【摘要】：瀝青材料越來越多地被應(yīng)用于道路工程中,其質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響著整個(gè)瀝青路面的耐久性和安全性,所以嚴(yán)格控制瀝青質(zhì)量非常關(guān)鍵。在一些工程項(xiàng)目中,瀝青的“三大指標(biāo)”能滿足要求,但瀝青質(zhì)量在使用過程中依舊得不到保證,極有可能用低質(zhì)瀝青代替優(yōu)質(zhì)瀝青。因?yàn)閲鴥?nèi)外瀝青的品牌較多,導(dǎo)致瀝青市場魚龍混雜,而且除“三大指標(biāo)”外的其他指標(biāo)測試繁瑣,使得在實(shí)際工作檢測頻率較低,瀝青以次充好的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。所以,進(jìn)行瀝青品牌識別研究及技術(shù)性質(zhì)的簡捷化檢測研究具有重要意義。本文將利用紅外光譜分析速度快,材料組成決定光譜構(gòu)成等特點(diǎn),研究紅外光譜技術(shù)在瀝青品牌識別及瀝青技術(shù)指標(biāo)簡捷化預(yù)測中的應(yīng)用方法。論文在分析瀝青衰減全反射傅里葉紅外光譜特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,建立了眾多常用瀝青樣品技術(shù)性質(zhì)數(shù)據(jù)集和紅外光譜數(shù)據(jù)集。采用化學(xué)計(jì)量學(xué)方法對紅外光譜做一系列處理,選擇了最優(yōu)預(yù)處理方法,并進(jìn)行充分論證。結(jié)果表明,“扣除CO_2+選擇光譜區(qū)域+基線校正+扣除異常點(diǎn)+對數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化處理”是對瀝青光譜進(jìn)行定性定量分析時(shí)的最優(yōu)光譜預(yù)處理方法。論文應(yīng)用化學(xué)計(jì)量學(xué)中兩種模式識別方法即主成分分析(PCA)和獨(dú)立聚類簇(SIMCA)建立定性分析模型,并利用未知樣品的紅外光譜對所建定性分析模型的模式識別能力進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果表明,SIMCA模型的聚類效果較理想,在5%的顯著水平下,各瀝青間類間距離均大于1,識別率和拒絕率均高于90%,模型對未知瀝青樣品品牌的識別結(jié)果全部正確。由此,實(shí)現(xiàn)了基于瀝青的紅外光譜快速鑒別瀝青品牌的目的。論文應(yīng)用兩種多元校正方法即偏最小二乘(PLS)方法和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)方法對瀝青紅外光譜進(jìn)行分析,并分別建立了瀝青技術(shù)指標(biāo)值(常規(guī)指標(biāo)和流變指標(biāo)值)的定量預(yù)測模型,最后利用未知樣品的紅外光譜對兩種定量分析模型的預(yù)測能力進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果表明,針對不同的指標(biāo),兩個(gè)模型對未知瀝青技術(shù)指標(biāo)值的預(yù)測結(jié)果均接近真實(shí)值。相較而言,采用ANN方法的建模效果和預(yù)測結(jié)果優(yōu)于PLS方法的建模效果和預(yù)測結(jié)果。由此,基于所建立的模型,根據(jù)瀝青的紅外光譜實(shí)現(xiàn)了瀝青技術(shù)指標(biāo)值的快速檢測。
【圖文】：

圖 2.2 傅里葉變換紅外光譜儀工作系統(tǒng)外光譜儀光學(xué)系統(tǒng)原理圖如圖 2.3 所示。其原理大致是，分束，一束光發(fā)生透射抵達(dá)動鏡，另一束發(fā)生反射抵達(dá)定鏡，，射返回分束器。因動鏡會在直線上做勻速運(yùn)動，由此造成返差，產(chǎn)生干涉。干涉光通過樣品池吸收樣品的信息后再到達(dá)光的信息進(jìn)行傅里葉變換，得到吸光度或透過率隨波長或波動鏡固定鏡分束器M2光闌檢測器

(ATR)制樣技術(shù)(ATR)是一個(gè)具有棱形的晶體，它可以代替鹽片和液體儀上，由此便有了衰減全反射傅里葉變換紅外光譜儀nce Fourier Transform Infraredspectroscopy，簡稱 ATR-FT可直接將樣品放于 ATR 晶體之上，實(shí)現(xiàn)原位定性和定、難溶和難碎的特殊樣品的測試方式，彌補(bǔ)了壓片法光譜采集方法變得更方便和快捷�；诠鈨�(nèi)反射原理而設(shè)計(jì)，若紅外光入射角大于試樣臨光源發(fā)出的紅外光先經(jīng)過折射率大的晶體到達(dá)折射率小試件表面至一定深度再返回表面發(fā)生全反射。在這過程成全反射光的強(qiáng)度減弱，形成紅外光譜圖，從而獲得樣 工作原理圖如圖 2.4 所示。
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U414

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2697237