用便攜式漫反射光譜儀檢測瀝青路面的老化情況
2015-01-28
瀝青路面建成之后，由于交通與瀝青成分氧化官能團化的緣故，瀝青路面的質量會開始退化。一般來說，瀝青路面的氧老化和揮發物衰減是瀝青脆化的主要原因，從而縮短瀝青路面使用壽命。因此，評價和控制瀝青路面的老化速率對于預測路面退化趨勢是至關重要的，有助于道路管理機構制定總體的路面管理計劃。
美國公路戰略研究計劃（SHRP）所研究的高性能瀝青路面，即超級路面系統中介紹，在加速氧化的前后測量瀝青膠結料的粘彈性參數，可以預測其老化指數和性能等級。在SHRP計劃第一階段使用了傅里葉變換紅外光譜儀來評價不同原油來源下的瀝青化學組分的差異對其粘彈性的影響。此過程需要精心制作所有膠結料的樣本并且對多個路面鉆芯取樣進行抽提，以制備一個膠結料樣本。不僅耗費金錢和時間，也危害環境，而像阿布森瀝青回收法這樣的抽提過程由于使用了高度反應性溶劑，還可能改變樣本的化學結構并導致其硬化。
多年來的研究結果表明，瀝青硬度和其羰基含量之間具有高度的相關性。然而此前的研究并未將瀝青路面的現場監控作為目標。現在，我們使用一種便攜式漫反射傅里葉變換紅外光譜儀（DRIFTS）對來自于瀝青路面細小的顆粒化的瀝青混合料樣本測定其氧化程度。直接對瀝青混合料進行DRIFTS試驗不會改變樣本，與其他檢測對象是抽提膠結料的紅外技術相比，能夠實際地反映老化瀝青混合料的化學變化。使用DRIFTS得到的一個典型的檢測結果，顯示隨著路面的老化，瀝青路面在不同使用階段的羰基含量不斷增加。
快速和安全的取樣過程，結合更加迅捷的現場DRIFTS測量方法，僅需簡單的培訓，便可以在幾分鐘內完成整個檢測和分析。這使得該方法對于道路管理機構和承包商監控路面性能和瀝青化學性能是很有吸引力的。獲取氧化數據有助于了解路面的退化情況，而退化情況將影響路面的使用性能。DRIFT可以用來確定路面氧化的臨界水平，以此作為采取路面養護措施的臨界值，在路面產生大量裂縫等破壞之前進行養護。總之，DRIFTS技術可以被道路管理機構采納作為一種非破壞性的離線檢測方法，幫助路面工程師在路面養護計劃上做出更加明智的決定。
美國公路戰略研究計劃（SHRP）所研究的高性能瀝青路面，即超級路面系統中介紹，在加速氧化的前后測量瀝青膠結料的粘彈性參數，可以預測其老化指數和性能等級。在SHRP計劃第一階段使用了傅里葉變換紅外光譜儀來評價不同原油來源下的瀝青化學組分的差異對其粘彈性的影響。此過程需要精心制作所有膠結料的樣本并且對多個路面鉆芯取樣進行抽提，以制備一個膠結料樣本。不僅耗費金錢和時間，也危害環境，而像阿布森瀝青回收法這樣的抽提過程由于使用了高度反應性溶劑，還可能改變樣本的化學結構并導致其硬化。
多年來的研究結果表明，瀝青硬度和其羰基含量之間具有高度的相關性。然而此前的研究并未將瀝青路面的現場監控作為目標。現在，我們使用一種便攜式漫反射傅里葉變換紅外光譜儀（DRIFTS）對來自于瀝青路面細小的顆粒化的瀝青混合料樣本測定其氧化程度。直接對瀝青混合料進行DRIFTS試驗不會改變樣本，與其他檢測對象是抽提膠結料的紅外技術相比，能夠實際地反映老化瀝青混合料的化學變化。使用DRIFTS得到的一個典型的檢測結果，顯示隨著路面的老化，瀝青路面在不同使用階段的羰基含量不斷增加。
快速和安全的取樣過程，結合更加迅捷的現場DRIFTS測量方法，僅需簡單的培訓，便可以在幾分鐘內完成整個檢測和分析。這使得該方法對于道路管理機構和承包商監控路面性能和瀝青化學性能是很有吸引力的。獲取氧化數據有助于了解路面的退化情況，而退化情況將影響路面的使用性能。DRIFT可以用來確定路面氧化的臨界水平，以此作為采取路面養護措施的臨界值，在路面產生大量裂縫等破壞之前進行養護。總之，DRIFTS技術可以被道路管理機構采納作為一種非破壞性的離線檢測方法，幫助路面工程師在路面養護計劃上做出更加明智的決定。
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