瀝青材料的快速識(shí)別與分析方法研究.pdf

1、瀝青是高速公路的基本建筑材料，其質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響著其路用性能和公路壽命。一般道路設(shè)計(jì)壽命為15年，而劣質(zhì)或摻假瀝青產(chǎn)品會(huì)導(dǎo)致路面2年后就進(jìn)入維護(hù)期，給高速公路建設(shè)和維護(hù)帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)損失。因此，道路瀝青生產(chǎn)、流通和道路施工等過(guò)程中瀝青產(chǎn)品質(zhì)量的有效監(jiān)控至關(guān)重要。蠟含量、軟化點(diǎn)、針入度和SBS改性瀝青中SBS含量是瀝青重要的工程質(zhì)量指標(biāo)。其現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)方法分析過(guò)程繁冗耗時(shí)，無(wú)法滿足實(shí)際過(guò)程中瀝青質(zhì)量檢測(cè)與監(jiān)管需求。目前也缺乏快速的瀝青產(chǎn)品溯

2、源方法。因此研究建立上述瀝青質(zhì)量指標(biāo)的快速分析技術(shù)和產(chǎn)品溯源方法已經(jīng)成為該領(lǐng)域中亟待解決的重大課題。
　　分子光譜結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)，具有分析快速和測(cè)量方便等優(yōu)點(diǎn)。本課題旨在運(yùn)用傅里葉變換紅外光譜和化學(xué)計(jì)量學(xué)，建立瀝青重要質(zhì)量指標(biāo)和油源產(chǎn)地識(shí)別快速分析方法。
　　首先，本文提出了一種利用衰減全反射傅里葉紅外光譜技術(shù)(FTIR-ATR)實(shí)現(xiàn)瀝青性質(zhì)快速準(zhǔn)確檢測(cè)的方法。實(shí)驗(yàn)共收集了不同公司、不同時(shí)間生產(chǎn)的瀝青樣品220個(gè)，其蠟含量、

3、軟化點(diǎn)和針入度標(biāo)準(zhǔn)值已依照標(biāo)準(zhǔn)方法SH/T0425-2003、GB/T4507-2014、GB/T4509-2010測(cè)定。研究了瀝青取樣、光譜內(nèi)部掃描次數(shù)和重復(fù)裝樣次數(shù)對(duì)瀝青光譜測(cè)量精度的影響，確定了最佳光譜采集條件。分別采用相關(guān)系數(shù)法和CARS選擇波長(zhǎng)變量，采用偏最小二乘法(PLS)建立了蠟含量、軟化點(diǎn)和針入度的紅外光譜定量模型，交互驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)誤差(SECV)分別為0.13、0.88、2.84，預(yù)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)偏差(SEP)分別為0.14、1.

4、06、3.02，均不大于標(biāo)準(zhǔn)方法的再現(xiàn)性誤差。使用該方法對(duì)任意選取不同廠家所生產(chǎn)的3個(gè)樣品進(jìn)行重復(fù)性測(cè)試，精密度不大于標(biāo)準(zhǔn)方法的精密度誤差。
　　其次，本文提出了一種利用衰減全反射傅里葉紅外光譜技術(shù)(FTIR-ATR)實(shí)現(xiàn)瀝青油源產(chǎn)地快速準(zhǔn)確判別的方法。實(shí)驗(yàn)共收集了220個(gè)包括南美重油、西北局原油、歡喜嶺原油和新疆稠油四個(gè)不同油源產(chǎn)地的瀝青樣品。利用PCA和SIMCA方法對(duì)瀝青油源產(chǎn)地進(jìn)行判別，PCA模型有效的識(shí)別了以歡喜嶺原油和