基于红外光谱的沥青老化时程预测

为了准确全面分析沥青材料不同老化状态,探寻最佳的定量分析方法,实现沥青老化时程的快速、无损、实时判别。该文首先选取泰普克70~#和金陵70~#两种基质沥青以及两种不同基质沥青的SBS(I-D)改性沥青,通过旋转薄膜烘箱(RTFOT)方法来模拟不同老化时程沥青;再采用傅里叶变换红外光谱仪的衰减全反射附件采集红外光谱图,对比分析不同老化时程沥青的红外光谱的变化;最后利用主成分分析法,对定量分析数据进行降维处理,建立沥青老化时程预测模型并验证。结果表明:基质沥青和改性沥青最大的区别是改性沥青谱图在699 cm^-1和966 cm^-1处附近多了两个明显特征吸收峰,可据此进行基质沥青和改性沥青的判别;4种沥青的羰基(1 700 cm^-1)和亚砜基(1 030 cm^-1)均随老化时间延长而增大,二者可以表征沥青的老化;以吸收峰两侧最低点的切线为基线计算峰面积,650~1 400 cm^-1范围指纹区域作为参考基准,是所选沥青的最佳定量分析方法;基质沥青和改性沥青的综合指标F值分别与老化时间呈线性关系,预测精度高,可实现基质、改性沥青的老化时程预测。     

基于红外光谱的沥青快速分析方法及可靠性研究

针对沥青材料检测效率低、人为影响大、无法识别沥青品类及勾兑等问题,开展基于沥青微观结构特征的红外光谱分析方法及可靠性研究,采用衰减全反射(ATR)法进行了12种基质沥青试验,将相似度及峰值作为沥青辨别指标、相对标准偏差作为可靠性指标。试验结果表明：1)红外衰减全反射(ATR)法可有效检测出沥青间微观结构存在的差异,数据离散型性小,相对标准偏差数值小于0.02%,可靠性高;2)绝大多数相似度系数分析结果位于95%～98%区间、吸收峰峰值相对误差结果位于5%～36%区间,反映出各类基质沥青间整体相似程度较高,但在局部(1 377 cm^-1附近特征峰)差异性增大。结论是：推荐沥青红外光谱分析中以相似度系数作为主要评价指标,峰值作为参考指标,综合进行沥青的鉴别工作。     

基于K近邻算法的沥青红外光谱质量控制

沥青质量的优劣直接影响沥青路面的性能.红外光谱技术作为一种无损、快速的微观分析手段,能够对沥青品牌进行识别,对于沥青质量控制具有十分重要的意义.为提高沥青红外光谱技术质量控制的准确性,选取K近邻算法对红外光谱数据进行解析和训练,共收集了7种不同品牌的共336个沥青样本,通过衰减全反射傅里叶变换红外光谱仪对其进行光谱采集...     

基于红外光谱的RAP老化沥青转移率研究

再生沥青混合料制备过程中,一部分老化沥青先从回收料表面转移到新集料上,然后再与新沥青进行相互扩散、融合,其中老化沥青转移的比例对最终的再生效果起关键影响作用。为了研究沥青路面回收料(RAP)中老化沥青的转移程度,基于红外光谱试验对转移率(R_MR)进行计算分析。试验采用AC-13级配的再生沥青混合料,将拌和后的再生沥青混合料过筛分离出新集料和RAP,抽提出再生沥青并采用红外光谱试验测定其羰基指数(I_CI),根据公式计算转移率,研究RAP加热温度、拌和时间和再生剂对转移率的影响。结果表明：将RAP加热温度从135℃提升至160℃,转移率提高了15.5%;将拌和时间从90 s延长至180 s,转移率可提升17%;添加再生剂可使转移率得到提升,且温拌再生剂的效果优于热拌再生剂。     

温拌橡胶沥青的老化特征与红外光谱分析

为了研究温拌橡胶沥青的老化特征与规律,从宏观性能指标和红外光谱分析两方面分别对Evotherm DAT和Sasobit温拌橡胶沥青的模拟老化过程进行了研究,并与原样橡胶沥青做对比。结果表明:Evotherm DAT温拌橡胶沥青在163℃的老化趋势与原样橡胶沥青没有明显不同,Sasobit温拌橡胶沥青结合料在各段老化段的低温劲度和抗疲劳性较原样橡胶沥青和DAT温拌橡胶沥青差,在高温稳定性、降黏效果上明显优于原样橡胶沥青和DAT温拌橡胶沥青;在红外光谱分析中,Sasobit温拌橡胶沥青较原样橡胶沥青耐老化,而Evotherm DAT温拌橡胶沥青的老化不宜用红外光谱测定分析。     

基质沥青化学组分对橡胶沥青性能影响的灰关联分析

为了研究基质沥青的化学组分对橡胶沥青性能的影响,基于基质沥青四组分及橡胶沥青路用性能试验数据,利用灰关联方法分析了饱和分、芳香分、胶质、沥青质、胶质与沥青质含量之和、饱和分与芳香分含量之和等因素对橡胶沥青的针入度、延度、软化点、180℃黏度和48 h离析软化点差的作用关系,得出影响橡胶沥青性能的关键因素.通过对比各因素...     

基于热分析与低温光谱的沥青热可逆老化机理

为了研究沥青胶结料在恒定低温储存过程中产生的热可逆老化机理,运用调制式差示扫描量热分析(MDSC)和低温红外光谱(LT-FTIR)技术对沥青胶结料热信号与红外光谱的热历史依赖性进行了试验分析,以确定2种不同分子量的线性饱和链烃(C₂₀H₄₂和C₃₂H₆₆)对热可逆老化的贡献。研究结果表明:沥青恒定低温硬化并非所有沥青的固有特性,存在不受恒定低温热历史影响的沥青胶结料;低分子量的饱和长链烷烃(石蜡)因其与沥青具有较好的相容性,会通过扩散的方式随着恒定低温时间的延长逐渐从沥青基体中析出,从而导致沥青的恒温硬化现象;由于高分子量的饱和长链烷烃与研究采用的沥青在相同条件下相容性差,其石蜡与沥青的二相分离结构并没有随着恒定低温时间的延长产生明显的变化。与热分析相比,低温红外光谱技术可在较低的降温速率下直接用于测试固态沥青中的石蜡分子单元而不会产生热滞后效应。石蜡的结晶会导致红外光谱在735~715 cm^-1处形成吸收峰,且吸收峰信号随温度降低而增强。沥青中的石蜡初期(0~8 h)析出较快,随着时间延长,析出速率放缓,持续时间可长达72 h。通过试验的直接观测,确定了沥青中低分子量石蜡的持续析出或沉淀是导致所用胶结料热可逆老化的根本原因。     

废胶粉改性 RT FO T老化沥青机理的红外光谱

应用现代 FTIR红外光谱分析测试手段和 RTFOT沥青旋转薄膜加热老化方法,对分别掺入10％、20％、30％等三个比例的废旧轮胎胶粉的老化沥青进行实验,实验发现加入胶粉后的老化沥青官能团吸收峰均发生了不同程度的改变,在掺入量为20％左右时老化沥青性能的改善情况最佳,最为接近原样沥青。     

改性剂与基质沥青配伍性室内试验研究

目前，改性沥青在高速公路建设中得到广泛应用，基质沥青和改性剂的种类繁多，但并不是任何一种沥青和任意一种改性剂相互掺配都能达到比较理想的改性效果，改性剂与基质沥青存在配伍性问题。     

基于正交试验基质沥青自愈合性能影响因素研究

沥青材料作为一种黏弹性物质,具有自愈合性能.为研究影响70#基质沥青的显著性因素,设计正交试验选取了间歇温度、间歇时间、损伤度三个因素并采用动态剪切流变仪进行疲劳-愈合-疲劳试验,根据极差、方差得到各因素对自愈合性能指标的影响.结果 表明:影响自愈合性能指标HI1的主要因素是间歇时间,间歇温度和损伤度几乎无影响,认为采用指标HI1评价基质沥青的自愈合性能欠妥;对影响自愈合性能指标HI2的因素显著性排序为间歇温度＞间歇时间＞损伤度,且随间歇温度的升高、间歇时间的延长将大幅提高沥青材料的自愈合程度;自愈合指标HI3考虑了加载次数与模量的联系,从而对自愈合指标H3修正得到,各因素对指标的显著性HI3排序为损伤度＞间歇温度＞间歇时间,且随着损伤度的增大,自愈合程度逐渐降低,体现自愈合性能良好的最优组合为间歇温度30℃、间歇时间4h,损伤度10％.     

应用红外光谱分析法解析硅藻土改性沥青老化机理

红外光谱图与物质的结构有着十分严格的对应关系,可用于研究沥青在使用过程中的化学组成变化。通过对基质沥青、老化沥青和硅藻土改性老化沥青的红外光谱对比分析,解析了沥青的老化机理和硅藻土对沥青老化的抑制作用。     

不同基质沥青对橡胶沥青的性能影响

采用剪切-反应法,由天津天元亨工贸有限公司生产的40目橡胶粉为改性剂,内掺改性助剂对6种不同的基质沥青进行改性,制备成橡胶沥青,研究了不同基质沥青对橡胶沥青针入度、软化点以及旋转粘度的影响。综合性价比,考察了以KSH-71为原料,在180℃反应温度下,添加掺量20%的40目橡胶粉及改性助剂制备橡胶沥青,其各项指标均符合交通部橡胶沥青技术标准的要求,整体性能得到较好的改善,表现出良好高低温性能。     

模拟自然老化条件的沥青老化机理红外光谱分析

为了研究沥青在自然环境下的老化反应,研发了环境温度箱,模拟了光、热、氧及水共同作用对沥青的老化,运用了红外光谱分析法研究了基质沥青、SBS 改性沥青及 PPA 改性沥青在不同老化时间后的分子结构组分变化,并利用羰基指数对沥青的老化程度评价。研究结果发现与基质沥青相比,丁二烯-苯乙烯共聚物 SBS 改性沥青和多聚磷酸 PPA改性沥青具有较高的抗老化分解。     

基于红外光谱分析下高黏沥青老化非线性模型

目前影响沥青混合料长期性能的根本原因在于其中的沥青发生老化反应。为了明确并透彻地摸清高黏沥青老化过程中各组分具体发生的变化,明确高黏沥青老化微观层次原因,建立高黏沥青非线性模型,比较不同高黏沥青抗老化性能的差异性。本文采用傅里叶红外光谱分析仪测定橡胶粉与SBS双改性沥青、TPS改性高黏沥青和橡胶粉改性高黏沥青老化后的微观性能,探究高黏沥青老化时的微观变化,构建高黏沥青老化的非线性模型。结果表明：建立的非线性模型可以很好地模拟由于高黏沥青老化带来的微观变化,具体表现为羧基和亚飒基含量上升、丁二烯基含量变少;双改性高黏沥青抗老化性能最佳,TPS改性高黏沥青其次,橡胶粉改性高黏沥青稍差。     

基于CT技术沥青混合料集料的识别与分离

为了研究沥青混合料内部集料结构,利用CT断层扫描技术对沥青混合料内部集料进行三维重构,基于Matlab自行编制程序对集料进行识别与分离.很多情况下集料是互相接触的,这些相互接触的集料容易被程序错误地识别成是一个集料.为此首先用Gaussian过滤器使集料变得更光滑,再利用Hmax过滤器使集料变得更平滑,最后进行Wat...     

基于红外光谱的干法SBS改性剂在沥青混合料中分散均匀性研究

为解决干法SBS改性剂在沥青混合料中难以表征其分散性的问题,采用红外光谱法建立一种分析方法.通过试验确定最佳取样的个数为3～5个,并建立红外吸光度-干法SBS掺量标准曲线;以SMA-13级配为例,使用该方法分析不同拌合时间下干法SBS改性剂在沥青混合料中的分散均匀性及对应马歇尔稳定度、冻融劈裂强度、动稳定度.结果显示,...     

改性沥青SBS含量红外光谱试验的影响因素研究

为改进傅里叶变换红外光谱法测试SBS改性沥青中SBS含量的试验方法,分析了溶剂种类、溶液浓度、挥发条件以及助剂计算处理方式对红外吸光度结果离散性和标准方程可靠性的影响,从而提高红外光谱法测试的精确性.分析结果表明,选用四氢呋喃为溶剂、溶质溶剂质量体积比1/10 g/mL以及20℃室温下挥发40 min时,改性沥青薄膜测...     

地沥青对湖沥青改性沥青高温性能影响的分析

选取了具有代表性的两种基质沥青,通过比较“基质沥青十湖沥青”和“基质沥青十灰分”的各项性能,间接研究湖沥青中地沥青对沥青胶浆高温性能的影响;测试了4种沥青胶浆在4种不同粉胶比下的动态剪切试验(DSR).在综合分析各种沥青胶浆的试验结果上,提出了湖沥青改性沥青中湖沥青含量与车辙因子G*/sinδ间的关系.     

SBS改性剂与基质沥青的配伍性研究

为了经济合理的选择基质沥青与SBS改性剂及其掺量,课题采用SK90号和镇海90号两种基质沥青,岳化791、燕山4303、独山子T6302三种SBS改性剂,改性剂掺量为3．6％、4．0％、4．4％和4．8％,进行SBS改性剂与基质沥青的配伍性研究。研究结果表明：岳化791改性SK90号沥青低温性能突出,2者具有较好的配伍性;独山子T6302改性镇海90号沥青能在掺量较小的备件下,表现出良好的高、低温性能,2者配伍性最好。