用(yòng)便携式漫反射光谱仪现场检测沥青路面的老化情况

沥青路面建成之后，由于交通与沥青成分(fēn)氧化官能(néng)团化的缘故，沥青路面的质量会开始退化。一般来说，沥青路面的氧老化和挥发物(wù)衰减是沥青脆化的主要原因，从而缩短沥青路面使用(yòng)寿命。因此，评价和控制沥青路面的老化速率对于预测路面退化趋势是至关重要的，有(yǒu)助于道路管理(lǐ)机构制定总體(tǐ)的路面管理(lǐ)计划。


美國(guó)公路战略研究计划（SHRP）所研究的高性能(néng)沥青路面，即超级路面系统中介绍，在加速氧化的前后测量沥青胶结料的粘弹性参数，可(kě)以预测其老化指数和性能(néng)等级。在SHRP计划第一阶段使用(yòng)了傅里叶变换红外光谱仪来评价不同原油来源下的沥青化學(xué)组分(fēn)的差异对其粘弹性的影响。此过程需要精心制作所有(yǒu)胶结料的样本并且对多(duō)个路面钻芯取样进行抽提，以制备一个胶结料样本。不仅耗费金钱和时间，也危害环境，而像阿布森沥青回收法这样的抽提过程由于使用(yòng)了高度反应性溶剂，还可(kě)能(néng)改变样本的化學(xué)结构并导致其硬化。


多(duō)年来的研究结果表明，沥青硬度和其羰基含量之间具有(yǒu)高度的相关性。然而此前的研究并未将沥青路面的现场监控作為(wèi)目标。现在，我们使用(yòng)一种便携式漫反射傅里叶变换红外光谱仪（DRIFTS）对来自于沥青路面细小(xiǎo)的颗粒化的沥青混合料样本测定其氧化程度。直接对沥青混合料进行DRIFTS试验不会改变样本，与其他(tā)检测对象是抽提胶结料的红外技术相比，能(néng)够实际地反映老化沥青混合料的化學(xué)变化。使用(yòng)DRIFTS得到的一个典型的检测结果，显示 随着路面的老化，沥青路面在不同使用(yòng)阶段的羰基含量不断增加。


快速和安全的取样过程，结合更加迅捷的现场DRIFTS测量方法，仅需简单的培训，便可(kě)以在几分(fēn)钟内完成整个检测和分(fēn)析。这使得该方法对于道路管理(lǐ)机构和承包商(shāng)监控路面性能(néng)和沥青化學(xué)性能(néng)是很(hěn)有(yǒu)吸引力的。获取氧化数据有(yǒu)助于了解路面的退化情况，而退化情况将影响路面的使用(yòng)性能(néng)。


DRIFT可(kě)以用(yòng)来确定路面氧化的临界水平，以此作為(wèi)采取路面养护措施的临界值，在路面产生大量裂缝等破坏之前进行养护。总之，DRIFTS技术可(kě)以被道路管理(lǐ)机构采纳作為(wèi)一种非破坏性的离線(xiàn)检测方法，帮助路面工程师在路面养护计划上做出更加明智的决定。