3試驗結果分析

3.1接觸角與高度修正對毛細管內半徑的影響

在13℃條件下，無水乙醇與不同生產標號毛細管內壁的接觸角見圖4.由圖4可見：毛細管生產標號在0.10——1.00mm范圍內時，無水乙醇與毛細管內壁的接觸角為23.2°——29.3°，且隨毛細管生產標號的增大而增大。毛細管內無水乙醇與管壁的接觸角并不為零，若忽略接觸角，毛細管內半徑標定結果的誤差將會增大。

圖4無水乙醇與不同生產標號毛細管內壁的接觸角

用式（2）標定毛細管的內半徑r，結果見圖5.由圖5可見：與毛細管的生產標號相比，毛細管的實測內半徑減小了4.0%——9.0%.這是由于式（2）同時考慮了接觸角與修正高度對內半徑標定的影響。

圖5毛細管內半徑標定結果

3.2毛細管內半徑對表面張力的影響

對比了由毛細管生產標號和內半徑標定值計算得到的瀝青表面張力計算值的差異，結果見表3.表3中：γn為毛細管差分組合0.10mm和0.20mm的生產標號計算的瀝青表面張力；γm為毛細管差分組合0.10mm和0.20mm的內半徑標定值計算的瀝青表面張力；用（γn-γm）/γm表征測試精度提升值。由表3可見：生產標號為0.10mm和0.20mm的毛細管差分組合，用生產標號、標定內半徑計算得到的瀝青表面張力分別為20.07——25.96、18.10——21.83mN/m，內半徑標定值計算得到的表面張力值偏小，測試精度提升約為10.9%——20.7%.這說明內半徑標定可以有效提高較細毛細管差分組合的表面張力測試精度。

表3內半徑標定值和毛細管生產標號計算得到的瀝青表面張力的對比

3.3表面張力計算值的精度分析

對比了現行差分毛細管法和改進方法計算得到的瀝青表面張力，見表4.表4中，γc為現行差分毛細管法計算得到的瀝青表面張力。現行差分毛細管法選擇生產標號為0.25mm和0.50mm的毛細管差分組合；改進毛細管法選擇生產標號為0.10mm和0.20mm的毛細管差分組合。由表4可見：改進差分毛細管法計算得到的表面張力值顯著低于現行差分毛細管法的計算值；與現行差分毛細管法相比，改進差分毛細管法的精度提升約24.7%——49.2%.實際上，現行差分毛細管法采用測微顯微鏡標定內半徑，受內半徑測試精度所限，推薦采用內半徑不大于0.50mm和1.00mm的差分組合。

表4現行差分毛細管法與改進方法計算得到的瀝青表面張力對比

3.4表面張力指標的有效性驗證

由表4可知，使用現行方法推薦的較粗毛細管的差分組合（0.25mm和0.50mm）得到的B+W2、B+W3的表面張力均大于70#基質瀝青，S+W1瀝青的表面張力也大于SBS改性瀝青，無法表征表面活性劑對瀝青表面張力的影響。由表3中數據可知，基質瀝青135℃表面張力為21.83mN/m，加入表面活性劑后表面張力在21.47——19.28mN/m，降低了1.6%——11.7%；SBS改性瀝青165℃表面張力為18.22mN/m，加入表面活性劑后表面張力為18.10mN/m，降低了0.7%.

使用改進差分毛細管法，得到不同表面活性劑摻量wW2下B+W2的表面張力值，見圖6.由圖6可見：未摻表面活性劑時，70#基質瀝青表面張力為21.83mN/m，表面活性劑摻量為0.2%時B+W2的表面張力為19.51mN/m，表面張力顯著降低，降幅為10.6%；表面活性劑摻量在0.3%——0.5%，表面張力在19.24——19.39mN/m，與70#基質瀝青相比，表面張力降幅趨緩，降低幅度為11.2%——11.9%.

圖670#基質瀝青表面張力與表面活性劑摻量關系

根據表面能理論和表面活性劑工作原理，表面活性劑分子一端親水一端親油，易富集于液體界面處，形成膠束，降低液面的界面張力。瀝青的表面張力會隨著表面活性劑摻量的增加而降低，當摻量達到臨界膠束濃度時，瀝青的表面張力會發生突變，隨后達到一定值且基本保持不變。試驗結果與理論規律相符，改進差分毛細管法可有效表征表面活性劑加入及其摻量對高溫液態瀝青表面張力的影響。

4結論

（1）毛細管內半徑標定值略小于其生產標號，前者比后者小4.0%——9.0%；對于生產標號為0.10mm和0.20mm的毛細管差分組合，內半徑標定后表面張力測試精度提升10.9%——20.7%.

（2）標定內半徑、優選生產標號0.10mm和0.20mm的毛細管差分組合，可顯著降低高溫液態瀝青表面張力的測試誤差。與現行方法相比，改進后的差分毛細管法表面張力測試精度提高了24.7%——49.2%.

（3）改進后的差分毛細管法可以表征表面活性劑的加入以及摻量變化對高溫液態瀝青表面張力的影響。