基于红外光谱技术的公路沥青结合料质量控制及老化机理研究
沥青混合料的老化性能及其力学变化规律
第43卷第20期 山西建筑Vol.43No.202 0 1 7 年 7 月 SHANXI ARCHITECTURE Jul.2017 •119 •文章编号：1009-6825 (2017) 20-0119-03沥青混合料的老化性能及其力学变化规律余静沈菊男(苏州科技大学道路工程研究中心，江苏苏州215000)摘要:结合国内外文献资料，介绍了沥青混合料的高低温性能、水稳定性能、疲劳性能以及劲度模量五种力学性能在老化过程中 的变化趋势，并对沥青混合料老化之后力学方面的内容进行了总结。
关键词:沥青混合料，力学性能，路面，老化程度中图分类号:U416.217 文献标识码:A〇引言沥青混凝土路面很大程度的满足了人们对于车辆行驶过程 的舒适度要求，其优良的力学性能、组织结构，使得沥青混凝土路 面越来越多的用于各种等级道路上。
国内外关于沥青混合料老 化有着多方面的研究。
1987年美国战略公路研究计划（SHRP)的提出，对于沥青及沥青混合料的研究做了很大的贡献，中外学者 在沥青的宏观和微观以及沥青混合料力学性能方面作出了很大 的贡献，但其中多数是依着实验室的条件进行研究，很少能做到 模拟自然条件下沥青及沥青混合料的老化过程。
1国内文献对沥青混合料的研究沥青及沥青混合料自铺展在路面之后长期处于水、氧、紫外 线等自然环境中，由于交通荷载自然环境的作用，出现了许多的 损伤现象。
针对这些问题国内外的许多学者进行多方面的研究。
下面主要总结一下沥青混合料力学性能的知识。
张争奇等(2007)利用老化程度不同的沥青混合料进行劈裂 试验，分析沥青混合料的低温性能。
得出：只有老化过的试件才 能进行低温性能试验,短期老化的低温敏感性更好，并且沥青混 合料的低温性能是评价沥青混合料路用性能的重要指标。
李宁利等(2008)利用短期老化、长期老化的基质沥青混合料 和改性沥青混合料进行低温抗裂性能分析。
得出长期老化的沥 青混合料的低温性能更弱，在实际使用过程中，应增强长期使用 路面的低温性能评价，并提出了相应的评价方法。
废旧沥青路面再生利用研究现状与进展
废旧沥青路面再生利用研究现状与进展李清富; 裴俊杰; 吕小永; 陈渊召【期刊名称】《《河南科技》》【年(卷),期】2019(000)020【总页数】4页(P108-111)【关键词】沥青路面; 沥青混合料; 回收沥青路面材料; 再生剂; 再生沥青【作者】李清富; 裴俊杰; 吕小永; 陈渊召【作者单位】郑州大学水利科学与工程学院河南郑州 450001; 济源市公路管理局河南济源 454650; 华北水利水电大学河南郑州 450045【正文语种】中文【中图分类】U416.2沥青路面在世界各国均占有相当大的比例，特别是高等级公路路面，沥青路面的占比甚至超过90%。
随着世界各地沥青路面道路的老化，每年的养护改造等作业产生了大量的废旧沥青路面材料（RAP），若将其废弃，不但占用土地，而且会导致较严重的环境问题。
研究发现，在新沥青混合料中掺入RAP可以显著节省成本［1，2］，所以将其掺入新的混合料中再生利用显现出巨大的经济和环境效益。
旧沥青混合料不仅可以用于生产再生沥青路面，节约成本，还可降低运输产生的碳排放量，显著减少道路建设的碳足迹。
多年来积累的经验表明，沥青路面回收是一种技术上可行的施工和修复技术。
合理设计的添加回收材料的混合料在许多情况下与传统路面的性能表现类似，甚至优于传统的路面结构层［3］。
废旧沥青路面再生技术具有环境友好、资源浪费较低、经济社会效益明显等优点，现已被世界各国广泛研究和推广应用。
美国、德国以及日本等发达国家很早就开始发展沥青路面再生利用技术，如今已经形成了比较规范的再生利用技术体系［4］。
2012年，我国交通运输部明确指出：到2020年，全国公路路面旧料循环利用率要达到90%，基本实现路面旧料的回收与循环利用。
随着我国沥青道路大规模进入维修养护阶段，对于旧沥青路面再生技术的进一步研究显得非常迫切。
1 沥青路面的老化与再生沥青的老化主要有短期老化和长期老化。
沥青短期老化（即硬化）的主要原因是在高温（160～180℃）环境下，较轻的芳香烃、环烷烃等在沥青储存过程中发生挥发和混合转化，而长期老化主要是由道路运营期间的氧化作用导致的，另外可能造成老化的因素是紫外线（UV）辐射［5，6］。
基于红外光谱对沥青的研究
基于红外光谱对沥青的研究发表时间：2019-09-21T23:21:20.093Z 来源：《基层建设》2019年第19期作者：高宾[导读] 摘要：近年来，随着公路工程的迅速发展，沥青供应市场也愈发的混杂，需要对沥青质量沥青进行进一步地质量控制。
山东建筑大学 250101摘要：近年来，随着公路工程的迅速发展，沥青供应市场也愈发的混杂，需要对沥青质量沥青进行进一步地质量控制。
对于基质沥青，文章通过建立基质沥青的谱图库根据相似度的大小来准确地严格控制基质沥青的品牌，建立基质沥青的老化模型实现了对基质沥青老化程度的辨别。
对于改性沥青建立了标准曲线实现了对改性剂掺量的真实检测。
文章基于红外试验对沥青在微观上实现了严格控制。
关键词：基质沥青；改性沥青；相似度；标准曲线；质量控制目前，沥青供应市场混乱，进入山东省沥青市场的厂家（品牌）较多，炼制沥青油源多样，沥青代理商众多，存在鱼目混珠、以次充好（以B级沥青代替A级沥青、对达不到规范要求的沥青进行弱改性后作为基质沥青使用、以国内沥青充当进口沥青使用、运输过程随意调换沥青品牌和混兑）等诸多问题，给公路建设的质量和安全带来了诸多隐患[1]。
造成公路沥青路面早期损害的同时，增加了后期养护费用。
因此，控制好沥青质量具有重要意义。
传统试验依赖试验人员的专业水平和仪器设备的准确性，耗时较长，稳定性较差[3]。
如今，道路工作者发现无论是基质沥青还是SBS 改性沥青三大指标都满足规范要求，但是越来越接近规范控制下限，沥青在日后的抗老化性能中表现较差，短时间内即出现老化、开裂、坑槽、车辙等病害，严重影响了行车的安全性和舒适性。
不同物质对红外辐射吸收频率不同，形成的谱带位置也不同，因此，不同的官能团，都具有特征红外吸收峰，称为指纹区[4]。
通过对比所测未知沥青样品的谱图和品牌沥青样品吸收峰的重合度，判定沥青是否有异常。
鉴于此，本课题开展基于红外光谱法的沥青质量控制方法，对沥青质量控制提出迅速、有效的试验手段，以建立一套系统完整的沥青质量快速控制方法和体系，提高我省公路路面施工质量，延长路面使用寿命。
公路施工中沥青混合料的质量控制
２ ２ ５ ．
用设备。 其中间歇强制式沥青混凝土拌合设备主要特点是初级配的冷集料在
烘干 筒内采用逆流 加热方式烘干 加热 ， 然后经筛分计量在搅拌 器 中与精确 计量
在 拌合与铺 筑过程 的老化 。 沥青的 长期老化是 指沥青路 面在使用 过程 中， 而 由 于长时 间地暴露在 空气 中 ， 自然气 候条件的 作用下 ， 在 沥青会 发生一 系列 的物 理及 化学 变化 ， 导致 沥青 路面 路用 性能 劣化 的过 程 ”。 脱土属 于层 状 硅酸 ｌ蒙 盐粘土 ， 其改善 沥青 抗老化性能 主要是基于 蒙脱土与沥青材料 形成了二维有 序 插层或 剥离复 合结构 ， 为沥 青材料 分子插层进入 粘土层 间 ， 使气体在 聚合物 中
量快 速车 辆 的作用 下 ， 生动 力水 ， 产 使沥 青从碎 石上 剥落造 成损 害“。 本文为
此根据 本地区 公路 沥青 路面的 使用要求及 当地 的气候特点 ， 采用蒙脱 土改性沥
青 来提高 沥青结 合料 的性能 ， 重点分析 了其施 工质量 控制措 施 。 １公 路施工 中改性 蒙脱 ±沥青 混合料 的性 能 我们知 道 ， 沥青的 老化 分为短期 老化和长期 老化 短期 老化 一般 是指沥青
“
。
［］ ７ 王铁 庆 ． 间歇 式 沥青搅 拌 设备振 动筛 筛 配置 研究 【】西安 ： Ｌ Ｄ． 长安 大
学 ， ０ ５ ４ － ７ ２ ｏ ：５ ４ ．
在施 工中 ， 拌 的控制 意义重 大 ， 搅 沥青 混凝土 搅拌设 备是一 种对 集料进 行
掺配、 加热 、 干燥 并与沥青 搅拌 ， 以生 产满足 工程需 要的 热拌沥青 混 合料 的专
沥青红外光谱检测应用
沥青红外光谱检测应用
沥青是一种常见的道路铺设材料，红外光谱技术在沥青领域有着广泛的应用。
通过红外光谱分析，可以对沥青样品进行表征、质量控制和化学成分分析等方面的检测应用。
以下是一些沥青红外光谱检测的应用：
1. 成分分析
红外光谱可用于确定沥青中不同化学成分的含量，如沥青中的沥青质、溶剂质、胶质和无机物等。
这对于确定沥青的组成、质量和性能具有重要意义。
2. 质量控制
沥青产品需要符合特定的标准和规范，红外光谱可用于监测沥青样品的质量，并确保其符合行业标准。
这种分析方法可以快速检测样品中是否存在不合格的成分或掺杂物。
3. 结构表征
红外光谱也可用于了解沥青的分子结构、官能团和化学键的情况。
通过观察吸收峰和波谱图，可以推断沥青的化学组成和分子结构特征，这有助于研究其性能和行为。
4. 老化特性研究
沥青在长期使用过程中会暴露于各种环境条件下，红外光谱可用于研究沥青的老化特性。
通过比较新鲜样品和老化样品的红外光谱，可以了解沥青在不同环境下的变化及其对性能的影响。
5. 质量保证与研发
在沥青生产过程中，红外光谱可以作为一种快速而有效的分析工具，用于质量保证和研发。
它能够提供有关生产批次之间差异、新配方的效果和改进的信息。
红外光谱作为一种非常有用的分析技术，对于沥青材料的研究、生产和质量控制都具有重要意义。
它能够提供关于化学成分、结构特性和性能变化等方面的宝贵信息，有助于优化生产工艺和改进产品质量。
基于红外光谱法分析橡胶沥青的老化特征
橡胶沥青的 老化主要发生在以 下３ 个过程中。
基 金项 目： 国家 自 然科 学基金项 目（ ５ ０ ９ ６ ８ ０ １ ６ ）
收稿 日期： ２ ０ １ ２ — １ ２ — １ １
１ ． ２ 室 内模拟实验 目 前国内 外常用的 室内 模拟橡胶沥青老化的 方法有： 短
期热老化薄膜烘箱老化 Ｔ Ｆ Ｏ Ｔ （ Ｒ Ｔ Ｆ ０ Ｔ ） 和长期老化压力老化
Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ａ ｇ ｉ ｎ ｇ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ ｒ ｕ ｂ ｂ ｅ ｒ ａ ｓ ｐ ｈ ａ ｌ ｔ、 订Ｕｌ ＦＴＩ Ｒ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ
Ｑ Ｉ Ｙ ａ ｎ ｉ
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ ａ ｎ ｄ Ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｘ ｉ ｎ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｕ ｒ ｕ ｍ ｑ ｉ ８ ３ ０ ０ ４ ７ ， Ｘ ｉ ｎ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
（ ８ ） 接通红外灯电源， 烘烤盐片 １ ０ ～ １ ５ ｍ ｉ ｎ 至四氢呋喃完 全挥发， 装上试样夹；
（ ２ ） 光谱的宽带面积表示的是该特征基团的相对含量的 大小， 通过对比， 经过不同时期的室内模拟试验后， 各个红外 官能团的含量没有发生明显变化。
（ ３ ） 没有出现不同的吸收峰， 说明没有生成新的官能团。
１ 模拟 橡胶 沥青老化的室 内试验方法
１ ． １ 橡 胶 沥青 的老 化过程
３ 年间， 老化速度稍微快， 以后慢慢变缓。由于环境因素的复
杂性， 使用期间的老化过程也成为一种非常复杂的老化现象。 但是， 对经过高温拌和的沥青混合料来说， 轻质油分的挥发损 失已经不是沥青老化的主要原因，而与大气中氧的反应及分 子结构的变化才是沥青路面使用期间老化的主要原因［ １ ］ 。
沥青红外光谱检测方法
一、系统的工作原理1、傅立叶红外光谱仪原理将一束不同波长的红外射线照射到物质的分子上，某些特定波长的红外射线被吸收，形成这一分子的红外吸收光谱。
每种分子都有由其组成和结构决定的独有的红外吸收光谱，据此可以对分子进行结构分析和鉴定。
2、红外光谱沥青检测原理每种品牌型号的沥青都有其特殊的指纹图谱，通过谱图对比确定品牌、型号、批次及产地；通过对指纹图谱的特征吸收峰进行分析，判断SBS、SBR等添加剂，掺假物质，老化程度。
（如下图）二、产品的特点1.快速，我们的产品可以一分钟出结果。
2.准确，识别沥青品牌、型号、批次、产地。
3.智能，定性定量沥青中关键组成物质；定性定量分析改性沥青中的添加剂（SBS、SBR等）以及常见掺假物质；定性沥青的老化程度。
4.经济，相较于美国SHRP指标，我们的检测成本低很多。
5、可解决如下问题（1）造价高，石油沥青占路面工程造价40％左右，普通沥青与优质石油沥青（重交通道路石油沥青）差价达20％以上。
（2）用量大，石油沥青在沥青混合料中占比4％左右。
（3）造假手段时有发生，例如，品牌造假；以次充好；勾兑造假。
三、产品的优势优势一长安大学、哈尔滨工业大学、甘肃公路勘察设计院、西安依恩驰历时三年建立几十个沥青品牌的10000+个标本库。
优势二与SK、壳牌、克炼、埃索、中石油、中石化、中海油等知名沥青炼厂直接合作取样，保证标准样本库的及时性和准确性优势三基于云计算的大数据快速分析技术优势四支持智能学习模式基于神经网络（BP）的人工智能技术，对采样沥青进行处理分析并与沥青指纹库进行比对，以鉴别其是否与设计（采购）要求一致，并能够对采样沥青给出建议的物理指标（软化点、针入度、延度等）。
优势五便携、可靠、简单易用四、产品的使用方法五、我们成功案例十天高速、兰海高速、平定高速、宝天高速、天定水毁修复工程、临合高速、成武高速、渭源至武都高速公路、景泰——中川机场高速、兰州至刘家峡高速公路等。
改性沥青SBS含量的红外光谱分析
改性沥青SBS含量的红外光谱分析摘要：沥青是由多种化合物组成的混合物, 主要由碳、氢两种化学元素组成, 称碳氢化合物。
苯乙烯一丁二烯一苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)或废旧轮胎胶粉等橡胶材料大量用于改善高等级沥青路面性能，为保证工程质量，准确测定改性沥青中橡胶的含量十分必要。
利用衰减全反射傅里叶变换红外光谱分析法(ATR—FTIR)对基质沥青、SBS改性沥青、胶粉改性沥青及其SBS／胶粉复合改性沥青进行分析，建立了改性沥青中SBS、胶粉含量的特征吸收峰强度的标准曲线，进而得到改性沥青中橡胶的含量。
结果表明，该方法可用于SBS、SBS／胶粉复合改性沥青中橡胶含量的测定。
关键词：SBS改性沥青；红外光谱法；SBS；胶粉引言SBS能显著改善沥青路面的抗车辙、抗开裂、抗老化性能，其中SBS的用量对沥青各方面的性能影响很大。
[1]利用透射红外光谱法，采用标准曲线法测定改性沥青中SBS的含量，即先对一系列已知SBS含量的改性沥青标准样品进行测试，建立标准曲线，在相同条件下，根据吸收峰面积，测定未知试样的SBS含量。
但该法受试样用量、样品涂抹的厚度、涂抹的均匀程度及溶剂的挥发程度影响，易造成试验误差。
利用ATR—FTIR，分别研究了改性沥青中SBS、胶粉、沥青基质的特征吸收峰，建立特征峰面积与含量的标准曲线，探索了一种测定改性沥青中SBS含量的方法。
1 试验1.1原材料。
牌号LG501，S／B质量比31／69。
胶粉：该公司耐磨胶粉材料，卡车轮胎全胎胶粉(30目)。
经热重分析胶粉成分：操作油10.4％、橡胶烃51．8％、炭黑30．1％、无机残留物7．7％。
沥青：70#基质沥青。
1.2 改性沥青的制备SBS改性沥青：称取一定量的基质沥青，快速升温到180℃、剪切30min，剪切的同时加人对应量的SBS，然后加入稳定剂搅拌发育，制得SBS改性沥青样品。
胶粉改性沥青：称取一定量的基质沥青，快速升温到190℃、剪切30 min，剪切的同时加入对应量的胶粉，然后加入稳定剂搅拌发育，制得胶粉改性沥青样品。
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基于红外光谱技术的公路沥青结合料质量控制及老化机
理研究
基于红外光谱技术的公路沥青结合料质量控制及老化机理研究
摘要：
公路沥青结合料作为公路工程中重要的材料之一，其质量控制和老化机理的研究对公路的可靠性和使用寿命具有重要意义。
本文基于红外光谱技术，对公路沥青结合料的质量控制和老化机理进行研究。
我们收集了多个沥青结合料样本，并利用红外光谱仪对其进行了测试和分析。
通过比较分析不同样本之间的红外光谱，我们可以得出结论：通过红外光谱技术，我们可以检测和分析沥青结合料的成分和性质，从而实现对其质量的有效控制；同时，我们还可以研究沥青结合料的老化机理，为公路工程的设计和维修提供科学依据。
本研究对公路沥青结合料的质量控制和老化机理的研究具有重要的理论和实践意义。
关键词：公路沥青结合料；红外光谱技术；质量控制；老化机理
1. 引言
公路沥青结合料是公路工程中的重要材料之一，其质量直接影响到公路的使用寿命和可靠性。
因此，对公路沥青结合料的质量控制和老化机理进行深入研究具有重要意义。
红外光谱技术具有非破坏性、高效、快速等特点，被广泛应用于化学、材料等领域的分析和检测中。
本研究将运用红外光谱技术来研究公路沥青结合料的质量控制和老化机理，为公路工程提供科学依据。
2. 方法
2.1 实验材料准备
我们收集了多个不同来源的沥青结合料样本作为研究对象，并按照相关标准对其进行了试样制备和标定。
2.2 红外光谱测试和分析
利用红外光谱仪对试样进行了测试。
通过红外光谱图的分析，我们可以获取到沥青结合料中各组分的信息，包括红外吸收峰的位置、强度和形态等。
同时，还可以通过红外光谱技术对沥青结合料的性质和老化程度进行评估。
3. 结果与讨论
通过对不同来源的沥青结合料样本进行红外光谱测试和分析，我们获得了各样本的红外光谱图，并对比分析了它们之间的差异。
通过对红外光谱图中各吸收峰的分析，我们可以得出结论：红外光谱技术可以有效检测沥青结合料中的各组分，包括沥青本体成分、添加剂和掺杂物等，从而实现对沥青结合料质量的控制。
同时，我们还可以通过分析吸收峰的位置和形态等信息，研究沥青结合料的老化机理。
4. 结论
本文基于红外光谱技术对公路沥青结合料的质量控制和老化机理进行了研究。
通过红外光谱技术，我们可以检测和分析沥青结合料的成分和性质，实现对其质量的有效控制；同时，还可以研究沥青结合料的老化机理，为公路工程的设计和维修提供科学依据。
本研究对公路沥青结合料的质量控制和老化机理的研究具有重要的理论和实践意义。
本研究通过红外光谱技术对公路沥青结合料的质量控制和老化机理进行了研究。
通过红外光谱测试和分析，我们可以获
取沥青结合料中各组分的信息，并评估其性质和老化程度。
通过对不同来源的样本进行比较分析，我们发现红外光谱技术可以有效检测沥青结合料的成分，实现质量控制，并研究其老化机理。
这项研究对公路工程的设计和维修具有重要的理论和实践意义。
通过红外光谱技术，我们可以为公路工程提供科学依据，提高工程质量。