瀝青質(zhì)量控制新技術(shù)

1、 施工現(xiàn)場瀝青質(zhì)量控制施工現(xiàn)場瀝青質(zhì)量控制 124 改性瀝青質(zhì)量控制技術(shù)改性瀝青質(zhì)量控制技術(shù)3瀝青評價(jià)新技術(shù)瀝青評價(jià)新技術(shù)瀝青路面全過程質(zhì)量控制系統(tǒng)瀝青路面全過程質(zhì)量控制系統(tǒng) 瀝青質(zhì)量缺陷高溫性能差粘附性差低溫性能差瀝青質(zhì)量控制面臨的問題瀝青質(zhì)量控制面臨的問題化學(xué)方法快速評價(jià)瀝青質(zhì)量 瀝青物理力學(xué)指標(biāo)檢測已經(jīng)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(shù)引入到瀝青鑒定中，分子中某個(gè)振動頻率與紅外光的某一頻率的光相同時(shí)（振= 紅外光），分子就吸收此頻率光發(fā)生振動能級躍遷產(chǎn)生紅外吸收光譜，根據(jù)紅外譜圖的紅外特征吸收峰的位置、數(shù)目、相對強(qiáng)度和形狀等參數(shù)，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(yù)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(nèi)表面發(fā)生全反射時(shí),反射光強(qiáng)等于入射光強(qiáng)。事實(shí)入射角并不是全部被反射回來，而是穿透到試樣表面內(nèi)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(qiáng)度減弱。 測樣視頻清洗視頻表 工程實(shí)際應(yīng)用情況列表指紋識別監(jiān)查的項(xiàng)目包括10條高速公路以及17條二級公路，快速及時(shí)的判定了各個(gè)項(xiàng)目段瀝青的質(zhì)量，對幫助質(zhì)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(xiàng)目名稱序號二級公路項(xiàng)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(jī)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(nèi)官營至臨洮段4天定高速公路13G309線榆鋼至定遠(yuǎn)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(guān)二級公

4、路9機(jī)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(xiàng)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(jì)對比分析瀝青3000多個(gè)，對譜圖進(jìn)行對比分析建立了瀝青指紋識別庫。將瀝青數(shù)據(jù)庫導(dǎo)入軟件分析視頻用戶只需在軟件中調(diào)用識別儀采集的待檢測瀝青光譜，選定對應(yīng)品牌的瀝青數(shù)據(jù)庫，點(diǎn)擊確定后軟件會將待測譜圖與相應(yīng)譜圖庫中已有的標(biāo)準(zhǔn)瀝青譜進(jìn)行對比，并在用戶界面顯示結(jié)果，操作簡單。 國標(biāo)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(yùn)輸過程的老化導(dǎo)致國標(biāo)不合格瀝青指紋識別技術(shù)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(biāo)不合格，

5、通過國標(biāo)檢測可以鑒別出來u 但是不能做到車車抽檢，老化指標(biāo)耗時(shí)長瀝青指紋識別技術(shù)解決案例2品牌調(diào)換瀝青u 瀝青供應(yīng)商從價(jià)格差中謀取利潤u 某種品牌瀝青供應(yīng)不上，用其它品牌瀝青代替瀝青指紋識別技術(shù)解決案例3 混兌調(diào)和瀝青冒充合格品牌瀝青 u 輕質(zhì)油調(diào)和瀝青，對應(yīng)的國標(biāo)數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)瀝青存在差異 瀝青指紋識別技術(shù)解決案例4不合格瀝青調(diào)和改性u將不合格瀝青加入SBS、和輕質(zhì)油簡單改性后，國標(biāo)數(shù)據(jù)優(yōu)良u瀝青容易離析瀝青指紋識別技術(shù)解決案例3瀝青指紋識別技術(shù)解決案例5兩種品牌瀝青混兌u兩種不同品牌指標(biāo)合格，價(jià)格有差異的瀝青混兌，供應(yīng)商謀取差價(jià)u不同油源瀝青，容易離析，與配合比設(shè)計(jì)不符瀝青指紋識別技術(shù)解決案例

6、6膠質(zhì)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(jìn)行分離。因樣品中各組分的極性強(qiáng)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(jìn)行洗提時(shí)，樣品中極性最弱的組分首先流出，隨后按極性由弱到強(qiáng)依次分離瀝青。 試驗(yàn)原理:飽和份Saturates瀝青AromaticsResins瀝青質(zhì)Asphaltenes實(shí)驗(yàn)方法區(qū)別和改進(jìn)： 溶解瀝青質(zhì)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(zhì)選用甲苯：甲醇=1:1甲苯：乙醇 用布氏漏斗過濾瀝青質(zhì) 用氮?dú)庵脫Q過的真空干燥箱回收溶劑和干燥組分 采用紫外光度計(jì)檢測組分的洗出 流量泵控制洗脫液的量和流速改進(jìn)的改進(jìn)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(jì)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(jì);g-收集流出液的量筒.試驗(yàn)儀器紫外譜圖 氣相色譜是將瀝青溶解，高溫氣化后，當(dāng)汽化后的瀝青被載氣帶入色譜柱中運(yùn)行時(shí)，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(yùn)行速度就不同，經(jīng)過一定時(shí)間的流動后，便彼此分離，按順序離開色譜柱進(jìn)入檢測器，產(chǎn)生的訊號經(jīng)放大后，在記錄器上描繪出各組份的色譜峰。 根據(jù)出峰位置，確定組分的名稱，根據(jù)峰面積確定濃度大小。 高溫氣相色譜模擬蒸餾試驗(yàn)分析基質(zhì)瀝青組分高溫氣相色譜模擬蒸餾試驗(yàn)分析基

8、質(zhì)瀝青組分不同品牌瀝青氣相色譜比對圖 正構(gòu)烷烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)瀝青C44-下正構(gòu)烷烴的含量明顯比異構(gòu)烷烴大。三種瀝青含C44-下正構(gòu)烷烴和異構(gòu)烷烴的種類和含量均不相同。西石化含C44-下輕質(zhì)油分比較多，含最輕油份為C17。SK不含C36和C44鏈的異構(gòu)烷烴，可以以此來區(qū)別SK和鎮(zhèn)海瀝青。 異構(gòu)烷烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)瀝青類別含C44-正構(gòu)烷烴總質(zhì)量分?jǐn)?shù)%含C44-異構(gòu)烷烴總質(zhì)量分?jǐn)?shù)%含C45+組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)%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(diǎn)混兌組分樣品信息檢測項(xiàng)目針入度（25） 軟化點(diǎn)延度（15

9、）粘度質(zhì)量損失%殘留針入度比25殘留延度1060SK90#標(biāo)樣 瀝青實(shí)測值8746.51001620.00638SK90#混兌瀝青-1實(shí)測值9746100148-0.45710SK90#混兌瀝青-2實(shí)測值8746.5100203-0.55710標(biāo) 準(zhǔn)80100441001400.8578分項(xiàng)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(zhì)。當(dāng)不同尺寸的樣品通過此類色譜柱時(shí)，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(jìn)樣器色譜柱柱溫箱檢測器廢液瓶不同分子量與物理性質(zhì)的相關(guān)性：uMn與流動性有關(guān)uMw與強(qiáng)度有關(guān)，如張力和抗沖擊力uMz與延伸和柔順性有關(guān)uMz+1與擠出膨脹有關(guān)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(zhì)越接近，瀝青的性質(zhì)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(dá)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(guān)性。 施工現(xiàn)場瀝青質(zhì)量控制施工現(xiàn)場瀝青質(zhì)量控制 124 改性瀝青質(zhì)量控制技術(shù)改性瀝青質(zhì)量控制技術(shù)3瀝青指紋

11、快速識別技術(shù)瀝青指紋快速識別技術(shù)瀝青路面全過程質(zhì)量控制系統(tǒng)瀝青路面全過程質(zhì)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(shù)優(yōu)勢：技術(shù)優(yōu)勢： 組分分析數(shù)據(jù)準(zhǔn)確 輕巧靈活便于攜帶 操作簡單采用紅外光譜分析技術(shù)，從瀝青的微觀化學(xué)組成入手，通過特定官能團(tuán)的特征吸收峰確定、辨別和區(qū)分瀝青，數(shù)據(jù)真實(shí)可靠適合在移動實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場使用測樣；瀝青無須加熱溶化，測試到分析一個(gè)樣品只需2分鐘，特別適用于施工現(xiàn)場及時(shí)、有效的監(jiān)控瀝青質(zhì)量。 測

12、試人員只需經(jīng)過簡單培訓(xùn)就可掌握該系統(tǒng)的相關(guān)操作 瀝青庫瀝青庫運(yùn)輸車運(yùn)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(yùn)輸運(yùn)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(shù)據(jù)庫建立出樣數(shù)據(jù)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(biāo)規(guī)范檢測指標(biāo)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(bào)告生產(chǎn)單位分析單號提貨車輛司機(jī)姓名并簽字鉛封號裝車提貨時(shí)間：過磅員簽字全程GPS監(jiān)控可對業(yè)主開放相應(yīng)窗口 （一）送檢標(biāo)樣瀝青，確定使用瀝青品牌送檢

13、標(biāo)樣瀝青，確定使用瀝青品牌（二）建設(shè)項(xiàng)目安裝瀝青指紋快速識別系統(tǒng)建設(shè)項(xiàng)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(shí)驗(yàn)室（三）部署系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器部署系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器 ，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸監(jiān)控 施工現(xiàn)場瀝青質(zhì)量控制施工現(xiàn)場瀝青質(zhì)量控制 124 改性瀝青質(zhì)量控制技術(shù)改性瀝青質(zhì)量控制技術(shù)3瀝青指紋快速識別技術(shù)瀝青指紋快速識別技術(shù)瀝青路面全過程質(zhì)量控制系統(tǒng)瀝青路面全過程質(zhì)量控制系統(tǒng)原材料原材料生產(chǎn)過程生產(chǎn)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(shù)原材料

14、在線監(jiān)控基質(zhì)瀝青監(jiān)控助溶劑監(jiān)控 國標(biāo)數(shù)據(jù)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(chǎn)過程改性劑含量趨于穩(wěn)定判定： 生產(chǎn)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(shí)間足夠。紅外指紋識別技術(shù)在線監(jiān)控改性瀝青生產(chǎn)過程l使用雷達(dá)液位計(jì)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(shí)間符合設(shè)計(jì)要求;l采集溫度傳感器數(shù)據(jù)，監(jiān)測改性瀝青全過程中溫度是否符合設(shè)計(jì)要求;lSBS稱量時(shí)采集重量傳感器數(shù)據(jù)，監(jiān)測每批次發(fā)育過程SBS添加量是否符合設(shè)計(jì)要求; 改性瀝青生產(chǎn)改性瀝青

15、生產(chǎn)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(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)(Montavista)l拌合以及改性過程原始數(shù)據(jù)的忠實(shí)Copyl支持GPRS通信、RFID檢測l支持?jǐn)U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(chǎn)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(chǎn)過程 紅外指紋識別技術(shù)成品改性瀝青SBS摻量測定 瀝青四組分分子結(jié)構(gòu)SBS分子結(jié)構(gòu)式SBS特有結(jié)構(gòu) 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(jù)朗伯比爾定律： 吸收峰面積與物質(zhì)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(biāo)準(zhǔn)曲線，R2=0.994?？梢酝ㄟ^測試未知摻量的改性瀝青的紅外譜圖，與標(biāo)準(zhǔn)曲線對比，確定SBS摻量。圖 SBS摻量標(biāo)準(zhǔn)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(diǎn)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(zhì)量控制施工現(xiàn)場瀝青質(zhì)量控制 124 改性瀝青質(zhì)量控制技術(shù)改性瀝青質(zhì)量控制技術(shù)3瀝青指紋快速識別技術(shù)瀝青指紋快速識別技術(shù)瀝青路面全過程質(zhì)量控制系統(tǒng)瀝青路面全過程質(zhì)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(zhì)量遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)（黑匣子）三部分組成，實(shí)現(xiàn)了以下四個(gè)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(zhì)瀝青品牌 改性瀝青原材料 改

18、性瀝青生產(chǎn)過程 改性瀝青SBS摻量 改性瀝青成品檢測 基質(zhì)瀝青運(yùn)輸 瀝青混合料運(yùn)輸 改性瀝青生產(chǎn)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(chǎn)品運(yùn)輸途中的監(jiān)控改性瀝青產(chǎn)品運(yùn)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(yùn)輸途中的監(jiān)控混合料運(yùn)