calibration and measurement ability of the project can be obtained. Overall， this paper can provide strong technical support for transportation and other industries in our country.

【Key words】Asphalt Adhesion Tester; Valve Transfer; Performance Impact; Evaluation of Uncertainty

0 引言

沥青粘附性试验仪是用于评定各类乳化沥青与矿料的粘附性，以评定其抗水损害的能力的仪器。仪器主要由电机、传动结构，吊杆，定时装置及电路控制系统组成。电机通过机械传动机构，使吊杆做往复直线运动而完成对各类乳化沥青与矿料的粘附性的评定。

1 沥青粘附性试验仪的校准

沥青粘附性试验仪的校准是将计时器预置于180s，设置秒表处于测量状态，运行沥青粘附性试验仪，同时启动电子秒表，测量吊杆开始运动到停止的时间，测量三次取其平均值作为沥青粘附性试验仪运行180s为实际时间值;在规定条件下，打开沥青粘附性试验仪电源开关，在吊杆运动的起始位置选取一个相关的部件作为起始标记，当吊杆升至最高点后，再做一终点标记，用电子数显卡尺测量两标记之间的距离，即为移动距离，重复该过程3次，取其平均值为吊杆的移动距离值;在規定条件下，以反光膜分别粘贴于沥青粘附性试验仪的吊杆上，启动电机，待吊杆运动均匀时，以高精度标准智能测速频率计测量吊杆的运动频率，测量三次，以其平均值作为吊杆的运动频率。

2 沥青粘附性试验仪测量结果的不确定度评定

2.1 测量模型：t=t

式中：t——沥青粘附性试验仪运行实际时间

t——沥青粘附性试验仪运行时间三次测量值的平均值

2.2 标准不确定度分量的评定

输入量的标准不确定度u（t）的评定：其不确定度来源主要是测量重复性引入的不确定度u1（t），可以A类方法评定u1（t）;电子秒表的准确度引入的不确定度u2（t），可以B类方法评定u2（t）。

（1）选取一沥青粘附性试验仪，以电子秒表对沥青粘附性试验仪按设置运行180s进行3次测量，得到测量列为表1所示。

表1 测量列一览表

其所求的平均值：t=■■t■=180.4s

单次实验标准偏差：极差法计算（系数C=1.69）：s=0.1/1.69=0.06s

实际测量中是在重复性条件下测量3次，取其值为测量结果。

则u1（t）=■=0.03s

（2）考虑到人工计时的影响，电子秒表的最大允许误差定为±0.1s，估计为均匀分布，其引入的标准不确定度为：

u2（t）=■■=0.06s

（3）把u1（t）与u2（t）两项合成，则u（t）=■=0.07s

2.3 合成标准不确定度的评定

2.3.1 灵敏系数：由：t=t得

c1=■=1

2.3.2 标准不确定度汇总表，见表2。

表2 标准不确定分量一览表

2.3.3 合成标准不确定度的计算：

uc（t）=uc（t）=0.07s

2.4 扩展不确定度的评定：取包含因子k=2，则U=k·uC=0.2s

2.5 扩展不确定度的报告与表示

沥青粘附性试验仪按设置运行180s时的实际时间测量结果扩展不确定度为U=0.2s。它是由合成标准不确定度uc=0.07s和包含因子k=2之乘积得到。

3 沥青粘附性试验仪移动距离测量结果的不确定度评定

3.1 测量模型：H=H

式中：H——沥青粘附性试验仪移动距离

H——沥青粘附性试验仪移动距离三次测量值的平均值。

3.2 标准不确定度分量的评定

输入量H的标准不确定度u（H）的评定：其不确定度来源主要是测量重复性引入的不确定度u1（H），可以A类方法评定u1（H）;其不确定度来源主要是数显卡尺的准确度引入的不确定度u2（H），可以B类方法评定u2（H）。

（1）选取一沥青粘附性试验仪，以数显卡尺对其移动距离进行3次测量，得到测量列为表3所示。

表3 测量列一览表

其所求的平均值：H=■■H■=50.1mm

单次实验标准偏差：极差法计算（系数C=1.69）：s=0.1/1.69=0.06mm

實际测量中是在重复性条件下测量3次，取其值为测量结果。

则u1（H）=■=0.03mm

（2）数显卡尺最大允许误差为±0.03mm，估计为均匀分布，其引入的标准不确定度为：

u2（H）=■■=0.02mm

（3）把u1（H）与u2（H）两项合成，则u（H）=■=0.04mm

3.3 合成标准不确定度的评定

3.3.1 灵敏系数：由：H=H得

c1=■=1

3.3.2 标准不确定度汇总表，见表4。

表4 标准不确定度分量一览表

3.3.3 合成标准不确定度的计算：

uc（H）=uc（H）=0.04mm

3.4 扩展不确定度的评定：取包含因子k=2，则U=k·uC=0.1mm

3.5 扩展不确定度的报告与表示

沥青粘附性试验仪移动距离测量结果扩展不确定度为U=0.1mm。它是由合成标准不确定度uc=0.04mm和包含因子k=2之乘积得到。

4 沥青粘附性试验仪运动频率测量结果的不确定度评定

4.1 测量模型：n=n

式中：n——沥青粘附性试验仪运动频率值

n——沥青粘附性试验仪运动频率三次测量值的平均值

4.2 标准不确定度分量的评定

输入量n的标准不确定度u（n）的评定：其不确定度来源主要是测量重复性引入的不确定度u1（n），可以A类方法评定u1（n）;高精度标准智能测速频率计准确度引入的不确定度u2（n），可以B类方法评定u2（n）。

（1）选取一沥青粘附性试验仪，以高精度标准智能测速频率计连续进行3次运动频率测量，得到测量列为表5所示。

表5 测量列一览表

其所求的平均值：n=■■n■=30.1次/min

单次实验标准偏差：极差法计算（系数C=1.69）：s=0.1/1.69=0.06次/min

实际测量中是在重复性条件下测量3次，取其值为测量结果。

则u1（n）=■=0.03次/min

（2）高精度标准智能测速频率计的准确度等级为0.01级，估计为均匀分布，其引入的标准不确定度为：

u2（n）=■■=0.002次/min

表6 标准不确定度分量一览表

（3）把u1（n）与u2（n）两项合成，则u（n）=■=0.03次/min

4.3 合成标准不确定度的评定

4.3.1 灵敏系数：由n=n得

c1=■=1

4.3.2 标准不确定度汇总表，见表6。

4.3.3 合成标准不确定度的计算

uc（n）=uc（n）=0.03次/min

4.4 扩展不确定度的评定：取包含因子k=2，则U=k·uC=0.1次/min

4.5 扩展不确定度的报告与表示

沥青粘附性试验仪运动频率测量结果扩展不确定度为U=0.1次/min。它是由合成标准不确定度uc=0.03次/min和包含因子k=2之乘积得到。

5 结语

保证沥青粘附性试验仪的准确性，通过校准等方法实现量值的溯源性，在交通建设等部门的质量控制中起到重要作用;本文介绍我院对沥青粘附性试验仪进行校准方法和不确定度评定方法。

【参考文献】

[1]中华人民共和国交通运输部.JTG E20-2011，《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》[S].北京：人民交通出版社，2011.

[2]袁峻，钱武彬，张申，董文姣，孙巍巍.沥青-集料黏附性能简化计算模型[J].科学技术与工程，2014（28）.

[3]陈燕娟，高建明，陈华鑫.基于表面能理论的沥青-集料体系的粘附特性研究[J].东南大学学报（自然科学版）.2014（01）.

[4]王军，陈燕娟.沥青与集料粘附性评价方法[J].山西建筑，2012（05）.