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基于红外光谱检测的沥青质量快速判别技术研究

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基于红外光谱检测的沥青质量快速判别技术研究
发表时间：2018-10-01T16:08:46.683Z 来源：《基层建设》2018年第26期作者：徐志超徐乃奎[导读] 摘要：红外光谱法实质上是一种根据分子内部原子间的相对振动和分子转动等信息来确定物质分子结构和鉴别化合物的分子的方法。

江苏东交工程检测股份有限公司江苏南京 210002摘要：红外光谱法实质上是一种根据分子内部原子间的相对振动和分子转动等信息来确定物质分子结构和鉴别化合物的分子的方法。

每一种化合物都有自己的红外吸收光谱，它的谱带复杂而精细，能提供丰富的结构信息。

采用红外光谱沥青智能检测仪，从沥青的微观化学组成入手，通过特定官能团的特征吸收峰确定、辨别和区分沥青，数据真实可靠。

关键词：红外光谱；检测仪；快速检测 0 引言
沥青对道路质量的影响巨大，我国使用假冒伪劣沥青的现象时有发生。

识别沥青，传统的简单物性检测方法不仅耗时耗力，且易受改性剂和稳定剂等添加剂的影响，试验结果容易失真。

由于沥青化学性质的复杂性，沥青规范开发了针对物理特性试验，采用诸如针入度、软化点、延度性能检测等试验，这些物理特性试验在标准测试温度下进行，测试结果被用来确定材料是否满足规范的标准。

三大指标是评判沥青性能的传统检测方法，至今也是公路行业检测沥青的主要方法，但传统测试方法有很多局限性，并不能完全识别鉴定、全面反映沥青的性能。

因而非常有必要研究利用红外光谱快速评判沥青质量，从而完善现有的沥青质量评价体系。

1 红外光谱测定的原理
红外光谱是由于分子的振动能级跃迁而产生的吸收光谱。

红外光谱分析是一种通用的光谱分析方法。

将一束不同波长的红外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。

每种品牌的沥青都有其特殊的指纹图谱，通过图谱对比确定品牌、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、掺假物质以及老化程度。

2 红外光谱智能检测系统组成及特点（1）系统组成
红外光谱沥青智能检测系统，由便携式沥青指纹识别仪、沥青指纹识别快速检测软件、系统服务器和预警系统四部分组成。

在施工现场，识别仪采集的数据经过软件分析后，数据和分析结果通过网络实时传输到系统服务器，可在网站上直接对沥青进行分析监控，若某项目部沥青测结果异常，通过预警短信，立刻反馈给监管部门。

（2）系统特点
①一分钟可以给出检测结果，而且结果准确，通过与云平台的样本光谱数据进行后台比对，智能识别沥青的品牌、型号、批次和产地等身份信息。

②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以及常见掺假物质，定性沥青的老化程度。

③相较于美国的SHRP等其他沥青检测方法，该系统的检测成本低很多。

④检测数据可远程传输，让管理者实时监控并评价每一车沥青的质量情况。

实现了事后检测像实时动态检测的转变。

⑤分析异常沥青并进行异常沥青预警。

通过短信通着相关管理者，实时发现并解决问题。

3 工程项目中红外光谱智能检测系统应用分析（1）建立沥青快速检测监控系统①配备专门的人员，配备异常预警手机，并与监理办、业主等部门联络。

负责现场沥青指纹识别数据的监控，按照监理办意见对异常沥青进行处置。

②送检标样沥青，确定使用沥青品牌。

沥青厂家提供中标沥青的质量检验单，由项目的指挥部、监理办、施工单位和沥青供应商共同见证取样。

技术服务单位检测沥青全套物理指标，采集沥青红外光谱图，国标数据无异常，与该品牌沥青指纹数据库谱图相符后，确定进场使用。

③安装沥青指纹快速识别系统。

包括仪器和附件的安装，沥青的测试和分析软件的使用，仪器的注意事项和常见故障处理；安装项目用户端使用品牌的沥青数据库。

④部署系统数据库服务器，实现数据远程传输监控。

相关人员可在手机上询沥青库、检测数据、统计数据，服务器识别的预警信息也会及时发送到监管用户端。

监管用户端可以使质量监管人员随时随地对沥青进行质量监控。

（2）异常沥青的反馈和处理
①异常沥青预警反馈过程。

项目用户检测显示沥青谱图与数据库不符后，立即禁止该车沥青卸车；技术服务单位收到沥青检测数据与数据库不匹配的预警信息后，立即从服务器端口，分析沥青谱图异常原因，将分析原因和处治建议发送给指挥部；指挥部确认沥青异常原因后，确定处治意见，下达监理办；监理办应在现场监督项目部对沥青进行处治，处治结果上报指挥部。

②异常沥青处治措施。

指纹识别与数据库不匹配沥青，由指纹识别技术服务单位负责异常沥青的谱图分析，分析结果处理措施有以下 2种：一是对于混兑假冒和品牌调换沥青直接清场，不做物理指标检测。

二是对于谱图分析为相应品牌的沥青，但是由于生产厂家的组分轻微调整导致其谱图与数据库中原有标准谱不匹配，经物理指标验证沥青合格后，由指纹识别技术单位负责对数据库进行更新。

（3）施工现场沥青检测
①沥青指纹识别流程如下图所示。

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211183752_红外光谱对改性沥青质量检测评价方法研究

211183752_红外光谱对改性沥青质量检测评价方法研究

红外光谱对改性沥青质量检测评价方法研究任旭初1吴方钰2徐项通1汤银亭1黄宜春1(1.宁波舟山港主通道项目工程建设指挥部 浙江宁波 316000; 2.浙江大学 浙江杭州 310058)摘要：随着我国公路建设规模的日益扩大，通行量呈现有增无减的趋势，这就需要公路建设材料具有良好的耐久、高强的性能要求。

红外光谱是控制沥青质量的重要技术。

该文提出采用衰减全反射ATR进行沥青红外光谱检测，基于相似度评价指标，将标准样品与改性沥青样品红外光谱图进行比对，对可能掺入沥青的渣油等添加剂，确定其特征峰的位置和大小，建立针对此类掺假物的鉴别与掺量确定方法，为类似工程提供参考意见。

关键词：红外光谱 相似度指标 沥青改性 质量检测中图分类号：O657;33文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2023)07-0094-04 Research on the Quality Detection and Evaluation Method of Modified Asphalt by Infrared SpectroscopyREN Xuchu1WU Fangyu2XU Xiangtong1TANG Yinting1HUANG Yichun1(1.Construction Headquarters of Ningbo Zhoushan Port Main Channel Project, Ningbo, Zhejiang Province,316000 China; 2.Zhejiang University, Hangzhou, Zhejiang Province, 310058 China)Abstract:In the face of the increasing scale of highway construction in China and the trend of increasing traffic, which requires highway construction materials to have good durability and high performance requirements. Infrared spectroscopy is an important technology to control asphalt quality. This paper proposes to use attenuated total re‐flection (ATR) to detect the infrared spectrum of asphalt, based on the similarity evaluation index, compare the infrared spectrum diagrams of standard samples and modified asphalt samples, and determine the position and size of characteristic peaks of additives such as residue oil that may be mixed with asphalt, and establish the identification and dosage determination method of such adulterants, so as to provide reference opinions for similar projects.Key Words: Infrared spectroscopy; Similarity index; Modified asphalt Quality inspection“十四五”规划提出，我国需要建设现代化综合交通运输体系，提升城市圈的交通一体化进程。

基于红外光谱对再生沥青混合料中RAP掺量的快速评估及性能研究

基于红外光谱对再生沥青混合料中RAP掺量的快速评估及性能研究

基于红外光谱对再生沥青混合料中RAP掺量的快速评估及性能研究基于红外光谱对再生沥青混合料中RAP掺量的快速评估及性能研究摘要：再生沥青混合料（RAP）被广泛应用于道路修复和改造领域，有效地利用了废旧沥青的资源，具有经济性和环保性的优势。

然而，RAP的掺量对混合料的性能影响复杂且难以快速评估。

本研究基于红外光谱技术，对RAP掺量对再生沥青混合料性能的影响进行了研究，旨在为混合料设计和质量控制提供科学依据。

1. 引言再生沥青混合料（Recycled Asphalt Pavement，RAP）是将旧沥青路面通过破碎和筛分等工艺进行再生利用的材料，具有可持续发展和资源节约的优势。

RAP的应用已得到广泛推广，但RAP的掺量对混合料的性能影响仍存在争议。

2. 研究方法本研究选取不同RAP掺量的沥青混合料样本，通过红外光谱技术进行快速评估。

红外光谱是一种非破坏性的分析方法，能够快速获得混合料的化学信息。

3. 实验结果通过红外光谱分析，得到了不同RAP掺量下混合料中化学键强度、官能团含量等信息。

结果表明，随着RAP掺量的增加，混合料中的芳香化合物和饱和烃含量较低，而氧化物含量较高。

这些变化会影响混合料的抗老化性能、稳定性和耐久性。

4. 性能评估通过对不同RAP掺量下混合料进行性能评估，包括抗剪强度、抗水剥离性、动态模量等指标。

结果表明，适当掺入RAP可以提高混合料的抗剪强度和耐久性，但过高的RAP掺量会导致混合料的水剥离性能下降。

5. 结论本研究基于红外光谱技术对再生沥青混合料中RAP掺量的影响进行了研究，通过对混合料的快速评估和性能测试，得出了以下结论：- RAP掺量的增加会导致混合料中芳香化合物和饱和烃含量的降低，氧化物含量的增加。

- 完全替代RAP的混合料性能较差，但适量掺入RAP可以提高混合料的抗剪强度和耐久性。

- 过高的RAP掺量会导致混合料的水剥离性能下降。

- 红外光谱技术能够快速评估RAP掺量对混合料性能的影响，为混合料设计和质量控制提供科学依据。

基于红外光谱对沥青的研究

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。

衰减全反射红外光谱法快速检测沥青性质的研究

衰减全反射红外光谱法快速检测沥青性质的研究

衰减全反射红外光谱法快速检测沥青性质的研究唐洁琼;马庆丰;时敬涛;袁洪福;宋春风;谢锦春;李效玉【摘要】沥青质量的优劣直接影响路用性能和公路寿命.其中蜡含量、软化点和针入度是沥青三大重要指标,其分析过程繁冗耗时.提出了0种快速准确的沥青性质检测方法.实验共收集了220个已依照标准方法JTJ052-2000获得蜡含量、软化点和针人度标准值的沥青样品,采用偏最小二乘法(PLS)建立其红外光谱定量模型,交互验证标准偏差(SECV)分别为0.13,0.88,3.18,预测标准偏差(SEP)分别为0.14,1.06,3.90,小于标准方法的再现性偏差,任意选取不同厂家所生产的3个样品进行重复性测试,均满足标准方法的精密度要求.该方法具有重复性好、分析速度快,操作简单,可显著提高沥青的分析效率,在沥青质量检测与评价领域有着光明的应用前景.【期刊名称】《光谱学与光谱分析》【年(卷),期】2016(036)003【总页数】4页(P672-675)【关键词】衰减全反射红外光谱;沥青;PLS【作者】唐洁琼;马庆丰;时敬涛;袁洪福;宋春风;谢锦春;李效玉【作者单位】北京化工大学材料科学与工程学院,北京100029;中石油燃料油有限责任公司研究院,山东青岛266500;中石油燃料油有限责任公司研究院,山东青岛266500;北京化工大学材料科学与工程学院,北京100029;北京化工大学材料科学与工程学院,北京100029;北京化工大学材料科学与工程学院,北京100029;北京化工大学材料科学与工程学院,北京100029【正文语种】中文【中图分类】O657.3我国公路建设正处于高速发展期，截止2011年底，高速公路由“十五”期末的4.1×104 km发展到8.5×104 km，全年新增1.1×104 km，仅次于美国，居世界第二位。

随之对主要建筑材料沥青的需求也逐年上升，同时对道路沥青技术指标也提出了更高要求。