一种沥青及沥青改性添加剂的检测方法技术

本发明专利技术公开一种沥青及沥青改性添加剂的检测方法，其包括：扫描步骤；模型库建立步骤；推荐阈值生成步骤：采用一阶交互验证法来计算每一个样品模型库中的推荐阈值；待检测样品扫描步骤：对待检测的沥青样本和/或沥青改性添加剂样本进行红外光谱扫描；比较步骤：选择一个样品模型库，计算待检测的样本的红外光谱与所选择的样品模型库之间形成的空间夹角，将该空间夹角与所选择的样品模型库中的推荐阈值进行比较；判断步骤：如果空间夹角小于推荐阈值，则确定所述待检测的沥青样本和/或沥青改性添加剂样本为合格。本发明专利技术所涉及的方法具有检测速度快、结果可信度高、操作简单等优点。

A Detection Method for Asphalt and Asphalt Modified Additives

【技术实现步骤摘要】
一种沥青及沥青改性添加剂的检测方法
本专利技术涉及一种检测方法，特别涉及一种公路工程沥青及沥青改性添加剂的检测方法。
技术介绍
公路工程沥青及沥青改性添加剂作为石油副产品或石油化工混合物，存在化学成分复杂、检测评价程序繁琐、检测周期长、新产品评价困难等难题，造成这些材料的工程现场质量控制工作开展困难，原材料的有效性和工程质量保障性差。以沥青为例，沥青作为原油渣油的深加工产品，化学成分复杂，依据现有的《公路沥青路面施工技术规范》全性能指标评价涉及14个检测项目，评价周期不少于5天，工地试验室现场可检的项目一般不超过7项，且检测周期至少也需要1天以上，因此很难做到逐车检验合格后再入库的质量控制要求。所以，往往存在因为赶工期，随到随入，路面铺筑后，出现问题再铲掉重来的情况，造成巨大的浪费。近年来，公路工程用新材料层出不穷，这些材料往往没有检测规范，有些即使具有检测规范，但规范的有效性还需要进一步确认，此外施工单位往往不具备新规范规定的检测手段，工地试验室对这些新材料质量控制能力基本为零。新材料的试验段铺筑完毕后，建设单位为了保证工程质量，很少再主动使用，因此，这些新材料再进一步推广应用的难度很大。红外光谱是以波长或波数为横坐标，以强度或其他随波长变化的性质为纵坐标所得到的反映红外射线与物质相互作用的谱图。红外光谱分析是有机化合物结构鉴定中的一个重要手段，在有机结构分析，特别是官能团的鉴定方面具有重要作用。沥青或沥青改性添加剂的红外光谱采集就像指纹采集一样，将现场逐批采集到的材料红外光谱与经第三方确认质量合格的该材料采集的红外光谱进行比对，如果比对合格该批材料即可认定合格可予入库，如果比对不合格，该批材料即为可疑产品，不予入库。综上所述，如何提供一种基于红外检测方法的公路工程沥青及沥青改性添加剂的检测方法，成为本领域技术人员亟待解决的问题。公开于该专利技术
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术的一般
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
为克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种利用红外光谱来检测沥青及沥青改性添加剂的检测方法。该种沥青及沥青改性添加剂的检测方法，其可以包括：扫描步骤：扫描并收集沥青样本和/或沥青改性添加剂样本的红外光谱；模型库建立步骤：建立至少一个样品模型库并且将符合标准的样本的红外光谱存入到至少一个样品模型库中；推荐阈值生成步骤：采用一阶交互验证法来计算每一个样品模型库中的推荐阈值；待检测样品扫描步骤：对待检测的沥青样本和/或沥青改性添加剂样本进行红外光谱扫描；比较步骤：选择一个样品模型库，计算待检测的样本的红外光谱与所选择的样品模型库之间形成的空间夹角，将该空间夹角与所选择的样品模型库中的推荐阈值进行比较；判断步骤：如果空间夹角小于推荐阈值，则确定所述待检测的沥青样本和/或沥青改性添加剂样本为合格。优选地，所述一阶交互验证法为：依次选择样品库中的每一个样品的红外光谱，计算选择的样品红外光谱与样品库中剩余的样本所形成的空间夹角，选择最大的空间夹角作为推荐阈值。更优选地，所述空间夹角的计算方法为：将窗口以预定的宽度和步长移动，利用空间计算方法计算移动窗口内的矢量与窗口内空间的夹角，当窗口移动到数据末端后，就得到了一系列的空间夹角值，计算这些夹角值的标准偏差，从而得到最终的夹角值。优选地，在所述扫描步骤和待检测样品扫描步骤中，其中的扫描参数为：红外波长范围650～4000cm-1，分辨率4cm-1，扫描次数32次。优选地，所述判断步骤还额外地包括：如果空间夹角小于推荐阈值，则将待检测的样本的红外光谱加入到所选择的模型库中。本专利技术的有益效果体现在：本专利技术所涉及的方法可应用于质量监督机构、工程建设单位及工程承包单位对公路工程沥青及沥青各种改性添加剂的现场质量控制及监督工作中，具有检测速度快、结果可信度高、操作简单等优点，可有效服务于沥青路面施工质量控制工作中。附图说明下文将结合附图对本专利技术的示例性实施例进行更为详细的说明。为清楚起见，不同附图中相同的部件以相同标号示出。需要说明的是，附图仅起到示意作用，其并不必然按照比例绘制。图1为本专利技术的沥青及沥青改性添加剂的检测方法的流程图。具体实施方式下面将参考所附附图对本专利技术的示例性实施例进行详细的描述。参考图1，本专利技术的一种沥青及沥青改性添加剂的检测方法，该方法包括步骤：扫描步骤S1：扫描并收集沥青样本和/或沥青改性添加剂样本的红外光谱。具体的可以采用西派特(北京)科技有限公司生产的HF-03型沥青快速分析仪器采集合格样品红外光谱。设置参数为波长范围650～4000cm-1，分辨率4cm-1，扫描次数32次。开启仪器后预热30分钟后进行测量。首先用棉签擦干净仪器晶体表面，采集背景；然后均匀涂抹沥青样品至晶体表面，样品需覆盖并紧贴晶体表面；采集样品光谱。如此重复三次，计算三次测量的标准偏差小于5‰，取三次光谱的平均值为合格样品的红外光谱。其次，模型库建立步骤S2：建立样品模型库并且将符合标准的样本的红外光谱存入到该样品模型库中，这里样品模型库可以为单一库也可以根据需要生成具有不同参数和规格的样品模型库。推荐阈值生成步骤S3：采用一阶交互验证法来计算每一个样品模型库中的推荐阈值。其中，所述一阶交互验证法为：依次选择样品库中的每一个样品的红外光谱，计算选择的样品红外光谱与样品库中剩余的样本所形成的空间夹角，选择最大的空间夹角作为推荐阈值。所述空间夹角的计算方法为：将窗口(既是在光谱中取固定数量的点数，然后进行一次移动，即为移动窗口)以预定的宽度和步长移动，利用空间计算方法计算移动窗口内的矢量与窗口内空间的夹角，当窗口移动到数据末端后，就得到了一系列的空间夹角值，计算这些夹角值的标准偏差，从而得到最终的夹角值。也就是说，该一阶交互验证法通过循环选择样本库中的每个光谱，将其看作一个矢量，计算其与库中剩余样本构成的空间夹角。最终库中的每个光谱的矢量都会有一个与库中剩余样本构成空间的夹角，选取最大的空间夹角作为推荐的阈值，之后可手动对阈值进行修改，然后保存。这里空间夹角的计算方法为改进的移动窗口空间夹角计算法，在传统的空间夹角计算中，加入了移动窗口进行更加精细的计算，窗口以一定的宽度和步长移动，通过传统的空间计算方法计算移动窗口内的矢量与窗口内空间的夹角，当窗口移动到数据末端后，就得到了一系列的空间夹角值，计算这些夹角值的标准偏差，即得到最终的夹角值。接下来，待检测样品扫描步骤S4：对待检测的沥青样本和/或沥青改性添加剂样本进行红外光谱扫描，该扫描方法可以与步骤S1中的红外扫描方法相同。比较步骤S5：选择一个样品模型库，计算待检测的样本的红外光谱与所选择的样品模型库之间形成的空间夹角，将该空间夹角与所选择的样品模型库中的推荐阈值进行比较。以及判断步骤S6：如果空间夹角小于推荐阈值，则确定所述待检测的沥青样本和/或沥青改性添加剂样本为合格。利用上面改进的移动窗口空间夹角计算法，计算采集的光谱与比对谱库的阈值，将视作一个矢量，计算该矢量与所选择比对谱库构成空间的空间夹角，然后通过与合格样品库建立时保存的阈值进行比较，从而判断采集的光谱是否合格。最后，如果空间夹角小于推荐阈值，则将待检测的样本的红外光谱加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种沥青及沥青改性添加剂的检测方法，其特征在于包括如下步骤：扫描步骤：扫描并收集沥青样本和/或沥青改性添加剂样本的红外光谱；模型库建立步骤：建立至少一个样品模型库并且将符合标准的样本的红外光谱存入到至少一个样品模型库中；推荐阈值生成步骤：采用一阶交互验证法来计算每一个样品模型库中的推荐阈值；待检测样品扫描步骤：对待检测的沥青样本和/或沥青改性添加剂样本进行红外光谱扫描；比较步骤：选择一个样品模型库，计算待检测的样本的红外光谱与所选择的样品模型库之间形成的空间夹角，将该空间夹角与所选择的样品模型库中的推荐阈值进行比较；判断步骤：如果空间夹角小于推荐阈值，则确定所述待检测的沥青样本和/或沥青改性添加剂样本为合格。

【技术特征摘要】
1.一种沥青及沥青改性添加剂的检测方法，其特征在于包括如下步骤：扫描步骤：扫描并收集沥青样本和/或沥青改性添加剂样本的红外光谱；模型库建立步骤：建立至少一个样品模型库并且将符合标准的样本的红外光谱存入到至少一个样品模型库中；推荐阈值生成步骤：采用一阶交互验证法来计算每一个样品模型库中的推荐阈值；待检测样品扫描步骤：对待检测的沥青样本和/或沥青改性添加剂样本进行红外光谱扫描；比较步骤：选择一个样品模型库，计算待检测的样本的红外光谱与所选择的样品模型库之间形成的空间夹角，将该空间夹角与所选择的样品模型库中的推荐阈值进行比较；判断步骤：如果空间夹角小于推荐阈值，则确定所述待检测的沥青样本和/或沥青改性添加剂样本为合格。2.根据权利要求1所述的沥青及沥青改性添加剂的检测方法，其特征在于：所述一阶交互验证法为：依次选择样品库中的每一个样品的红外...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵蔚，袁洪福，张洪伟，魏道新，陈景，郭朝阳，李喆，陈千婷，
申请(专利权)人：交通运输部科学研究院，北京化工大学，内蒙古自治区交通建设工程质量监督局，
类型：发明
国别省市：北京,11