常用沥青品牌识别及技术性质快速检测研究

发布时间：2020-06-05 00:49

【摘要】：沥青材料越来越多地被应用于道路工程中,其质量的优劣直接影响着整个沥青路面的耐久性和安全性,所以严格控制沥青质量非常关键。在一些工程项目中,沥青的“三大指标”能满足要求,但沥青质量在使用过程中依旧得不到保证,极有可能用低质沥青代替优质沥青。因为国内外沥青的品牌较多,导致沥青市场鱼龙混杂,而且除“三大指标”外的其他指标测试繁琐,使得在实际工作检测频率较低,沥青以次充好的现象时有发生。所以,进行沥青品牌识别研究及技术性质的简捷化检测研究具有重要意义。本文将利用红外光谱分析速度快,材料组成决定光谱构成等特点,研究红外光谱技术在沥青品牌识别及沥青技术指标简捷化预测中的应用方法。论文在分析沥青衰减全反射傅里叶红外光谱特点的基础上,建立了众多常用沥青样品技术性质数据集和红外光谱数据集。采用化学计量学方法对红外光谱做一系列处理,选择了最优预处理方法,并进行充分论证。结果表明,“扣除CO_2+选择光谱区域+基线校正+扣除异常点+对数标准化处理”是对沥青光谱进行定性定量分析时的最优光谱预处理方法。论文应用化学计量学中两种模式识别方法即主成分分析(PCA)和独立聚类簇(SIMCA)建立定性分析模型,并利用未知样品的红外光谱对所建定性分析模型的模式识别能力进行验证。结果表明,SIMCA模型的聚类效果较理想,在5%的显著水平下,各沥青间类间距离均大于1,识别率和拒绝率均高于90%,模型对未知沥青样品品牌的识别结果全部正确。由此,实现了基于沥青的红外光谱快速鉴别沥青品牌的目的。论文应用两种多元校正方法即偏最小二乘(PLS)方法和人工神经网络(ANN)方法对沥青红外光谱进行分析,并分别建立了沥青技术指标值(常规指标和流变指标值)的定量预测模型,最后利用未知样品的红外光谱对两种定量分析模型的预测能力进行验证。结果表明,针对不同的指标,两个模型对未知沥青技术指标值的预测结果均接近真实值。相较而言,采用ANN方法的建模效果和预测结果优于PLS方法的建模效果和预测结果。由此,基于所建立的模型,根据沥青的红外光谱实现了沥青技术指标值的快速检测。
【图文】：

图 2.2 傅里叶变换红外光谱仪工作系统外光谱仪光学系统原理图如图 2.3 所示。其原理大致是，分束，一束光发生透射抵达动镜，另一束发生反射抵达定镜，，射返回分束器。因动镜会在直线上做匀速运动，由此造成返差，产生干涉。干涉光通过样品池吸收样品的信息后再到达光的信息进行傅里叶变换，得到吸光度或透过率随波长或波动镜固定镜分束器M2光阑检测器

(ATR)制样技术(ATR)是一个具有棱形的晶体，它可以代替盐片和液体仪上，由此便有了衰减全反射傅里叶变换红外光谱仪nce Fourier Transform Infraredspectroscopy，简称 ATR-FT可直接将样品放于 ATR 晶体之上，实现原位定性和定、难溶和难碎的特殊样品的测试方式，弥补了压片法光谱采集方法变得更方便和快捷。基于光内反射原理而设计，若红外光入射角大于试样临光源发出的红外光先经过折射率大的晶体到达折射率小试件表面至一定深度再返回表面发生全反射。在这过程成全反射光的强度减弱，形成红外光谱图，从而获得样 工作原理图如图 2.4 所示。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U414

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 伊茹梦;;人工神经网络理论与应用[J];科技经济导刊;2015年18期

2 江霞;陈广慧;罗承源;姜喜双;;辅助量子化学计算的红外光谱课堂教学[J];韩山师范学院学报;2015年06期

3 程顺弟;陈卫东;刘雪梅;吴云华;;衰减全反射红外光谱法测定羟基硅油中的羟基含量[J];有机硅材料;2015年05期

4 黎远鹏;黄富荣;冼瑞仪;夏凯悦;汪勇;陈星旦;;衰减全反射傅里叶变换红外光谱法结合模式识别分析橄榄油中掺杂大豆油的研究[J];激光与光电子学进展;2015年03期

5 赵志刚;;红外光谱分析原理及在矿山地质中的应用浅析[J];化工管理;2015年02期

6 叶彦斐;郑源;张向荣;吴沪宁;;沥青针入度的快速检测方法研究[J];炼油与化工;2014年06期

7 杨金梅;张海明;王旭;王彩霞;秦飞飞;;红外光谱和拉曼光谱的联系和区别[J];物理与工程;2014年04期

8 李娜;袁洪福;胡爱琴;刘伟;宋春风;李效玉;宋以常;何启军;刘莎;徐晓轩;;衰减全反射红外光谱法快速测定糠醛抽出油烃族组成含量方法研究[J];光谱学与光谱分析;2014年07期

9 晁刚;;利用红外光谱试验对旧路面回收沥青进行评价的试验研究[J];中国水运(下半月);2014年05期

10 曹贵;仇小年;汝凡;;基于红外光谱的改性沥青中SBS掺量测试分析[J];中国建材科技;2013年03期

相关博士学位论文 前2条

1 王超;沥青结合料路用性能的流变学研究[D];北京工业大学;2015年

2 王金山;超分子结构LDHs材料耐老化路用沥青流变特性研究[D];武汉理工大学;2012年

相关硕士学位论文 前10条

1 唐洁琼;沥青材料的快速识别与分析方法研究[D];北京化工大学;2015年

2 陈颖;红外光谱技术结合化学计量学方法在藏药蕨麻研究中的应用[D];青海民族大学;2014年

3 张镜舒;道路沥青性能综合分析[D];长安大学;2013年

4 高妮妮;改性沥青SBS剂量快速检测方法研究[D];长安大学;2013年

5 贺孟霜;道路石油沥青结构行为与性能表征[D];长安大学;2013年

6 刘博;改性沥青中SBS含量物理检测方法研究[D];中南大学;2013年

7 喻文娟;亚致死损伤副溶血弧菌红外光谱检测技术的建立[D];上海交通大学;2013年

8 刘玲玲;应用红外光谱技术进行食用油真伪及掺伪的快速鉴定[D];北京林业大学;2012年

9 任小焕;FTIR/ATR光谱应用于甘蔗清糖浆糖蜜的快速定量分析[D];暨南大学;2010年

10 王金刚;无机微粉改性沥青制备及其改性机理研究[D];武汉理工大学;2009年

本文编号：2697237