，甘肅省瀝青供應(yīng)市場混亂，進(jìn)人甘肅瀝青市場的廠家(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級瀝青代替A級瀝青、對達(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、以國內(nèi)瀝青充當(dāng)進(jìn)口瀝青使用、運輸過程隨意調(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，增加了后期養(yǎng)護(hù)費用。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)、快速的瀝青檢測儀器，在公路路面施工瀝青檢測中已得到一定的應(yīng)用。甘肅省省道208線(武山)洛門至禮縣二級公路項目也成功將瀝青紅外光譜檢測系統(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，并且通過軟件可自動確定未知瀝青的品牌。本文就此做一介紹，供同行參考。

瀝青紅外光譜測試系統(tǒng)及原理

甘肅省省道208線(武山)洛禮二級公路(洛門至禮縣)項目對便攜式傅里葉紅外光譜儀進(jìn)行了性能試驗。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器檢測，檢測器隨后將干涉光信號變?yōu)殡娦盘?，?jīng)由計算機(jī)采集，得到帶有樣品信息的時域干涉圖，即時域譜。由于譜圖難以辨認(rèn)，所以經(jīng)由計算機(jī)快速計算進(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，通過比對所測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?；虿粚儆谠撈放普闱?。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。

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

設(shè)備測試性能檢測

洛禮二級公路所用瀝青為中石油“東海牌”90號Ａ級鎮(zhèn)?；|(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，該項目工地中心試驗室(天水通科試驗檢測有限公司)，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)美國原裝瀝青紅外光譜儀快速測試儀一臺。對每車進(jìn)行瀝青及時進(jìn)行瀝青紅外光譜快速掃描，同時工地試驗室按照規(guī)范要求檢測項目進(jìn)行各項性能試驗。

及時性測試

洛禮二級公路建設(shè)者對每一車進(jìn)場瀝青都進(jìn)行紅外光譜快速掃描、試驗室瀝青各項指標(biāo)性能試驗，進(jìn)行檢測雙重控制瀝青質(zhì)量。采用瀝青紅外光譜儀快速測試瀝青，從儀器的開機(jī)——預(yù)熱——打開儀器操作平臺PMNIC軟件運行——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)行樣品測試并保存樣品譜圖——與數(shù)據(jù)庫鎮(zhèn)海90號基質(zhì)瀝青標(biāo)樣譜圖進(jìn)行比對、測試完將ATR附件進(jìn)行清洗，一共需要不到十分鐘時間。如果連續(xù)進(jìn)行樣品測試，僅用1分鐘時間就能檢測一個瀝青樣品，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。

工地試驗室做瀝青常規(guī)三大指標(biāo)試驗(瀝青針人度、瀝青延度、瀝青軟化點)、瀝青老化旋轉(zhuǎn)薄膜加熱試驗(浙青的質(zhì)量損失、老化后計人度試驗、老化后延度試驗)等試驗，從瀝青加熱——澆?！鋮s——養(yǎng)生——試驗，做完一套試驗基本上需要8小時至10小時左右，還不包括清洗試模的時間。

與工地試驗室瀝青試驗測試比較，很明顯紅外光譜儀快速檢測瀝青及時性較高。

穩(wěn)定性測試

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，不同操作對試驗結(jié)果沒有影響。

相比瀝青國標(biāo)試驗，如瀝青針入度試驗中冷卻時間、人為誤差、試驗溫度等影響諸多，比如冷卻時間太短或太長對試驗結(jié)果都會有影響；試驗人員在針入度試驗過程中用沾滿水的手扶試桿水會進(jìn)入試桿，在標(biāo)準(zhǔn)針落下時會形成阻力影響試驗結(jié)果……這些不穩(wěn)定因素多對檢測結(jié)果影響較大。

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

測試結(jié)果準(zhǔn)確性分析

洛禮二級公路公路在施工檢測過程中，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。國標(biāo)數(shù)據(jù)測試，90號基質(zhì)瀝青針入度規(guī)定值為80至100，實測值為120。瀝青針入度大，瀝青的彈性相應(yīng)小，軟化點低，粘度小，如用于施工中會導(dǎo)致瀝青路面壓實度上不去達(dá)不到規(guī)范及設(shè)計要求；因針入度大的瀝青在卸人瀝青罐后高溫儲存一定時間，再加上拌和樓溫度高瀝青容易老化。瀝青是個彈性物質(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；瀝青老化后會失去彈性，承重后瀝青就會脫落，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。克煉瀝青各項性能指標(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。可見，通過紅外光譜技術(shù)，可以快速鑒別常規(guī)國標(biāo)檢測不能區(qū)分的瀝青。

通過對瀝青紅外光譜儀檢測數(shù)據(jù)的及時性、穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性和與工地試驗室瀝青各項指標(biāo)性能試驗檢測方法對比測試結(jié)果顯示，紅外光譜儀不僅具有速度快、效率高等優(yōu)點，而且其測試結(jié)果穩(wěn)定性較好，與工地實驗室試驗結(jié)果相比準(zhǔn)確性較高。

瀝青紅外光譜儀可以結(jié)合工地試驗室對瀝青材料進(jìn)行更及時、準(zhǔn)確、高效的檢測。洛禮二級公路改建項目中，有兩次瀝青退廠情況，瀝青供應(yīng)商了解項目對歷青的各項要求和檢測標(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)。