瀝青質量控制新技術

1、 施工現(xiàn)場瀝青質量控制施工現(xiàn)場瀝青質量控制 124 改性瀝青質量控制技術改性瀝青質量控制技術3瀝青評價新技術瀝青評價新技術瀝青路面全過程質量控制系統(tǒng)瀝青路面全過程質量控制系統(tǒng) 瀝青質量缺陷高溫性能差粘附性差低溫性能差瀝青質量控制面臨的問題瀝青質量控制面臨的問題化學方法快速評價瀝青質量 瀝青物理力學指標檢測已經不能完全鑒別瀝青瀝青指紋識別原理瀝青指紋識別原理 紅外光譜分析技術引入到瀝青鑒定中，分子中某個振動頻率與紅外光的某一頻率的光相同時（振= 紅外光），分子就吸收此頻率光發(fā)生振動能級躍遷產生紅外吸收光譜，根據紅外譜圖的紅外特征吸收峰的位置、數目、相對強度和形狀等參數，可以推斷瀝青的組成和各組成

2、的含量。瀝青指紋識別譜圖組分差異!u油源不同u加工工藝不同確定瀝青品牌篩選混兌摻假瀝青采用衰減全反射附件（ ATR ），瀝青無須預先溶解，只需涂抹在附件上，制樣到測試只需要1min就完成衰減全反射衰減全反射(ATR)(ATR)測試原理測試原理 紅外光在晶體內表面發(fā)生全反射時,反射光強等于入射光強。事實入射角并不是全部被反射回來，而是穿透到試樣表面內一定深度后再返回表面。試樣在入射光頻率區(qū)域有選擇吸收，反射光強度減弱。 測樣視頻清洗視頻表 工程實際應用情況列表指紋識別監(jiān)查的項目包括10條高速公路以及17條二級公路，快速及時的判定了各個項目段瀝青的質量，對幫助質監(jiān)局和公路局肅清甘肅瀝青市場起到了積

3、極的作用。 高速公路項目名稱序號二級公路項目名稱序號序號1雷西高速公路10S317線臨洮至康樂至和政二級公路改建工程19尕秀至瑪曲二級公路2金武高速公路11夏河至阿木去乎機場公路20新南路3營雙高速公路12宕昌至迭部二級公路改建工程21S311線內官營至臨洮段4天定高速公路13G309線榆鋼至定遠鎮(zhèn)二級公路改建工程22洛禮路5武罐高速公路14酒泉市肅北至阿克塞二級公路工程23慶陽至鎮(zhèn)原縣城二級公路6成武高速公路15海石灣至崗子溝二級公路24涇滲路7瓜敦高速公路16G213線永靖至東鄉(xiāng)段公路改建工程25通渭縣馬營至隴西縣云田公路工程8臨合高速公路17S208線洛禮路改建工程26合作至冶力關二級公

4、路9機場高速公路18臨夏至郎木寺段維修改造工程瀝青瀝青指紋快速識別指紋快速識別軟件軟件項目依托2011-2014年全省高速公路和二級公路瀝青原材料檢查，合計對比分析瀝青3000多個，對譜圖進行對比分析建立了瀝青指紋識別庫。將瀝青數據庫導入軟件分析視頻用戶只需在軟件中調用識別儀采集的待檢測瀝青光譜，選定對應品牌的瀝青數據庫，點擊確定后軟件會將待測譜圖與相應譜圖庫中已有的標準瀝青譜進行對比，并在用戶界面顯示結果，操作簡單。 國標不合格瀝青u 為同一品牌瀝青，由于加工工藝的變動、或者運輸過程的老化導致國標不合格瀝青指紋識別技術解決案例1不合格瀝青冒充合格瀝青 u 大部分不合格瀝青都是老化指標不合格，

5、通過國標檢測可以鑒別出來u 但是不能做到車車抽檢，老化指標耗時長瀝青指紋識別技術解決案例2品牌調換瀝青u 瀝青供應商從價格差中謀取利潤u 某種品牌瀝青供應不上，用其它品牌瀝青代替瀝青指紋識別技術解決案例3 混兌調和瀝青冒充合格品牌瀝青 u 輕質油調和瀝青，對應的國標數據與標準瀝青存在差異 瀝青指紋識別技術解決案例4不合格瀝青調和改性u將不合格瀝青加入SBS、和輕質油簡單改性后，國標數據優(yōu)良u瀝青容易離析瀝青指紋識別技術解決案例3瀝青指紋識別技術解決案例5兩種品牌瀝青混兌u兩種不同品牌指標合格，價格有差異的瀝青混兌，供應商謀取差價u不同油源瀝青，容易離析，與配合比設計不符瀝青指紋識別技術解決案例

6、6膠質芳香份 利用瀝青各組分的溶解性不同，通過液固吸附色譜，是按分子極性大小進行分離。因樣品中各組分的極性強弱不同，故其對吸附劑的吸附能力不同，在選擇不同類型溶劑進行洗提時，樣品中極性最弱的組分首先流出，隨后按極性由弱到強依次分離瀝青。 試驗原理:飽和份Saturates瀝青AromaticsResins瀝青質Asphaltenes實驗方法區(qū)別和改進： 溶解瀝青質選用異辛烷正庚烷 洗脫飽和份選用正庚烷正庚烷 洗脫膠質選用甲苯：甲醇=1:1甲苯：乙醇 用布氏漏斗過濾瀝青質 用氮氣置換過的真空干燥箱回收溶劑和干燥組分 采用紫外光度計檢測組分的洗出 流量泵控制洗脫液的量和流速改進的改進的Corbet

7、t 層析裝置：a-樣品; b-增加極性的流動性溶劑;c-溶劑計量泵; d-中性氧化鋁填充的玻璃液相色譜柱;e-石英流通池; f-紫外分光光度計;g-收集流出液的量筒.試驗儀器紫外譜圖 氣相色譜是將瀝青溶解，高溫氣化后，當汽化后的瀝青被載氣帶入色譜柱中運行時，色譜柱由于固定相對各組份的吸附或溶解能力不同， 雖然載氣流速相同，各組分在色譜柱中的運行速度就不同，經過一定時間的流動后，便彼此分離，按順序離開色譜柱進入檢測器，產生的訊號經放大后，在記錄器上描繪出各組份的色譜峰。 根據出峰位置，確定組分的名稱，根據峰面積確定濃度大小。 高溫氣相色譜模擬蒸餾試驗分析基質瀝青組分高溫氣相色譜模擬蒸餾試驗分析基

8、質瀝青組分不同品牌瀝青氣相色譜比對圖 正構烷烴質量分數瀝青C44-下正構烷烴的含量明顯比異構烷烴大。三種瀝青含C44-下正構烷烴和異構烷烴的種類和含量均不相同。西石化含C44-下輕質油分比較多，含最輕油份為C17。SK不含C36和C44鏈的異構烷烴，可以以此來區(qū)別SK和鎮(zhèn)海瀝青。 異構烷烴質量分數瀝青類別含C44-正構烷烴總質量分數%含C44-異構烷烴總質量分數%含C45+組分質量分數%塔河90#0.4242.5357.04Sk90#0.0814.4385.49鎮(zhèn)海90#0.116.3983.51 SK-90#瀝青氣相色譜圖混兌組分初餾點混兌組分樣品信息檢測項目針入度（25） 軟化點延度（15

9、）粘度質量損失%殘留針入度比25殘留延度1060SK90#標樣 瀝青實測值8746.51001620.00638SK90#混兌瀝青-1實測值9746100148-0.45710SK90#混兌瀝青-2實測值8746.5100203-0.55710標 準80100441001400.8578分項評定合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格凝膠色譜（Gel Permeation Chromatography，簡稱GPC）它是一種按分子體積大小分離的液相色譜。凝膠是一種表面惰性具有一定孔徑范圍的多孔物質。當不同尺寸的樣品通過此類色譜柱時，不同體積大小的分子就得以分離。主要用于聚合物的分

10、子量大小及分子量分布檢測色譜分離原理 THF, 氯仿, DMF 示差檢測器泵進樣器色譜柱柱溫箱檢測器廢液瓶不同分子量與物理性質的相關性：uMn與流動性有關uMw與強度有關，如張力和抗沖擊力uMz與延伸和柔順性有關uMz+1與擠出膨脹有關u瀝青的D值越大，表明分子量分布較寬，分子大小差別較大。分子量分布越窄，分子性質越接近，瀝青的性質更為穩(wěn)定。 樣品GPC譜圖 不同品種瀝青GPC曲線對比通過對比不同瀝青的GPC譜圖和相對分子量可以達到區(qū)別瀝青的目的。通過相對分子量分布可以建立與瀝青性能的相關性。 施工現(xiàn)場瀝青質量控制施工現(xiàn)場瀝青質量控制 124 改性瀝青質量控制技術改性瀝青質量控制技術3瀝青指紋

11、快速識別技術瀝青指紋快速識別技術瀝青路面全過程質量控制系統(tǒng)瀝青路面全過程質量控制系統(tǒng) 瀝青指紋識別快速檢測系統(tǒng)，由便攜式瀝青指紋識別儀（以下簡稱識別儀）和瀝青紅外光譜快速識別軟件（Aisas軟件）兩部分組成。 測試系統(tǒng)軟件判定系統(tǒng)尺寸：35cm28cm26cm重量：10kg施工現(xiàn)場使用施工現(xiàn)場使用技術優(yōu)勢：技術優(yōu)勢： 組分分析數據準確 輕巧靈活便于攜帶 操作簡單采用紅外光譜分析技術，從瀝青的微觀化學組成入手，通過特定官能團的特征吸收峰確定、辨別和區(qū)分瀝青，數據真實可靠適合在移動實驗室和現(xiàn)場使用測樣；瀝青無須加熱溶化，測試到分析一個樣品只需2分鐘，特別適用于施工現(xiàn)場及時、有效的監(jiān)控瀝青質量。 測

12、試人員只需經過簡單培訓就可掌握該系統(tǒng)的相關操作 瀝青庫瀝青庫運輸車運輸車施工施工現(xiàn)場檢測現(xiàn)場檢測留樣留樣現(xiàn)場控制現(xiàn)場控制？瀝青庫瀝青庫運輸運輸快速檢測快速檢測留樣留樣規(guī)范瀝青庫要求規(guī)范瀝青庫要求建立出樣數據庫建立出樣數據庫采用采用GPSGPS定位定位并對業(yè)主開放并對業(yè)主開放指紋識別快速指紋識別快速檢測系統(tǒng)檢測系統(tǒng)規(guī)范檢測指標規(guī)范檢測指標留樣要求留樣要求留樣留樣施工施工規(guī)范瀝青出庫基本信息要求規(guī)范瀝青出庫基本信息要求基本信息 ：油品名稱存儲罐號及檢測報告生產單位分析單號提貨車輛司機姓名并簽字鉛封號裝車提貨時間：過磅員簽字全程GPS監(jiān)控可對業(yè)主開放相應窗口 （一）送檢標樣瀝青，確定使用瀝青品牌送檢

13、標樣瀝青，確定使用瀝青品牌（二）建設項目安裝瀝青指紋快速識別系統(tǒng)建設項目安裝瀝青指紋快速識別系統(tǒng) 施工單位見證取樣：監(jiān)理單位 中心實驗室（三）部署系統(tǒng)數據庫服務器部署系統(tǒng)數據庫服務器 ，實現(xiàn)數據遠程傳輸監(jiān)控，實現(xiàn)數據遠程傳輸監(jiān)控 施工現(xiàn)場瀝青質量控制施工現(xiàn)場瀝青質量控制 124 改性瀝青質量控制技術改性瀝青質量控制技術3瀝青指紋快速識別技術瀝青指紋快速識別技術瀝青路面全過程質量控制系統(tǒng)瀝青路面全過程質量控制系統(tǒng)原材料原材料生產過程生產過程SBSSBS摻量摻量留樣留樣指紋識別指紋識別黑匣子黑匣子指紋識別指紋識別 SBS SBS含量含量快速確定快速確定是否離析是否離析成品成品紅外指紋識別技術原材料

14、在線監(jiān)控基質瀝青監(jiān)控助溶劑監(jiān)控 國標數據差異大，影響改性瀝青性能 瀝青快速檢測系統(tǒng)確保使用原材料不變不同助溶劑譜圖差異 溶脹1h剪切15min剪切完攪拌1h加穩(wěn)定劑攪拌2h-3h不加穩(wěn)定劑攪拌1h 生產過程改性劑含量趨于穩(wěn)定判定： 生產過程中SBS的特征吸收峰遞增，吸收峰面積趨于恒定，判定穩(wěn)定劑發(fā)育時間足夠。紅外指紋識別技術在線監(jiān)控改性瀝青生產過程l使用雷達液位計監(jiān)測發(fā)育罐液位，通過分析液位的改變，確定改性發(fā)育時間符合設計要求;l采集溫度傳感器數據，監(jiān)測改性瀝青全過程中溫度是否符合設計要求;lSBS稱量時采集重量傳感器數據，監(jiān)測每批次發(fā)育過程SBS添加量是否符合設計要求; 改性瀝青生產改性瀝青

15、生產QCS可靠性可靠性功能功能方便性方便性l低功耗嵌入式硬件系統(tǒng)l高實時嵌入式操作系統(tǒng)(Montavista)l拌合以及改性過程原始數據的忠實Copyl支持GPRS通信、RFID檢測l支持擴展溫度檢測、液位檢測模塊l豐富的連接接口，使其接入到拌合站的過程 完全透明，對正常的工作影響幾乎為0 黑匣子控制改性瀝青生產過程 黑匣子監(jiān)控模塊“黑匣子”改性瀝青監(jiān)控界面黑匣子控制改性瀝青生產過程 紅外指紋識別技術成品改性瀝青SBS摻量測定 瀝青四組分分子結構SBS分子結構式SBS特有結構 SBS改性瀝青具有優(yōu)良的高低溫性能、抗車轍和抗疲勞性。其中SBS的含量對改性瀝青的路用性能起著決定性的作用。由于添加S

16、BS成本較高，且多采用現(xiàn)場改性的方法，因此極有必要開發(fā)一種快速、高效監(jiān)控SBS含量的方法，規(guī)范改性瀝青市場，杜絕不法商人非法牟利。紅外光譜法通過測定瀝青中SBS的特征吸收峰，可以快速確定SBS摻量。不同摻量SBS改性瀝青紅外譜圖 根據朗伯比爾定律： 吸收峰面積與物質的濃度成正比因此，SBS特征吸收峰的峰面積隨著SBS摻量的增多而增大 以不同SBS摻量下SBS特征吸收峰處的積分面積值擬合得標準曲線，R2=0.994。可以通過測試未知摻量的改性瀝青的紅外譜圖，與標準曲線對比，確定SBS摻量。圖 SBS摻量標準曲線 識別成品改性瀝青是否離析凝固狀態(tài) 熔化后上層 溶化后下層 攪拌均勻合格瀝青不合格瀝青

17、離析14.5不合格改性瀝青，凝固狀態(tài)SBS在下層，在熔化狀態(tài)SBS在最上層符合離析上層軟化點大于下層合格改性瀝青熔化前后，SBS特征吸收峰的面積變化不大，而離析不合格瀝青上下層取樣SBS吸收峰面積差異大。 施工現(xiàn)場瀝青質量控制施工現(xiàn)場瀝青質量控制 124 改性瀝青質量控制技術改性瀝青質量控制技術3瀝青指紋快速識別技術瀝青指紋快速識別技術瀝青路面全過程質量控制系統(tǒng)瀝青路面全過程質量控制系統(tǒng) 瀝青路面全過程監(jiān)控系統(tǒng)由瀝青指紋識別快速檢測系統(tǒng)、GPS定位系統(tǒng)、瀝青混合料動態(tài)質量遠程監(jiān)控系統(tǒng)（黑匣子）三部分組成，實現(xiàn)了以下四個方面的監(jiān)控指紋識別系統(tǒng)GPS系統(tǒng)黑匣子系統(tǒng) 基質瀝青品牌 改性瀝青原材料 改

18、性瀝青生產過程 改性瀝青SBS摻量 改性瀝青成品檢測 基質瀝青運輸 瀝青混合料運輸 改性瀝青生產監(jiān)控 混合料拌合站監(jiān)控界面 路面攤鋪監(jiān)控 1.1.從改性瀝青的源頭開始從改性瀝青的源頭開始 -改性瀝青原料來源的監(jiān)控改性瀝青原料來源的監(jiān)控 -改性瀝青改性瀝青SBSSBS添加量監(jiān)控添加量監(jiān)控 -改性瀝青發(fā)育過程溫度監(jiān)控改性瀝青發(fā)育過程溫度監(jiān)控 -改性瀝青產品運輸途中的監(jiān)控改性瀝青產品運輸途中的監(jiān)控2.2. 混合料拌合的監(jiān)控混合料拌合的監(jiān)控 -混合料原料來源的監(jiān)控混合料原料來源的監(jiān)控 -混合料熱料配比的監(jiān)控混合料熱料配比的監(jiān)控 -混合料油石比的監(jiān)混合料油石比的監(jiān) -混合料溫度的監(jiān)控混合料溫度的監(jiān)控 -混合料運輸途中的監(jiān)控混合料運