《瀝青針入度試驗(yàn)儀》編制說明

交通運(yùn)輸部部門計(jì)量檢定規(guī)程

《瀝青針入度試驗(yàn)儀》

編制說明

（征求意見稿）

規(guī)程編制組

2018年12月

一、任務(wù)來源

《瀝青針入度試驗(yàn)儀檢定規(guī)程》是《交通運(yùn)輸部關(guān)于下達(dá)2017年交通運(yùn)輸

標(biāo)準(zhǔn)化計(jì)劃的通知》（交科技函〔2017〕412號(hào)）下達(dá)的交通運(yùn)輸行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

制修訂項(xiàng)目（計(jì)劃編號(hào)JJG2017-4）。由交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究所主要

負(fù)責(zé)起草，協(xié)助單位為國(guó)家道路與橋梁工程檢測(cè)設(shè)備計(jì)量站、江蘇建科計(jì)量技術(shù)

有限公司、北京路橋通國(guó)際工程咨詢有限公司、交通運(yùn)輸部科學(xué)研究院。

二、項(xiàng)目背景

1、目的意義

隨著我國(guó)公路建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，公路建設(shè)的規(guī)模和等級(jí)不斷提高，對(duì)公路工

程試驗(yàn)檢測(cè)工作的質(zhì)量要求也越來越高。為加強(qiáng)公路工程試驗(yàn)檢測(cè)專用儀器的計(jì)

量管理，確保公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)工程質(zhì)量，提高公路工程試驗(yàn)檢測(cè)儀器計(jì)量朔源的

準(zhǔn)確性、科學(xué)性與可靠性，2015年編制了JJG（交通）067-2015瀝青針入度試

驗(yàn)儀檢定規(guī)程。隨著電子技術(shù)的高度發(fā)展，自動(dòng)化設(shè)備層出不窮，現(xiàn)有檢定規(guī)程

的一些檢查手段已經(jīng)無法滿足全自動(dòng)電子設(shè)備的使用要求，同時(shí)原有檢定方法人

員不確定度較多，同時(shí)耗費(fèi)大量的人力物力。所以，對(duì)2015版檢定規(guī)程進(jìn)行修

訂，對(duì)現(xiàn)有瀝青針入度儀輸出量值進(jìn)行統(tǒng)一，對(duì)其量值溯源過程進(jìn)行進(jìn)一步規(guī)范，

建立同步性全自動(dòng)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，不僅節(jié)省大量人力成本，同時(shí)提高工作效率，減少

測(cè)量不確定度，無論是經(jīng)濟(jì)社會(huì)還是環(huán)境其預(yù)期積極效果明顯。

2、國(guó)內(nèi)外概況

瀝青針入度儀在公路交通行業(yè)使用量大面廣，雖然儀器本身結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，

但其所測(cè)試對(duì)象比較特殊。瀝青在常溫狀態(tài)下為固態(tài)，加熱后變成液塑態(tài)，冷卻

后恢復(fù)固態(tài)，拉伸后有較好的塑性變形等，這些瀝青固有的特點(diǎn)，使得很難建立

某一與瀝青有相似特征的標(biāo)準(zhǔn)器（或標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)），實(shí)現(xiàn)對(duì)量值進(jìn)行傳遞。因此國(guó)

內(nèi)無錫、山東、湖北等地依據(jù)原有檢定規(guī)程建立了計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)不是直接

對(duì)針入度進(jìn)行計(jì)量，而是分別計(jì)量溫度、長(zhǎng)度等參數(shù)，認(rèn)為各分項(xiàng)參數(shù)計(jì)量準(zhǔn)確，

所測(cè)目標(biāo)參數(shù)即符合要求。由于未能進(jìn)行整個(gè)過程的計(jì)量，使得各個(gè)計(jì)量機(jī)構(gòu)計(jì)

量過的設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)不一致，最終檢定結(jié)果參差不齊。所以建立瀝青針入度儀計(jì)量標(biāo)

準(zhǔn)裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)所需檢測(cè)指標(biāo)的整體計(jì)量，顯得迫在眉睫。

交通運(yùn)輸行業(yè)發(fā)布瀝青針入度試驗(yàn)儀計(jì)量檢定規(guī)程JJG（交通）067-2014《瀝

青針入度試驗(yàn)儀》，規(guī)定：標(biāo)準(zhǔn)針及針連桿裝置表面粗糙度、標(biāo)準(zhǔn)針、針連桿和

附加砝碼質(zhì)量、標(biāo)準(zhǔn)針針體、椎體的外形尺寸、針體的截錐與圓柱體交界面的同

軸度、針體截端面與錐體軸線垂直度、針偏離中心值、時(shí)控器、溫控器、示值裝

置允許誤差、恒溫水槽容積、水溫均勻性波動(dòng)性為其主要計(jì)量參數(shù)。

國(guó)外方面，美國(guó)以美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)發(fā)布的ASTM-D-5（2013版）

Standard-Test-Method-for-Penetration-of-Bituminous-Materials和美國(guó)國(guó)

有公路運(yùn)輸管理員協(xié)會(huì)（AASHTOT49-2015測(cè)定瀝青材料貫入度的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法）

為依據(jù)進(jìn)行試驗(yàn)。

三、編制過程

1、編制原則

標(biāo)準(zhǔn)編制格式依據(jù)JJF1002—2010國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程編寫規(guī)則。

確定標(biāo)準(zhǔn)需修改內(nèi)容時(shí)，原則上JJG（交通）067—2015瀝青針入度檢定規(guī)

程中適用部分不做修改，修改僅限于以下幾種情況：

（1）不符合JJF1002—2010國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程編寫規(guī)則格式要求的內(nèi)容；

（2）與現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、檢測(cè)規(guī)范、校準(zhǔn)規(guī)范不符的內(nèi)容；

（3）依據(jù)原檢定規(guī)程檢定過程中與實(shí)際工作不符的內(nèi)容；

（4）隨著技術(shù)水平提高，原檢測(cè)手段明顯不適用的內(nèi)容；

（5）因缺乏技術(shù)手段，原規(guī)程無法檢/校的主要計(jì)量技術(shù)指標(biāo)；

2、工作進(jìn)程

2017年06月～2017年08月，成立標(biāo)準(zhǔn)起草組，對(duì)JJG（交通）067主要計(jì)

量技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行梳理。

2017年09月～2017年12月，對(duì)JJG（交通）067擬修訂內(nèi)容進(jìn)行討論分析，

并對(duì)擬修訂主要計(jì)量技術(shù)指標(biāo)修訂方案進(jìn)行確認(rèn)；

2018年1月～2018年8月，完成規(guī)程草案稿，發(fā)送檢測(cè)機(jī)構(gòu)、生產(chǎn)廠家等

廣泛征求意見；

2018年8月22日，召開標(biāo)準(zhǔn)專家征求意見會(huì)，按照專家意見形成征求意見

稿。

2018年8月～2018年12月，整理征求意見回函，形成送審稿。

3、人員分工

序號(hào)參加單位起草人主要工作

1交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研周毅姝負(fù)責(zé)統(tǒng)籌、統(tǒng)稿及方案研究工

究所作

2交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研和松負(fù)責(zé)統(tǒng)稿及方案研究工作

究所

3國(guó)家道路與橋梁工程檢任勵(lì)碩負(fù)責(zé)調(diào)研及部分實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證工

測(cè)設(shè)備計(jì)量站作

4國(guó)家道路與橋梁工程檢郭鴻博負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)器具模型建立、試驗(yàn)

測(cè)設(shè)備計(jì)量站驗(yàn)證工作

5江蘇建科計(jì)量技術(shù)有限王俊飛負(fù)責(zé)部分實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證工作

公司

6國(guó)家道路與橋梁工程檢張金凝負(fù)責(zé)部分調(diào)研工作

測(cè)設(shè)備計(jì)量站

7北京路橋通國(guó)際工程咨蘇成林負(fù)責(zé)部分實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證工作

詢有限公司

8交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研何華陽負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析處理工作

究所

9交通運(yùn)輸部科學(xué)研究院石欣負(fù)責(zé)部分實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證工作

四、編制依據(jù)

標(biāo)準(zhǔn)編制格式依據(jù)JJF1002—2010國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程編寫規(guī)則。

確定標(biāo)準(zhǔn)需修改內(nèi)容時(shí)，原則上JJG（交通）067—2015瀝青針入度檢定規(guī)

程中適用部分不做修改。

在規(guī)程編寫中，編寫組搜集了部分國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)程資料，主要參照以下標(biāo)準(zhǔn)

或規(guī)程：

JT/T653瀝青針入度試驗(yàn)儀

JTGE20-2011公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程

T0604-2011瀝青針入度試驗(yàn)

JJF1030恒溫槽技術(shù)性能測(cè)試規(guī)范

JJG130工作用玻璃液體溫度計(jì)

ASTM-D5-13Standard-Test-Method-for-Penetration-of-Bituminous-Materials

AASHTOT49Standardmethodoftestforpenetrationofbituminousmaterials

五、主要技術(shù)內(nèi)容說明

按照《國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程編寫規(guī)則（JJF1002-2010）》的要求制定試驗(yàn)機(jī)檢

定規(guī)程。在內(nèi)容與格式上保持一致，規(guī)程的具體內(nèi)容有范圍、引用文件、術(shù)語、

概述、計(jì)量性能要求、通用技術(shù)要求、計(jì)量器具檢定控制（包括檢定條件、檢定

項(xiàng)目、檢定方法、檢定結(jié)果的處理及檢定周期）。

5.1引言（增加）

依據(jù)：JJF1002—2010國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程編寫規(guī)則要求本規(guī)程增加了引言的

內(nèi)容。

5.2引用文件（無變化）

5.3針入度值示值誤差

4.5針入度值示值誤差刪除測(cè)量范圍和分度值要求。

針入度儀測(cè)量范圍和分度值，在設(shè)備出廠時(shí)已經(jīng)確定，后續(xù)使用中此項(xiàng)不

會(huì)變化。設(shè)備廠商按照瀝青針入度試驗(yàn)儀行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)設(shè)備，即可滿足要求。檢

定規(guī)程中不需要對(duì)此項(xiàng)進(jìn)行檢定。

5.4標(biāo)準(zhǔn)針要求修改

刪除標(biāo)準(zhǔn)針部分檢定要求。標(biāo)準(zhǔn)針針柄直徑、針柄長(zhǎng)度、針體長(zhǎng)度、針體的

針尖平面與針體軸線所成垂直度、針體圓錐表面粗糙度5項(xiàng)指標(biāo)在出廠檢驗(yàn)時(shí)合

格即可。在使用中，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果影響較小。同時(shí)，這幾項(xiàng)檢測(cè)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，去除這

幾項(xiàng)參數(shù)后，有利于減輕檢定員工作量。

5.5增加對(duì)水循環(huán)水浴缸溫度波動(dòng)性要求

4.8水循環(huán)水浴缸溫度波動(dòng)性：5s內(nèi)能保持溫度在±0.1℃，60s內(nèi)能保持溫

度在±0.3℃。

根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研，現(xiàn)有廠商可以提供帶水循環(huán)功能的平底器皿產(chǎn)品，部分檢測(cè)

單位使用的也是帶水循環(huán)功能的平底器皿，見表1。2015版中，未對(duì)此項(xiàng)設(shè)備進(jìn)

行要求，在實(shí)際檢定過程中無法對(duì)此類設(shè)備進(jìn)行檢定。此次修訂，根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研

情況（表1）增加對(duì)帶水循環(huán)功能的平底器皿的檢測(cè)項(xiàng)目。

表1帶水循環(huán)浴缸生產(chǎn)廠商及客戶

序號(hào)單位性質(zhì)單位名稱設(shè)備名稱

HWY-15低溫循環(huán)恒溫水

1設(shè)備生產(chǎn)商上海昌吉

浴

2設(shè)備生產(chǎn)商無錫石油帶鷹嘴玻璃器皿恒溫水浴

HWY-15低溫循環(huán)恒溫水

3檢測(cè)單位寧夏公路工程質(zhì)量檢測(cè)中心

浴

HWY-15低溫循環(huán)恒溫水

浴

4檢測(cè)單位浙江交科工程檢測(cè)有限公司

法國(guó)NORMALAB針入度

儀

5.6通用技術(shù)要求

除對(duì)5.1,5.2,5.3三條條款編輯性修改外，將度盤等可視化及手感檢查

項(xiàng)目移至此項(xiàng)。

刪除2015版中5.2針入度儀要求。針入度儀底座平臺(tái)水平、立柱與底座平

臺(tái)垂直、懸臂支架、針連桿與懸臂支架間隙、針連桿與底座平臺(tái)垂直、針連桿長(zhǎng)

度和表面粗糙度、標(biāo)準(zhǔn)針和針連桿質(zhì)量7項(xiàng)刪除。根據(jù)專家意見、調(diào)研廠家意見

及地方計(jì)量站意見，以上7項(xiàng)參數(shù)，在設(shè)備出廠時(shí)調(diào)整好參數(shù)后，在后續(xù)使用中

基本沒有變化，不需要檢定中體現(xiàn)。示值刻線刻字和顯示及清零、針連桿制動(dòng)和

釋放按鈕兩項(xiàng)移至5.3條款，屬于外觀部分。

5.7試樣皿尺寸及材質(zhì)。

刪除試樣皿檢定要求。設(shè)備廠商按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)試樣皿后，其材質(zhì)和尺寸

已經(jīng)確定。在使用中，試樣皿尺寸和材質(zhì)不會(huì)發(fā)生變化，同時(shí)此項(xiàng)參數(shù)對(duì)試驗(yàn)結(jié)

果無影響，因此檢定意義不大。同時(shí)刪掉此項(xiàng)可以減輕送檢設(shè)備的配件數(shù)，有利

于減少試驗(yàn)檢測(cè)單位成本和檢定員工作量。

5.8檢定用儀器設(shè)備

6.1.2.1標(biāo)準(zhǔn)針入度儀測(cè)量裝置：位移測(cè)量量程0mm~50mm，分度值0.01mm。

最大允許誤差±0.01mm。時(shí)間測(cè)量量程不小于60s，分度值0.01s，10min最大

允許誤差±0.07S。2015版檢定規(guī)程中，位移量和時(shí)間量分別測(cè)量。導(dǎo)致結(jié)果是

位移量和時(shí)間量單獨(dú)檢定結(jié)果合格。在實(shí)際使用中，由于針連桿卡滯、磨損、銹

跡等原因，導(dǎo)致位移量和時(shí)間量不同步，對(duì)結(jié)果影響較大。此次修訂，將位移量

和時(shí)間量同時(shí)測(cè)量，保證同步性，減少由于不同步引起的測(cè)量誤差。

6.1.2.2測(cè)量投影儀（或其它影像測(cè)量?jī)x）：修改最大允許誤差±0.005mm。標(biāo)準(zhǔn)

針尺寸要求最大精度為0.01mm，使用最大允許誤差±0.005mm的影像測(cè)量?jī)x即

可滿足要求。同時(shí)最大允許誤差±0.002mm設(shè)備均為進(jìn)口設(shè)備，價(jià)格昂貴。最大

允許誤差±0.005mm要求國(guó)產(chǎn)設(shè)備可以滿足，價(jià)格便宜。兼顧使用及經(jīng)濟(jì)原則，

將最大允許誤差調(diào)整為±0.005mm。

6.1.2.4符合JJF1030規(guī)范的溫55度檢定裝置：測(cè)量范圍（0～55）℃，最大允

許誤差±0.1℃。

根據(jù)新的檢定項(xiàng)目，將不需要的檢定器具刪除。包括游標(biāo)卡尺、外徑千分尺、內(nèi)

徑千分尺、深度千分尺、百分表、框式水平儀、量筒7項(xiàng)。

5.9通用技術(shù)要求更改

編輯性修改通用技術(shù)要求，同時(shí)將度盤或標(biāo)尺式刻線刻字應(yīng)清晰、準(zhǔn)確；數(shù)

字式顯示的內(nèi)容應(yīng)齊全；懸臂支架和針連桿上下滑動(dòng)自由，鎖住安全可靠等要求

移至此處，定性指標(biāo)全部集中。

5.10修改針入度值示值誤差檢定方法

6.3.3.4示值系統(tǒng)

用目測(cè)檢查測(cè)量范圍和分度值。將底座平臺(tái)調(diào)整至水平狀態(tài)，在針連桿和底

座之間放入標(biāo)準(zhǔn)針入度測(cè)量裝置、，按下針連桿釋放按鈕，使針連桿與標(biāo)準(zhǔn)針入

度測(cè)量裝置一同下落，分別記錄顯示示值，重復(fù)進(jìn)行不同量程測(cè)量十次，記錄，

并按公式（1）計(jì)算每次最大允許誤差。其測(cè)量范圍、分度值、每次最大允許誤

差應(yīng)滿足4.1的要求。

eLL0（1）

式中：

e——示值最大允許誤差，針入度（0.1mm）；

L——針入度儀顯示測(cè)量值，針入度（0.1mm）；

L0——標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量裝置示值，針入度（0.1mm）。

根據(jù)針入度儀標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量裝置，增加示值系統(tǒng)檢定步驟。

5.11刪除了標(biāo)準(zhǔn)針部分檢定方法

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)針7項(xiàng)檢定項(xiàng)目要求，刪除了其他檢定方法。刪除檢定方法，有利

于減輕檢定員工作量，提高工作效率。

5.12修改水循環(huán)水浴缸溫波動(dòng)性檢定步驟

6.3.6水循環(huán)水浴缸溫度控制檢定

a）將平底玻璃器皿注入水，保溫到設(shè)定溫度。

b）用標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)或其它測(cè)溫裝置，測(cè)量平底玻璃器中層中部溫度。

c）連續(xù)采集溫度時(shí)間設(shè)置5s，1s間隔記錄數(shù)據(jù)。

d）溫度值與25℃之差不大于±0.1℃，即滿足4.8溫度控制要求

5.13將影像測(cè)量?jī)x最大允許誤差修改為±0.005mm。

在對(duì)影像測(cè)量?jī)x市場(chǎng)調(diào)研時(shí)，國(guó)產(chǎn)影像測(cè)量?jī)x最大允許誤差都在±

0.002mm+以上，價(jià)格在10萬左右。最大允許誤差達(dá)到±0.002mm時(shí)，都是進(jìn)口

產(chǎn)品，價(jià)格比較高，大多在100萬左右。實(shí)驗(yàn)室因檢定標(biāo)準(zhǔn)針而采購(gòu)此設(shè)備成本

較高。建議將影像測(cè)量?jī)x最大允許誤差修改為±0.005mm。

六、試驗(yàn)驗(yàn)證分析

6.1水循環(huán)水浴缸溫度波動(dòng)性試驗(yàn)

在試驗(yàn)室溫度為22℃時(shí)，進(jìn)行平底玻璃器皿溫度波動(dòng)性試驗(yàn)，數(shù)據(jù)如下：

時(shí)間溫度時(shí)間溫度時(shí)間溫度

0s25.00s25.10s25.0

5s25.05s25.15s25.0

10s25.110s25.010s25.0

15s25.115s25.015s25.0

20s25.120s25.020s24.9

25s25.025s25.025s24.9

30s25.030s24.930s24.9

35s25.035s24.935s24.9

40s24.940s24.940s25.0

45s24.945s25.045s25.0

50s24.950s25.050s25.0

55s24.955s25.055s25.1

60s24.960s25.060s25.1

6.2針連桿時(shí)間誤差試驗(yàn)

按規(guī)程步驟進(jìn)行針連桿時(shí)間誤差試驗(yàn)，數(shù)據(jù)如下（單位為s）：

針入度儀標(biāo)準(zhǔn)器時(shí)針入度儀標(biāo)準(zhǔn)器時(shí)

誤差誤差

時(shí)間間時(shí)間間

54.97-0.036060.080.08

54.96-0.046059.98-0.02

55.030.036059.95-0.05

54.98-0.026060.090.09

55.000.006060.040.04

55.000.006060.000.00

54.96-0.046060.000.00

54.99-0.016060.010.01

54.97-0.036059.94-0.06

55.020.026060.050.05

55.020.026060.030.03

55.040.046060.050.05

55.010.016059.95-0.05

54.97-0.036060.100.10

54.96-0.046059.90-0.10

6.3針入度示值誤差試驗(yàn)

按規(guī)程步驟進(jìn)行針入度示值誤差試驗(yàn)，數(shù)據(jù)如下（單位為針入度）：

針入度儀針入度儀

標(biāo)準(zhǔn)值誤差標(biāo)準(zhǔn)值誤差

示值示值

9.7100.399.71000.3

9.9100.1100.5100-0.5

9.5100.5100.01000.0

10.110-0.199.51000.5

9.6100.4100.01000.0

10.110-0.1100.5100-0.5

9.6100.4100.01000.0

10.310-0.399.71000.3

10.210-0.2100.1100-0.1

10.310-0.399.81000.2

50.350-0.3200.5200-0.5

49.6500.4200.2200-0.2

50.550-0.5199.72000.3

49.8500.2200.4200-0.4

50.550-0.5199.72000.3

49.8500.2199.72000.3

49.5500.5200.2200-0.2

50.250-0.2200.1200-0.1

50.350-0.3200.3200-0.3

49.8500.2200.3200-0.3

七、不確定度評(píng)定

針入度誤差校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度評(píng)定

7.1、數(shù)學(xué)模型

eLL0…………（1）

式中：

e——示值最大允許誤差，針入度（0.1mm）；

L——針入度儀顯示測(cè)量值，針入度（0.1mm）；

L0——標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量裝置示值，針入度（0.1mm）。

7.2、e的不確定度來源

的不確定度來源主要考慮如下因素：

a被檢針入度儀針入度值測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度；

b標(biāo)準(zhǔn)器（標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量裝置）引入的不確定度。

7.3、被檢針入度儀針入度值測(cè)量重復(fù)性帶來的不確定度

選取某普遍使用被檢設(shè)備，重復(fù)性條件下進(jìn)行一組（10次）測(cè)量，所得數(shù)

據(jù)見表1。

表1針入度值測(cè)量重復(fù)性記錄

12345678910

測(cè)量

次數(shù)30.330.529.630.330.629.730.430.229.930.3

根據(jù)式2和3分別計(jì)算平均值及標(biāo)準(zhǔn)偏差，如表2所示。

…………（2）

…………（3）

…………（4）