CN111521578A - 一种基于红外光谱的改性沥青稳定性快速预判方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于沥青检测技术领域，具体涉及一种基于红外光谱的改性沥青稳定性快速预判方法；包括以下步骤：1)将已知掺量、各发育时间的SBS聚合物改性沥青通过红外光谱处理得到面积比值、平均值、标准差，以及面积比离散系数；2)对SBS聚合物改性沥青储存稳定性试验，得到SBS聚合物改性沥青各发育时间的上下段软化点差值；3)通过特征峰面积比离散系数与软化点差值建立相关性，判定改性沥青稳定性；本方法可以快速、有效的预判改性沥青储存稳定性。
Description
技术领域
本发明属于沥青检测技术领域，具体涉及一种基于红外光谱的改性沥青稳 定性快速预判方法。
背景技术
一车沥青用于施工现场要经过长途运输，且易受天气等不可控因素的影响。 因此改性沥青往往面临储存稳定性的问题，在不同的储存条件下，改性沥青的 性能会发生相应的变化。而且传统规范上评价改性沥青储存稳定性的指标存在 耗时长、一个试验周期至少需要60小时的问题，不适合实际工程中快速评价改 性沥青储存稳定性。因此，在实际工程中，找到一种快速评价改性沥青储存稳 定性的方法是很有必要的。
发明内容
一种基于红外光谱的改性沥青稳定性快速预判方法，有效的解决了现有的 技术问题，可以快速、有效的预判改性沥青储存稳定性。
本发明采用的技术方案如下所述：
一种基于红外光谱的改性沥青稳定性快速预判方法，包括以下步骤：
S1.将不同掺量、各发育时间的SBS聚合物改性沥青通过红外光谱平行测样 5次，处理得到S966/S1377的面积比值、面积比平均值、标准差，以及面积比 离散系数；
S2.参照JTG E20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》T 0661-2011 进行改性沥青储存稳定性试验，得到SBS聚合物改性沥青各发育时间试样的上 下段软化点差值；
S3.对不同掺量、不同发育时间的样品，建立面积比离散系数与软化点差值 之间的相关性，得到相关系数R2及相关方程。
所述S1包括：
S101.将不同掺量、不同发育时间的改性沥青于烘箱(163℃±5℃)中加热 至流动态，并搅拌均匀；
S102.利用thermofisher is5红外光谱仪采用多点全反射法进行红外光谱 采集；
S103.利用S102方法对各个发育时间的SBS聚合物改性沥青重复测量5次， 测得的红外谱图通过计算特征峰966处及1377处的峰面积，计算峰966处及1377 处的面积比值，平均值、标准差，以及若干次平行样的面积比离散系数。
所述S102中thermofisher is5红外光谱仪参数设置为：扫描范围 4000-650cm-1，扫描次数为32次，分辨率为4cm-1。
所述S2中对SBS聚合物改性沥青储存稳定性试验为对改性沥青进行离析试 验，得到已知掺量的改性沥青各发育时间的上下段软化点差值。
参照JTG E20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》T 0661-2011 进行改性沥青离析试验，所述离析试验的具体步骤为：
步骤一：加热SBS聚合改性沥青至能充分浇灌，搅拌均匀后注入书里的离 析管中；
步骤二：将铝管开口的一端捏成一薄片，并折叠两次以上，夹紧密闭，将 盛样管连同支架放入的烘箱中加热静放；
步骤三：加热结束后，将盛样管连支架放入冰箱的冷柜中，使改性沥青完 全固化；
步骤四：将盛样管剪成相等的三段，取顶部和底部的各1/3试样安照T0606 进行软化点试验，计算其差值。
所述S3包括以下步骤:
S301.将特征峰面积比离散系数与离析指标建立相关性，得到标准曲线及R2 值；
S302.若R2值大于0.9，则离散系数值与离析指标相关性良好；
S303.若离析指标与离散系数呈正相关，将离析指标最大值对应的离散系数 作为预判离析的临界点。
S304.若离析指标与离散系数呈负相关，将离析指标最小值对应的离散系数 作为预判离析的临界点。
本发明的有益效果为：1.本发明综合考虑了同一SBS掺量下，随着发育时 间的延长，改性剂与基质沥青相容性的变化。
2.本发明可以快速、准确的预判改性沥青储存稳定性，与传统测试方法相 比，大大缩短了测试时间，且测试结果准确、可靠。
附图说明
图1是本发明流程示意图；
图2是改性沥青SBS3.0％、4.0％、4.5％、5.0％面积比离散系数与离析指标 的相关性曲线。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体的实施例进一步的说明本发明的技术方案：
实施例1
如图1所示的一种基于红外光谱的改性沥青稳定性预判评价方法，包括以 下步骤：
一、试验仪器及改性沥青样品
试验仪器：赛默飞is5红外光谱仪；
改性沥青样品：采用3.0％、4.0％、4.5％、5.0％的改性剂掺量的，发育时间 分别为1h、2h、4h、6h的SBS聚合物改性沥青；
二、试验方法的确定
对thermofisher is5红外光谱仪进行性能确认，并设置好实验参数，采用 ATR附件进行背景采集，扣除完背景之后，用刮刀蘸取适量搅拌均匀的样品涂抹 在晶体板上，随后进行样品采集，每个样品平行测样5次。
样品谱图通过OMNIC软件进行分析处理，计算已扣除背景的改性沥青红外 谱图的特征吸收峰面积(S966、S1377)，并计算面积比A，最终求得同一改性 剂掺量下，不同发育时间的面积比离散系数，如下表所示；
三、SBS聚合物改性沥青离析试验
(1)将3.0％、4.0％、4.5％、5.0％的改性剂掺量的，发育时间分别为1h、 2h、4h、6h的SBS聚合物改性沥青进行48h的离析管储存稳定性试验(参照JTG E20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》T 0661-2011)；
a.加热SBS聚合改性沥青至能充分浇灌，搅拌均匀后注入离析管中；
b.将铝管开口的一端捏成一薄片，并折叠两次以上；然后用小夹子夹紧， 密闭；将盛样管连同架子一起放入163℃±5℃的烘箱中，在不受任何扰动的情 况下静放48h±1h。
c.加热结束后，将盛样管连支架一起放入冰箱的冷柜中，不少于4h，使改 性沥青完全固化。
d.用剪刀将盛样管剪成相等的3段，取顶部和底部的各1/3试样安照T0606 进行软化点试验，计算其差值，见下表所示：
四、面积比离散系数与软化点差值建立相关性
(2)将改性剂掺量为3.0％、4.0％、4.5％、5.0％的改性沥青特征峰面积比离 散系数与离析指标建立相关性，得到标准曲线及R2值，见附图2。
(3)由图2得SBS掺量为3.0％、4.0％、4.5％、5.0％时，S966/S1377的面积比 离散系数与软化点差之间的相关性较好，分别为0.98、0.97、0.99、0.91；
当掺量为3.0％时，两者呈正相关，Cvmax＝0.057；当掺量为4.0％时，两者 呈负相关，Cvmin＝0.048；当掺量为4.5％时，两者呈正相关，即Cvmax＝0.058； 当掺量为5.0％时，两者呈正相关，即Cvmax＝0.103。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产 品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和 /或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/ 或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入 式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算 机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个 流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备 以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的 指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流 程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使 得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处 理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个 流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限 制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人 员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未 脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利 要求保护范围之内。
Claims (6)
1.一种基于红外光谱的改性沥青稳定性快速预判方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.将不同掺量、各发育时间的SBS聚合物改性沥青通过红外光谱平行测样得到面积比值、面积比平均值、标准差，以及面积比离散系数；
S2.对SBS聚合物改性沥青储存稳定性试验，得到SBS聚合物改性沥青各发育时间试样的上下段软化点差值；
S3.通过特征峰对不同掺量、不同发育时间的样品，建立面积比离散系数与软化点差值建立之间的相关性，判定改性沥青稳定性。
2.根据权利要求1所述的一种基于红外光谱的改性沥青稳定性快速预判方法，其特征在于：所述S1包括：
S101.将不同掺量、不同发育时间分别取各时刻的改性沥青于烘箱中加热至流动态，并搅拌；
S102.利用thermofisher is5红外光谱仪采用多点全反射法进行红外光谱采集；
S103.利用S102方法对各个发育时间的SBS聚合物改性沥青重复测量若干次，测得的红外谱图通过计算特征峰966处及1377处的峰面积，计算峰966处及1377处的面积比值，平均值、标准差，以及若干次平行样的面积比离散系数。
3.根据权利要求2所述的一种基于红外光谱的改性沥青稳定性快速预判方法，其特征在于：所述S102中thermofisher is5红外光谱仪参数设置为：扫描范围4000-650cm-1，扫描次数为32次，分辨率为4cm-1。
4.根据权利要求1所述的一种基于红外光谱的改性沥青稳定性快速预判方法，其特征在于：所述S2中对SBS聚合物改性沥青储存稳定性试验为对改性沥青进行离析试验，得到已知掺量的改性沥青各发育时间的上下段软化点差值。
5.根据权利要求4所述的一种基于红外光谱的改性沥青稳定性快速预判方法，其特征在于：所述离析试验的具体步骤为：
步骤一：加热SBS聚合改性沥青至能充分浇灌，搅拌均匀后注入书里的离析管中；
步骤二：将铝管开口的一端捏成一薄片，并折叠两次以上，夹紧密闭，将盛样管连同支架放入的烘箱中加热静放；
步骤三：加热结束后，将盛样管连支架放入冰箱的冷柜中，使沥青完全固化；
步骤四：将盛样管剪成相等的三段，取顶部和底部的各1/3试样安照T0606进行软化点试验，计算其差值。
6.根据权利要求1所述的一种基于红外光谱的改性沥青稳定性快速预判方法，其特征在于：所述S3包括以下步骤:
S301.将特征峰面积比离散系数与离析指标建立相关性，得到标准曲线及R2值；
S302.若R2值大于0.9，则离散系数值与离析指标相关性良好；
S303.将离析指标最大值对应的离散系数作为预判离析的临界点，若离析指标与离散系数呈正相关，则离散系数值大于临界点,改性沥青存在离析风险。
S304.若离析指标与离散系数呈负相关，则离散系数值小于临界点,改性沥青存在离析风险。
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