[發明專利]一種基于三維熒光光譜的瀝青老化評價方法

有效

• 申請號: 201710682980.1
• 申請日: 2017-08-11
• 公開（公告）號: CN107462558B
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發明（設計）人: 唐寧;楊雨麗;王晴;潘文浩;陳彥文;楊凱凱;房婷;王文利;曹詩悅
• 申請（專利權）人: 沈陽建筑大學
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 沈陽之華益專利事務所有限公司 21218
• 代理人: 黃英華

一種基于三維熒光光譜的瀝青老化評價方法，包括以下步驟：（1）針對瀝青的基本物理性能：軟化點、針入度、延度進行測試；（2）將瀝青按照一定濃度溶解于有機溶劑，避免出現熒光猝滅的現象；（3）將制備好的瀝青溶液倒入四面透光的石英比色皿中，并放入熒光分光光度計進行三維熒光光譜掃描測試；（4）將所測得的數據傳送至瀝青老化評價程序，繪制熒光強度云圖，并提取云圖熒光強度峰值的坐標；（5）最后依據向量計算結果，獲得瀝青老化“藍移”數據，推算瀝青在某一時間點的老化情況。本發明提供了一種全新的路面瀝青老化評價的模式，其涉及到我國交通事業的可持續發展、新型瀝青老化檢測開發與利用的問題。

技術領域

本發明涉及一種瀝青老化的評價方法，特別是涉及一種基于三維熒光光譜的瀝青老化評價方法。

背景技術

瀝青路面由于具有無接縫、易維修以及行車平穩舒適、噪音低等優點，在道路工程中已經得到廣泛應用。截止2016年底，我國已鋪裝的路面當中，瀝青路面已突破100萬公里。雖然中國公路建設在近十幾年來取得了飛速發展，但是從公路里程和質量上依然滿足不了國民經濟發展的需要，仍是制約發展的瓶頸之一。良好的瀝青混凝土路面路用性能及其使用壽命除了需要有合理的路面結構和材料組成設計外，對瀝青性能的研究也迫切需要作進一步的提高，有關瀝青的老化特性研究一直是道路建筑材料領域內的熱點問題之一。瀝青在貯運、加工、施工及使用過程中，由于長時間地暴露在紫外線、大氣壓力、溫度變化等自然條件的作用下，會發生一系列的物理及化學變化，如蒸發、脫氫、縮合、氧化等。此時，瀝青中除含氧官能團增多外，其他的化學組成也有變化，最后使瀝青逐漸硬化、變脆、開裂，不能繼續發揮其原有的粘結或密封作用，造成了老化，進而導致路面出現破壞，從而影響瀝青路面的使用壽命。

與此同時，各種高度自動化和多功能的熒光分光光度計相繼問世。物質的熒光光譜在材料的研究中獲得更多的重視。物質受光照射時，會不同程度地吸收入射光的能量。在物質吸收入射光的過程中，光子的能量傳遞給物質分子，于是便發生電子從較低能級到較高能級的躍遷。這個躍遷過程僅需1飛秒(10^-15s)。分子吸收紫外和可見光譜區的輻射后，其電子能級躍遷到激發態，這種激發態的分子很不穩定，隨即發生分子內或分子間的去活化過程。如果激發態的分子先以無輻射躍遷降至第一電子激發態的最低振動能級后，再以輻射躍遷的方式回到基態，則伴隨發出一定波長的光，這就是熒光。能夠發熒光的物質，大多為有機芳族化合物或它們與金屬離子形成的配合物。

瀝青是由一些極其復雜的高分子的碳氫化合物和這些碳氫化合物的非金屬的衍生物所組成的混合物。我國道路瀝青一般分為四種組分：瀝青質、膠質、芳香分、飽和分。瀝青的化學組分不是簡單的混合或溶解，大多數瀝青都是以膠體溶液的形式存在。按照膠體結構理論，瀝青是以相對分子質量很大的瀝青質為中心，在周圍吸附了一些極性較大的膠質形成膠團，分散在油分中。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于三維熒光光譜的瀝青老化評價方法。該方法適用于瀝青混凝土中回收的瀝青，也適用于未使用的瀝青。首先將瀝青按照一定濃度溶解于有機溶劑中，利用熒光分光光度計對瀝青溶液進行三維熒光光譜掃描，即將激發波長和發射波長同時變化，測量得到的熒光強度就是三維熒光光譜。對三維熒光光譜進行矩陣轉置并獲取發射波長、激發波長、熒光強度的云圖，取云圖坐標值，通過向量計算獲得瀝青老化的“藍移”數據，通過數據的變化可以評價瀝青的老化進程。

為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：

一種基于三維熒光光譜的瀝青老化評價方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)針對瀝青的基本物理性能：軟化點、針入度、延度進行測試；

(2)將瀝青按照一定濃度溶解于有機溶劑，避免出現熒光猝滅的現象；

(3)將制備好的瀝青溶液倒入四面透光的石英比色皿中，并放入熒光分光光度計進行三維熒光光譜掃描測試；