瀝青材料的快速識別與分析方法研究.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)計壽命為15年，而劣質(zhì)或摻假瀝青產(chǎn)品會導(dǎo)致路面2年后就進入維護期，給高速公路建設(shè)和維護帶來巨大經(jīng)濟損失。因此，道路瀝青生產(chǎn)、流通和道路施工等過程中瀝青產(chǎn)品質(zhì)量的有效監(jiān)控至關(guān)重要。蠟含量、軟化點、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。其現(xiàn)行的標準方法分析過程繁冗耗時，無法滿足實際過程中瀝青質(zhì)量檢測與監(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)合化學計量學，具有分析快速和測量方便等優(yōu)點。本課題旨在運用傅里葉變換紅外光譜和化學計量學，建立瀝青重要質(zhì)量指標和油源產(chǎn)地識別快速分析方法。
　　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)實現(xiàn)瀝青性質(zhì)快速準確檢測的方法。實驗共收集了不同公司、不同時間生產(chǎn)的瀝青樣品220個，其蠟含量、

3、軟化點和針入度標準值已依照標準方法SH/T0425-2003、GB/T4507-2014、GB/T4509-2010測定。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)對瀝青光譜測量精度的影響，確定了最佳光譜采集條件。分別采用相關(guān)系數(shù)法和CARS選擇波長變量，采用偏最小二乘法(PLS)建立了蠟含量、軟化點和針入度的紅外光譜定量模型，交互驗證標準誤差(SECV)分別為0.13、0.88、2.84，預(yù)測標準偏差(SEP)分別為0.14、1.

4、06、3.02，均不大于標準方法的再現(xiàn)性誤差。使用該方法對任意選取不同廠家所生產(chǎn)的3個樣品進行重復(fù)性測試，精密度不大于標準方法的精密度誤差。
　　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)實現(xiàn)瀝青油源產(chǎn)地快速準確判別的方法。實驗共收集了220個包括南美重油、西北局原油、歡喜嶺原油和新疆稠油四個不同油源產(chǎn)地的瀝青樣品。利用PCA和SIMCA方法對瀝青油源產(chǎn)地進行判別，PCA模型有效的識別了以歡喜嶺原油和