，甘肅省瀝青供應(yīng)市場(chǎng)混亂，進(jìn)人甘肅瀝青市場(chǎng)的廠家(品牌)較多、煉制瀝青油源多樣、瀝青代理商眾多(代理商超過20家)，存在魚目混珠，以次充好(以B級(jí)瀝青代替A級(jí)瀝青、對(duì)達(dá)不到規(guī)范要求的瀝青進(jìn)行弱改性后作為基質(zhì)瀝青使用、以國(guó)內(nèi)瀝青充當(dāng)進(jìn)口瀝青使用、運(yùn)輸過程隨意調(diào)換瀝青品牌和混兌)等諸多問題，給甘肅公路建設(shè)的質(zhì)量和安全帶來了諸多隱患。造成公路瀝青路面早期損害的同時(shí)，增加了后期養(yǎng)護(hù)費(fèi)用。改性瀝青生產(chǎn)質(zhì)量和技術(shù)水平過程控制亟待進(jìn)一步加強(qiáng)和規(guī)范。

目前甘肅省改性瀝青的生產(chǎn)主要以現(xiàn)場(chǎng)改性為主，生產(chǎn)過程中存在改性瀝青生產(chǎn)設(shè)備落后、基質(zhì)瀝青品牌隨意調(diào)換以次充好、生產(chǎn)配方隨意調(diào)整、SBS摻加量未達(dá)到改性瀝青設(shè)計(jì)要求、瀝青快速升溫和控溫裝置不滿足要求、溶脹和發(fā)育時(shí)間普遍不足、疏于生產(chǎn)過程控制等諸多問題，使得改性瀝青的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)如粘度、儲(chǔ)存穩(wěn)定性和改性瀝青生產(chǎn)質(zhì)量的穩(wěn)定性難以滿足要求，改性瀝青生產(chǎn)過程存在質(zhì)量先好后壞、質(zhì)量過程控制先緊后松現(xiàn)象?？梢?，甘肅的改性瀝青質(zhì)量不容樂觀。

瀝青紅外光譜儀作為一種先進(jìn)、快速的瀝青檢測(cè)儀器，在公路路面施工瀝青檢測(cè)中已得到一定的應(yīng)用。甘肅省省道208線(武山)洛門至禮縣二級(jí)公路項(xiàng)目也成功將瀝青紅外光譜檢測(cè)系統(tǒng)瀝青質(zhì)量鑒定系統(tǒng)應(yīng)用到瀝青質(zhì)量快速鑒定中。通過分析不同品牌瀝青化學(xué)結(jié)構(gòu)和組分含量的不同，建立了瀝青紅外數(shù)據(jù)庫(kù)，并且通過軟件可自動(dòng)確定未知瀝青的品牌。本文就此做一介紹，供同行參考。

瀝青紅外光譜測(cè)試系統(tǒng)及原理

甘肅省省道208線(武山)洛禮二級(jí)公路(洛門至禮縣)項(xiàng)目對(duì)便攜式傅里葉紅外光譜儀進(jìn)行了性能試驗(yàn)。紅外光譜分析法是鑒定有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)與組成的重要手段。

首先由紅外光源發(fā)出紅外光輻射，經(jīng)由準(zhǔn)直鏡準(zhǔn)直后變?yōu)槠叫屑t外光束進(jìn)入干涉儀，再經(jīng)調(diào)制后得到一束干涉光。光束通過樣品后，成為帶有樣品信息的干涉光被檢測(cè)器檢測(cè)，檢測(cè)器隨后將干涉光信號(hào)變?yōu)殡娦盘?hào)，經(jīng)由計(jì)算機(jī)采集，得到帶有樣品信息的時(shí)域干涉圖，即時(shí)域譜。由于譜圖難以辨認(rèn)，所以經(jīng)由計(jì)算機(jī)快速計(jì)算進(jìn)行傅里葉變換，將其轉(zhuǎn)換成以透光率(或吸收強(qiáng)度)為縱坐標(biāo)，以波束為橫坐標(biāo)的紅外光譜圖。

紅外光譜儀快速檢測(cè)系統(tǒng)將紅外光譜分析技術(shù)引人到瀝青鑒定中，根據(jù)光譜圖中吸收峰的位置和形狀來推測(cè)瀝青組成，進(jìn)行定性分析和結(jié)構(gòu)分析；根據(jù)吸收峰的強(qiáng)弱與該物質(zhì)含量的關(guān)系進(jìn)行定量分析，通過比對(duì)所測(cè)未知瀝青樣品的譜圖與該品牌瀝青樣品吸收峰的重合度，以判定瀝青是否有異常或不屬于該品牌浙青。吸收光譜的譜帶強(qiáng)度服從郎伯－比爾定律，據(jù)此建立標(biāo)準(zhǔn)曲線判定SBS的摻量和生產(chǎn)過程中的配方穩(wěn)定性。

洛禮二級(jí)公路建設(shè)過程中，依據(jù)瀝青紅外光譜儀快速識(shí)別軟件，收集了甘肅市場(chǎng)常見的9個(gè)品牌、不同等級(jí)的近2000種瀝青，建立了瀝青“指紋識(shí)別數(shù)據(jù)庫(kù)”，并將所有的數(shù)據(jù)庫(kù)導(dǎo)入瀝青紅外自動(dòng)識(shí)別軟件。操作人員只需采集譜圖，檢索數(shù)據(jù)庫(kù)，該軟件即可自動(dòng)識(shí)別瀝青的品牌，以及改性瀝青改性劑的摻量。

設(shè)備測(cè)試性能檢測(cè)

洛禮二級(jí)公路所用瀝青為中石油“東海牌”90號(hào)Ａ級(jí)鎮(zhèn)海基質(zhì)瀝青。為了從源頭上保證瀝青質(zhì)量，杜絕假冒偽劣瀝青進(jìn)場(chǎng)，該項(xiàng)目工地中心試驗(yàn)室(天水通科試驗(yàn)檢測(cè)有限公司)，通過與甘肅暢隴公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)研究院有限公司交流合作，引進(jìn)美國(guó)原裝瀝青紅外光譜儀快速測(cè)試儀一臺(tái)。對(duì)每車進(jìn)行瀝青及時(shí)進(jìn)行瀝青紅外光譜快速掃描，同時(shí)工地試驗(yàn)室按照規(guī)范要求檢測(cè)項(xiàng)目進(jìn)行各項(xiàng)性能試驗(yàn)。

及時(shí)性測(cè)試

洛禮二級(jí)公路建設(shè)者對(duì)每一車進(jìn)場(chǎng)瀝青都進(jìn)行紅外光譜快速掃描、試驗(yàn)室瀝青各項(xiàng)指標(biāo)性能試驗(yàn)，進(jìn)行檢測(cè)雙重控制瀝青質(zhì)量。采用瀝青紅外光譜儀快速測(cè)試瀝青，從儀器的開機(jī)——預(yù)熱——打開儀器操作平臺(tái)PMNIC軟件運(yùn)行——安裝ATR附件儀器完成自檢——采集背景——沾取瀝青后到ATR附件的ZnSe水平槽——進(jìn)行樣品測(cè)試并保存樣品譜圖——與數(shù)據(jù)庫(kù)鎮(zhèn)海90號(hào)基質(zhì)瀝青標(biāo)樣譜圖進(jìn)行比對(duì)、測(cè)試完將ATR附件進(jìn)行清洗，一共需要不到十分鐘時(shí)間。如果連續(xù)進(jìn)行樣品測(cè)試，僅用1分鐘時(shí)間就能檢測(cè)一個(gè)瀝青樣品，快速準(zhǔn)確的判斷基質(zhì)瀝青品牌，篩選不合格或混兌瀝青。

工地試驗(yàn)室做瀝青常規(guī)三大指標(biāo)試驗(yàn)(瀝青針人度、瀝青延度、瀝青軟化點(diǎn))、瀝青老化旋轉(zhuǎn)薄膜加熱試驗(yàn)(浙青的質(zhì)量損失、老化后計(jì)人度試驗(yàn)、老化后延度試驗(yàn))等試驗(yàn)，從瀝青加熱——澆模——冷卻——養(yǎng)生——試驗(yàn)，做完一套試驗(yàn)基本上需要8小時(shí)至10小時(shí)左右，還不包括清洗試模的時(shí)間。

與工地試驗(yàn)室瀝青試驗(yàn)測(cè)試比較，很明顯紅外光譜儀快速檢測(cè)瀝青及時(shí)性較高。

穩(wěn)定性測(cè)試

紅外光譜儀在電壓穩(wěn)定，室溫為21±5℃左右、濕度＜65%的基本工作環(huán)境中，將加熱的刮刀插入瀝青中約1cm至2cm，只需確保在ATR附件的ZnSe晶體槽上均勻的涂滿瀝青。操作人員測(cè)試的瀝青譜圖，譜圖復(fù)現(xiàn)性非常好，證明用紅外光譜表征瀝青，數(shù)據(jù)可靠，不同操作對(duì)試驗(yàn)結(jié)果沒有影響。

相比瀝青國(guó)標(biāo)試驗(yàn)，如瀝青針入度試驗(yàn)中冷卻時(shí)間、人為誤差、試驗(yàn)溫度等影響諸多，比如冷卻時(shí)間太短或太長(zhǎng)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果都會(huì)有影響；試驗(yàn)人員在針入度試驗(yàn)過程中用沾滿水的手扶試桿水會(huì)進(jìn)入試桿，在標(biāo)準(zhǔn)針落下時(shí)會(huì)形成阻力影響試驗(yàn)結(jié)果……這些不穩(wěn)定因素多對(duì)檢測(cè)結(jié)果影響較大。

兩種檢測(cè)方法相比較，紅外光譜儀快速檢測(cè)瀝青檢測(cè)結(jié)果穩(wěn)定性好。

測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確性分析

洛禮二級(jí)公路公路在施工檢測(cè)過程中，紅外光譜快速掃描結(jié)果譜圖不相符有兩種情況。

第一種情況，譜圖與標(biāo)樣瀝青譜圖不相符，譜圖顯示兩種瀝青輕質(zhì)組分吸收峰差異明顯，譜圖不符異常瀝青的輕質(zhì)組分，包括飽和酚和芳香酚的含量明顯比標(biāo)樣瀝青大，推測(cè)該瀝青有被輕質(zhì)組分調(diào)和過，且粘度變小、質(zhì)量損失變大。國(guó)標(biāo)數(shù)據(jù)測(cè)試，90號(hào)基質(zhì)瀝青針入度規(guī)定值為80至100，實(shí)測(cè)值為120。瀝青針入度大，瀝青的彈性相應(yīng)小，軟化點(diǎn)低，粘度小，如用于施工中會(huì)導(dǎo)致瀝青路面壓實(shí)度上不去達(dá)不到規(guī)范及設(shè)計(jì)要求；因針入度大的瀝青在卸人瀝青罐后高溫儲(chǔ)存一定時(shí)間，再加上拌和樓溫度高瀝青容易老化。瀝青是個(gè)彈性物質(zhì)，彈性有回復(fù)階段，針入度大的瀝青溫度升高瀝青很軟，導(dǎo)致碾壓不密實(shí)；瀝青老化后會(huì)失去彈性，承重后瀝青就會(huì)脫落，影響瀝青路面工程質(zhì)量，造成公路瀝青路面的早期損害，增加養(yǎng)護(hù)費(fèi)用。

第二種譜圖不符瀝青譜圖，異常瀝青譜圖完全與標(biāo)樣瀝青譜圖不符，有克煉(克拉瑪依石化)瀝青的特征吸收峰，確定為克煉瀝青?？藷挒r青各項(xiàng)性能指標(biāo)都優(yōu)于鎮(zhèn)海瀝青，但是配合比不同，影響瀝青路面的修筑質(zhì)量?？梢?，通過紅外光譜技術(shù)，可以快速鑒別常規(guī)國(guó)標(biāo)檢測(cè)不能區(qū)分的瀝青。

通過對(duì)瀝青紅外光譜儀檢測(cè)數(shù)據(jù)的及時(shí)性、穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性和與工地試驗(yàn)室瀝青各項(xiàng)指標(biāo)性能試驗(yàn)檢測(cè)方法對(duì)比測(cè)試結(jié)果顯示，紅外光譜儀不僅具有速度快、效率高等優(yōu)點(diǎn)，而且其測(cè)試結(jié)果穩(wěn)定性較好，與工地實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)結(jié)果相比準(zhǔn)確性較高。

瀝青紅外光譜儀可以結(jié)合工地試驗(yàn)室對(duì)瀝青材料進(jìn)行更及時(shí)、準(zhǔn)確、高效的檢測(cè)。洛禮二級(jí)公路改建項(xiàng)目中，有兩次瀝青退廠情況，瀝青供應(yīng)商了解項(xiàng)目對(duì)歷青的各項(xiàng)要求和檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)后，再也沒有出現(xiàn)不合格瀝青和不屬于該品牌瀝青的現(xiàn)象發(fā)生。通過紅外光譜技術(shù)的應(yīng)用，洛禮路項(xiàng)目辦杜絕了供應(yīng)商品牌互換、混兌調(diào)和瀝青的現(xiàn)象，測(cè)試結(jié)果得到了施工單位和瀝青供應(yīng)商的一致認(rèn)可，從源頭上把好了瀝青質(zhì)量關(guān)。