瀝青路面是我國的典型道路結(jié)構(gòu)形式，其中，瀝青作為膠結(jié)材料，其本身的質(zhì)量對瀝青路面的使用性能的和服役壽命有著重要的影響。并且，瀝青市場較為混亂，質(zhì)量差異巨大，常出現(xiàn)運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場的瀝青被隨意調(diào)換品牌、國內(nèi)基質(zhì)瀝青充當(dāng)進(jìn)口瀝青以及改性瀝青中SBS摻假等情況。在公路建設(shè)過程中對瀝青質(zhì)量傳統(tǒng)的檢測方法，主要采用我國現(xiàn)有傳統(tǒng)的瀝青指標(biāo)檢測體系和國際上的流變試驗方法，通過標(biāo)準(zhǔn)試驗來判定瀝青各項質(zhì)量指標(biāo)是否符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTGF40-2004）的要求。

目前，在施工現(xiàn)場常用瀝青三大指標(biāo)以及SHRP的指標(biāo)體系來檢驗瀝青質(zhì)量。這些方法存在試驗頻率高、周期長、價格昂貴、評價指標(biāo)較多、試驗結(jié)果存在一定誤差以及無法準(zhǔn)確識別性能接近或相似的瀝青等問題，導(dǎo)致檢測結(jié)果不能及時真實地反映到場瀝青的真實質(zhì)量，瀝青路面的建設(shè)質(zhì)量無法得到充分保證。

瀝青紅外光譜識別技術(shù)，是一種依據(jù)瀝青分子內(nèi)部化學(xué)官能團(tuán)的相對振動、轉(zhuǎn)動等信息來鑒別分子結(jié)構(gòu)的技術(shù)措施，具有快速無損、檢測效率高、準(zhǔn)確性好等特點。通過化學(xué)、數(shù)學(xué)、統(tǒng)計學(xué)、計算機(jī)等學(xué)科的結(jié)合，對紅外光譜的測試數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析，可得到瀝青紅外光譜圖中的特征吸收峰位置、數(shù)目、相對強(qiáng)度和形狀等參數(shù)，從而可推斷出物質(zhì)的組成和各組分的含量。

紅外光譜作為瀝青質(zhì)量快速檢測有效手段已經(jīng)得到較為廣泛的研究與應(yīng)用，主要集中在瀝青相似度分析、瀝青老化、SBS含量檢測等方面。紅外光譜分析一般分為透射分析法和反射分析法（ATR）。目前，在施工現(xiàn)場應(yīng)用較多的是單點ATR法，而《SBS改性瀝青改性劑含量測試方法紅外光譜法》（JT/T1329-2020）中采用的是透射法。因此，通過測試基質(zhì)瀝青相似度以及改性瀝青SBS含量的準(zhǔn)確性，對比分析了單點ATR法、多點ATR法以及透射法這3種方法的優(yōu)缺點。

從左到右為單點ATR附件（ZnSe晶體），多點反射ATR附件，透射附件

制樣方法

兩種ATR法制樣較為簡單，對樣品大小、形狀沒有特殊要求。其中，單點ATR法是在測試時將瀝青加熱后直接均勻涂抹在單點ATR附件（ZnSe晶體）上；多點ATR法則是將瀝青涂抹在附件晶體板上進(jìn)行測試；透射法制樣更為復(fù)雜。根據(jù)《SBS改性瀝青改性劑含量測試方法紅外光譜法》（JT/T1329-2020）要求，先制作KBr壓片，涂抹熱瀝青后再進(jìn)行試驗檢測，整個過程需耗時大約5min。透射法對環(huán)境要求高，必須保證KBr樣品處于干燥狀態(tài)，并且KBr粉末應(yīng)進(jìn)行充分研磨，確保分散成微米級的粉末。在每次數(shù)據(jù)采集完成后，用三氯乙烯對晶體進(jìn)行清洗并風(fēng)干，然后進(jìn)行下一次測試。

基質(zhì)瀝青相似度

比對基質(zhì)瀝青相似度時，用單點ATR法、多點ATR法以及透射法對基質(zhì)瀝青分別進(jìn)行4次平行試驗，以第1次試驗的紅外光譜圖為標(biāo)準(zhǔn)圖譜，用第2~4次的圖譜進(jìn)行對比，查看每種測試方法的檢測相似度平均值。3種測試方法都較為穩(wěn)定，相似度平均值在0.98以上，透射法相似度平均值*高，可達(dá)0.999591。

改性瀝青SBS含量

測試改性瀝青SBS含量時，根據(jù)《SBS改性瀝青改性劑含量測試方法紅外光譜法》（JT/T1329-2020）要求，制作5個標(biāo)準(zhǔn)樣。5個標(biāo)準(zhǔn)樣中SBS添加量分別為：1.068%、1.966%、2.960%、4.047%、5.044%。此外，采用同樣的方法制備1個待測樣，SBS添加量為1.97%。下面以透射法為例對測試過程進(jìn)行說明：（1）采用透射法測試5個標(biāo)準(zhǔn)樣的紅外光譜，具體情況如圖所示；

（2）利用化學(xué)計量軟件分別測量吸收峰966cm^-1、1377cm^-1的峰面積S966、S1377，具體如圖4所示；（3）按式A=S966/S1377計算各標(biāo)準(zhǔn)樣的吸收峰966cm^-1與吸收峰1377cm^-1的峰面積之比，并建立標(biāo)準(zhǔn)曲線；

（4）測試待測樣品。計算待測樣品紅外光譜中吸收峰966cm^-1與1377cm^-1的峰面積之比，并通過標(biāo)準(zhǔn)曲線，計算出待測樣品SBS含量。采用單點ATR法和多點ATR法，通過相同流程得出待測樣品的SBS含量，結(jié)題如表所示。根據(jù)測試結(jié)果，3種方法的標(biāo)準(zhǔn)曲線相關(guān)性好，均在0.996以上。其中，透射法測試結(jié)果為1.96887，與真實值*為接近。

總結(jié)

根據(jù)測試結(jié)果，單點ATR法是利用全反射原理來對樣品進(jìn)行測定，操作*為快捷簡便，可在施工現(xiàn)場實現(xiàn)瀝青質(zhì)量的快速鑒別，并且測試晶體不容易損壞，但單點ATR的測試能量低，譜圖噪聲反應(yīng)明顯，**度相對更低；與單點ATR法相比，多點ATR法的光路經(jīng)過了多次反射，顯著提高了紅外光譜的靈敏度，但多點ATR法所用晶體板易磨損，維修成本高；透射法得到的紅外光譜圖相似度*高，SBS含量的測試結(jié)果*接近真實值，但該方法樣品制備時間長，且對測試環(huán)境有較高要求。在施工現(xiàn)場等條件簡陋的環(huán)境，適用性不強(qiáng)。

當(dāng)需要進(jìn)行施工現(xiàn)場檢測的時候，一款結(jié)實耐用的儀器是*佳選擇。ALPHA II 是*堅固可靠的紅外光譜儀。其RockSolid^TM干涉儀無磨損，可抵抗沖擊和振動。無論測量過程中發(fā)生什么事情，得到的光譜結(jié)果是不會受到影響的。此外ALPHA II的緊湊型設(shè)計，方便攜帶到任何場景，配備移動電源，能實現(xiàn)現(xiàn)場作業(yè)。

ALPHA II 優(yōu)勢：

分析任何樣品類型

節(jié)省實驗室空間

享受免維護(hù)操作

在任何工作環(huán)境中應(yīng)用

在幾分鐘內(nèi)培訓(xùn)新用戶

為新任務(wù)做好充分準(zhǔn)備

低能耗