[发明专利]一种基于三维荧光光谱的沥青老化评价方法

说明书

一种基于三维荧光光谱的沥青老化评价方法，包括以下步骤：（1）针对沥青的基本物理性能：软化点、针入度、延度进行测试；（2）将沥青按照一定浓度溶解于有机溶剂，避免出现荧光猝灭的现象；（3）将制备好的沥青溶液倒入四面透光的石英比色皿中，并放入荧光分光光度计进行三维荧光光谱扫描测试；（4）将所测得的数据传送至沥青老化评价程序，绘制荧光强度云图，并提取云图荧光强度峰值的坐标；（5）最后依据向量计算结果，获得沥青老化“蓝移”数据，推算沥青在某一时间点的老化情况。本发明提供了一种全新的路面沥青老化评价的模式，其涉及到我国交通事业的可持续发展、新型沥青老化检测开发与利用的问题。

技术领域

本发明涉及一种沥青老化的评价方法，特别是涉及一种基于三维荧光光谱的沥青老化评价方法。

背景技术

沥青路面由于具有无接缝、易维修以及行车平稳舒适、噪音低等优点，在道路工程中已经得到广泛应用。截止2016年底，我国已铺装的路面当中，沥青路面已突破100万公里。虽然中国公路建设在近十几年来取得了飞速发展，但是从公路里程和质量上依然满足不了国民经济发展的需要，仍是制约发展的瓶颈之一。良好的沥青混凝土路面路用性能及其使用寿命除了需要有合理的路面结构和材料组成设计外，对沥青性能的研究也迫切需要作进一步的提高，有关沥青的老化特性研究一直是道路建筑材料领域内的热点问题之一。沥青在贮运、加工、施工及使用过程中，由于长时间地暴露在紫外线、大气压力、温度变化等自然条件的作用下，会发生一系列的物理及化学变化，如蒸发、脱氢、缩合、氧化等。此时，沥青中除含氧官能团增多外，其他的化学组成也有变化，最后使沥青逐渐硬化、变脆、开裂，不能继续发挥其原有的粘结或密封作用，造成了老化，进而导致路面出现破坏，从而影响沥青路面的使用寿命。

与此同时，各种高度自动化和多功能的荧光分光光度计相继问世。物质的荧光光谱在材料的研究中获得更多的重视。物质受光照射时，会不同程度地吸收入射光的能量。在物质吸收入射光的过程中，光子的能量传递给物质分子，于是便发生电子从较低能级到较高能级的跃迁。这个跃迁过程仅需1飞秒(10^-15s)。分子吸收紫外和可见光谱区的辐射后，其电子能级跃迁到激发态，这种激发态的分子很不稳定，随即发生分子内或分子间的去活化过程。如果激发态的分子先以无辐射跃迁降至第一电子激发态的最低振动能级后，再以辐射跃迁的方式回到基态，则伴随发出一定波长的光，这就是荧光。能够发荧光的物质，大多为有机芳族化合物或它们与金属离子形成的配合物。

沥青是由一些极其复杂的高分子的碳氢化合物和这些碳氢化合物的非金属的衍生物所组成的混合物。我国道路沥青一般分为四种组分：沥青质、胶质、芳香分、饱和分。沥青的化学组分不是简单的混合或溶解，大多数沥青都是以胶体溶液的形式存在。按照胶体结构理论，沥青是以相对分子质量很大的沥青质为中心，在周围吸附了一些极性较大的胶质形成胶团，分散在油分中。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于三维荧光光谱的沥青老化评价方法。该方法适用于沥青混凝土中回收的沥青，也适用于未使用的沥青。首先将沥青按照一定浓度溶解于有机溶剂中，利用荧光分光光度计对沥青溶液进行三维荧光光谱扫描，即将激发波长和发射波长同时变化，测量得到的荧光强度就是三维荧光光谱。对三维荧光光谱进行矩阵转置并获取发射波长、激发波长、荧光强度的云图，取云图坐标值，通过向量计算获得沥青老化的“蓝移”数据，通过数据的变化可以评价沥青的老化进程。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种基于三维荧光光谱的沥青老化评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)针对沥青的基本物理性能：软化点、针入度、延度进行测试；

(2)将沥青按照一定浓度溶解于有机溶剂，避免出现荧光猝灭的现象；

(3)将制备好的沥青溶液倒入四面透光的石英比色皿中，并放入荧光分光光度计进行三维荧光光谱扫描测试；