傅立叶红外光谱(ATR)法检测改性沥青中SBS含量的应用

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SBS改性沥青中SBS含量测试方法研究

性沥青红外光谱中９６６，６９９ｃｍ处ＳＢＳ基团特征吸收峰和８１０ｃｍ处沥青基团特征吸收峰，可作为ＳＢＳ定性和定量分析依据；单因素方差分析和多重均值比较表明，ＳＢＳ含量对６９９ｅｍ叫与
确、快速测试．
关键词：ＳＢＳ改性沥青；ＳＢＳ含量；定量测试；傅里叶变换红外光谱（ＦＴＩＲ）
中图分类号：Ｕ４１４文献标志码：Ａｄｏｉ：１０．３９６９／ｉ．ｉｓｓｎ．１００７ — ９６２９．２０１３．０１．０３４
８１０ｃｍ处特征峰吸收面积比（Ａ。。／Ａ。。）具有显著性影响，且不同ＳＢＳ含量的Ａ／Ａ值之间存在显著差异；Ａ。。／Ａ。与ＳＢＳ含量呈现良好线性关系（相关系数０．９９８３），可将Ａ。。／Ａ作为ＳＢＳ含量定量分析指标．应用傅里叶变换红外光谱（ＦＴＩＲ）技术可实现ＳＢＳ改性沥青中ＳＢＳ含量的准
ＱｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅＤｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆＳＢＳＣｏｎｔｅｎｔｉｎＳＢＳＭｏｄｉｆｉｅｄＡｓｐｈａｌｔ
ＳＵＮＤａ — ｑｕａｎ，ＺＨＡＮＧＬｉ — ｗｅＴｌ（ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＲｏａｄａｎｄＴｒａｆｆｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｏｆＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＴｏｎｇｊｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２Ｏ１８０４，Ｃｈｉｎａ）

《沥青红外光谱法相似度识别与SBS含量试验检测规程》

沥青红外光谱法相似度识别与SBS含量试验检测规程1 范围本文件规定了红外光谱法识别沥青相似度与SBS含量试验检测的仪器设备和材料、沥青相似度识别、SBS含量测试、数据处理和结果判定、检测记录和报告等要求。

本文件适用于傅里叶变换红外光谱法识别沥青相似度与测定改性沥青中SBS含量。

2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。

其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T21186 傅里叶变换红外光谱仪JTG E20 公路工程沥青及沥青混合料试验规程JTG F40 公路沥青路面施工技术规范3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。

3.1苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）styrene-butadiene-styrene copolymer一种高分子聚合物，可用作沥青改性剂。

3.2沥青相似度检测基准样品reference sample for asphalt similarity identification用于评价沥青相似度的基准道路石油沥青或SBS改性沥青样品。

注：基准样品是指供需双方共同认可的沥青样品。

3.3SBS改性沥青基准样品reference sample of SBS modified asphalt按照供应厂家生产工艺制备的SBS改性剂含量已知的SBS改性沥青样品。

3.4ATR附件attenuated total reflectance accessory用A TR（衰减全反射）技术进行红外光谱试验的晶体。

3.5基准光谱reference spectra for sample对沥青相似度基准样品进行红外光谱检测获得的红外光谱母本。

4 仪器设备和材料4.1 一般规定4.1.1 傅里叶变换红外光谱仪作业环境温度应为15℃~35℃、相对湿度不大于65%。

4.1.2 傅里叶变换红外光谱仪等仪具应经法定计量部门检校合格并在有效期内。

红外光谱分析法在沥青研究中的应用

红外光谱分析法在沥青研究中的应用作者：张兆斌来源：《中国科技纵横》2014年第10期【摘要】红外光谱分析法是鉴定有机化合物结构的重要手段，近年红外光谱成为分析石油沥青微观结构的有效方法之一。

沥青红外吸收峰的位置、数目、强度和形状等参数可以对沥青的组成和包含的官能团进行定性分析和鉴定。

由于沥青的组成十分复杂，一些官能团的特征吸收峰可能会被其他吸收峰所掩盖和影响，所以仅靠红外光谱难以得到有关沥青组成和结构的全部信息，但是红外光谱可以研究不同沥青的特性；研究沥青老化前后成分的变化，分析氧化反应机理的解析：根据特征吸收峰，确定改性沥青改性剂含量等方面已经具有广泛的应用价值。

【关键词】红外光谱分析法沥青应用1 红外光谱概述1.1 红外光谱原理当红外光照射样品时，此辐射不足以引起分子中电子能级的跃迁，但可以被分子吸收引起振动能级的跃迁，当分子中某个振动频率与红外光的某一频率的光相同时（v振=v红外光），分子就吸收此频率光发生振动能级跃迁，用仪器记录对应的吸光度的变化而得到的光谱图为红外吸收光谱[1]。

不同物质对红外辐射吸收频率不同，形成的谱带位置也不一样。

物质数量的不同，形成的谱带强度和形状也不同。

因此每个官能团，都具有特征红外吸收峰，特别是在1600-650cm-1区域内，各种化合物都有自己的特征吸收，称为指纹区。

由红外光谱仪收集红外数据，确定各种物质的红外特征吸收峰的位置、数目、相对强度和形状等参数，可推断试样物质中存在哪些基团，确定其分子结构。

1.2 傅里叶红外光谱仪傅里叶变换红外光谱仪是采集红外光谱的工具，是第三代光谱仪，它不同于色散型红外分光的原理，是基于对干涉后的红外光进行傅里叶变换的原理而开发的红外光谱仪，主要由红外光源、光阑、迈克尔逊干涉仪干涉仪（分束器、动镜、定镜）、样品室、检测器以及各种红外反射镜、激光器、控制电路板和电源组成。

迈克尔逊干涉仪是它区别于光栅扫描的最主要核心构件。

其工作原理如图1所示，由红外光源发出的红外辐射经准直镜准直后变为平行红外光束进入干涉仪，经调制后得到一束干涉光；该干涉光通过试样后成为带有试样信息的的干涉光被检测器检测，检测器将干涉光信号变为电信号，由计算机采集，得到带有试样信息的时域干涉图，即时域谱，时域谱难以辨认，经过计算机进行傅里叶变换的快速计算，将其转换成以透光率或吸收强度为纵坐标，以波束为横坐标的红外光谱图。

基于红外光谱分析的改性沥青SBS含量快速测定技术应用

基于红外光谱分析的改性沥青SBS含量快速测定技术应用摘要：沥青的性能在公路建设中对路面的质量影响巨大，而SBS改性沥青在应用过程中表现出良好的路用性能，对道路质量有着一定保证，由此广泛运用于我国高速公路建设上。

大量研究表明，SBS改性剂含量对改性沥青的各项性能起着关键影响，因此，依托湛江机场高速公路项目，采用红外光谱法快速检测改性沥青中SBS改性剂含量，确保路面沥青原材料质量。

关键词：SBS检测；红外光谱法；快速检测应用引言SBS改性沥青对比于普通沥青有着较好的抗车辙能力和低温抗裂性能[1]，因此大量运用在道路建设中，以提升道路的路面质量，而SBS改性剂含量影响了改性沥青的各项性能[2]。

因此，针对改性沥青中SBS含量进行快速检测成为项目控制改性沥青质量重要手段之一[3]。

本文依据湛江机场高速项目，对运用红外光谱快速检测改性沥青SBS含量的原理、应用及实际效果进行分析，以提高项目沥青路面质量。

1.工程概况湛江机场高速项目路面主线、枢纽、一般互通立交匝道及服务区匝道采用4厘米SMA-13+6厘米AC-20C+8厘米AC-25C沥青路面结构层，其中中上面层采用SBS改性沥青。

2.项目红外光谱快速检测应用情况2.1红外光谱分析的改性沥青SBS含量快速测定的原理红外光谱法是测定改性沥青中SBS含量的主要检测方法之一，其具有样品用量小、仪器使用简单、数据结果可靠等优点[4]，主要的测定原理是根据朗伯·比耳定律，仪器红外光源发射一束红外光照射到被测物品，其有机物因其官能团性质吸收特定波长的红外光[5]，由此得出红外光谱图。

因此，可通过测量SBS特有官能团对红外光的吸光度，也就是特征吸收峰的峰高，然后通过吸光度与特征官能团的相关关系进行深入的定量分析。

2.2原材料2.2.1 沥青项目基质沥青为壳牌70号沥青。

2.2.2 改性剂SBS改性剂为燕山石化SBS1301。

2.3改性沥青SBS含量曲线标定相关研究表明，SBS改性沥青特征官能团对965cm-1处红外光具有明显吸收反应，并且其吸光度与SBS含量呈线性正相关关系[6]。

改性沥青中SBS含量的测定红外光谱法标准》宣贯

4) 按厂家提供的配合比加入稳定剂和其它添加剂（称准至0.1 mg ），以4000 r/min～6000 r/min剪切45 min；
5) 自然冷却至室温。
警告——如果剪切速度变化，可能会产生高温液体溅射现象，危害人身安全。
c) 标样数量
不同SBS含量的标样应不少于5个。
35
6 方法与步骤
6.1.3 标样测定标样测定应按下列要求： a) 标样处理 1）将标样在恒温烘箱中加热至140 ℃～160 ℃，标样呈均匀流动、粘稠液体状时，称取约2.0 g（称准至0.1 g）置于100 mL盛样容器中； 2）待标样温度降至低于40 ℃后，加入量取的四氯化碳20 mL～30 mL；玻璃棒搅拌至没有块状物，密封，室温放置2 h～3 h。
征吸收峰面积（S966和S1377），计算两峰面积的比值（A），
以比值（A）与SBS含量建立线性标准曲线。通过对待测改性沥
青试样进行红外光谱检测、两特征峰面积测量以及比值（A）的
计算，对照标准曲线，确定试样中SBS的含量。
21
原理说明
基质沥青 SBS
SBS改性沥青
22
5 仪具与材料要求
5.1 一般规定 ➢ 5.1.1 傅里叶变换红外光谱仪工作环境为温度25 ℃±3 ℃、湿度≤65%。 ➢ 5.1.2 傅里叶变换红外光谱仪、天平、温度计等仪具应经国家计量部门标定合格并在有效期内。
公路，一级公路，以及重型车比例大、超载较多的主干线公路； ✓ 再次，SBS改性沥青加工工艺简单，成本低，来源广泛。
SBS改性沥青是目前公路工程中用量最大的改性沥青品种
3
SBS改性沥青介绍
2%SBS 含量的SBS 改性沥青荧光显微镜图
6%SBS 含量的SBS 改性沥

DB33T989-2015改性沥青中SBS含量的测定红外光谱法

1
DB33/T 989—2015 5.1.1 傅里叶变换红外光谱仪工作环境为温度 25 ℃± 3 ℃、湿度≤65%。 5.1.2 傅里叶变换红外光谱仪、天平、温度计等仪具应经国家计量部门标定合格并在有效期内。 5.2 仪具及技术要求 5.2.1 傅里叶变换红外光谱仪：分辨率不低于 0.5 cm-1，波数范围 4000 cm-1～400 cm-1。 5.2.2 高速剪切设备：不锈钢工作头，转速可任意调节，最大转速不小于 10000 r/min，处理能力 0.5 L～ 5 L。 5.2.3 恒温烘箱：工作温度为室温～250 ℃，控温精度为± 2 ℃。 5.2.4 盛样容器：可加热的、密封带盖的广口金属容器（如罐、桶等），容量 100 mL、1000 mL，各不少于 5 个。 5.2.5 天平：最大称量 200 g、精度 0.0001 g，1 台；最大称量 1000 g、精度 0.1 g，1 台。 5.2.6 水银温度计：测温范围 0 ℃～200 ℃或 0 ℃～300 ℃、分度值 1 ℃。 5.2.7 其它仪具：红外干燥灯、电热套、量筒等。 5.3 材料及要求 5.3.1 四氯化碳：分析纯。 5.3.2 溴化钾：晶体片。 6 方法与步骤 6.1 改性沥青标样制作与测定 6.1.1 标样的原料采集依据附录A要求采集制作标样的原料，标样中基质沥青、SBS改性剂及其他添加剂应与送检改性沥青试样一致。 6.1.2 标样制作标样制作应按下列要求： a) 标样中 SBS 含量按式（1）计算：
6.2.2 试样红外光谱检测用溴化钾作为红外透光窗片，按照GB/T 6040 中固体薄膜法制备试样薄膜。分别测量吸收峰966 cm 、1377 cm-1的峰面积S966、S1377，按式（2）计算A值。
-1
6.2.3 平均 A 值计算平均A值计算应按下列要求： a) 按式（4）计算 Am。

改性沥青SBS含量的红外光谱分析

改性沥青SBS含量的红外光谱分析摘要：沥青是由多种化合物组成的混合物, 主要由碳、氢两种化学元素组成, 称碳氢化合物。

苯乙烯一丁二烯一苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)或废旧轮胎胶粉等橡胶材料大量用于改善高等级沥青路面性能，为保证工程质量，准确测定改性沥青中橡胶的含量十分必要。

利用衰减全反射傅里叶变换红外光谱分析法(ATR—FTIR)对基质沥青、SBS改性沥青、胶粉改性沥青及其SBS／胶粉复合改性沥青进行分析，建立了改性沥青中SBS、胶粉含量的特征吸收峰强度的标准曲线，进而得到改性沥青中橡胶的含量。

结果表明，该方法可用于SBS、SBS／胶粉复合改性沥青中橡胶含量的测定。

关键词：SBS改性沥青；红外光谱法；SBS；胶粉引言SBS能显著改善沥青路面的抗车辙、抗开裂、抗老化性能，其中SBS的用量对沥青各方面的性能影响很大。

[1]利用透射红外光谱法，采用标准曲线法测定改性沥青中SBS的含量，即先对一系列已知SBS含量的改性沥青标准样品进行测试，建立标准曲线，在相同条件下，根据吸收峰面积，测定未知试样的SBS含量。

但该法受试样用量、样品涂抹的厚度、涂抹的均匀程度及溶剂的挥发程度影响，易造成试验误差。

利用ATR—FTIR，分别研究了改性沥青中SBS、胶粉、沥青基质的特征吸收峰，建立特征峰面积与含量的标准曲线，探索了一种测定改性沥青中SBS含量的方法。

1 试验1.1原材料。

牌号LG501，S／B质量比31／69。

胶粉：该公司耐磨胶粉材料，卡车轮胎全胎胶粉(30目)。

经热重分析胶粉成分：操作油10.4％、橡胶烃51．8％、炭黑30．1％、无机残留物7．7％。

沥青：70#基质沥青。

1.2 改性沥青的制备SBS改性沥青：称取一定量的基质沥青，快速升温到180℃、剪切30min，剪切的同时加人对应量的SBS，然后加入稳定剂搅拌发育，制得SBS改性沥青样品。

胶粉改性沥青：称取一定量的基质沥青，快速升温到190℃、剪切30 min，剪切的同时加入对应量的胶粉，然后加入稳定剂搅拌发育，制得胶粉改性沥青样品。

红外光谱法定量分析SBS改性沥青的方法研究

红外光谱法定量分析SBS改性沥青的方法研究李智;邵申申【摘要】SBS掺量是控制改性沥青质量、保证改性沥青路面路用性能的关键指标,现阶段迫切需要形成一种快速、高精度的量化检测方法.文中通过对基质沥青、SBS改性剂和SBS改性沥青红外光谱图的分析,得出966 cm-1是SBS结构中反式丁二烯的特征峰,可作为SBS定量检测的特征参数;1 377 cm-1是基质沥青特有的吸收峰,可作为标准使用;利用朗伯-比尔定律测量SBS改性沥青光谱图的特征峰,建立了A966/A1377评价指标,通过5种不同SBS掺量试验结果的线性回归分析,形成了SBS含量的检测方法,精度分析显示其相对误差较小,精确度可达1％以上.【期刊名称】《公路与汽运》【年(卷),期】2015(000)006【总页数】5页(P77-81)【关键词】公路;红外光谱;SBS改性沥青;吸光度比【作者】李智;邵申申【作者单位】华南理工大学土木与交通学院,广东广州 510640;华南理工大学土木与交通学院,广东广州 510640【正文语种】中文【中图分类】U416.217SBS改性沥青是基质沥青中加入聚合物改性剂SBS混合而成，因具有良好的高低温性能、耐久性、抗老化性能，在沥青路面中得到广泛应用。

相关研究表明，SBS改性沥青路面使用性能主要由SBS剂量决定。

因此，确保SBS改性沥青的质量，SBS用量控制是关键。

为测试SBS改性沥青中的SBS含量，BahiaH.U.、SoheeKim等以溶解-过滤方法来分析改性沥青的含量，但这仅适用于特定的改性沥青，不能普及；LoucksD.A.采用凝胶渗透色谱技术GPC分析了SBS含量，但是制备沥青方法的不同会导致测试结果的不同。

目前，国内外对红外光谱的研究基本触及物质分析和应用化学的各个领域。

为了获得一种快速、简单、精度相对较高的能满足工程质量控制的改性沥青剂量检测方法，该文运用红外光谱法，通过分析基质沥青、SBS和SBS改性沥青的红外光谱图，研究特征峰的吸光度与SBS改性剂量之间的关系，建立基于傅里叶变换红外光谱（FTIR）技术的SBS掺量检测方法。

红外光谱快速检测沥青质量的试验方法分析

黑龙江交通科技HEILONGJIANG JIAOTONG KEJINo ．2,2021(Sum No. 324)202)年第2期(总第324期)红外光谱快速检测沥青质量的试验方法分析张宗兵，戚智勇,钟佑明，高永峰,常龙博(云南建投路面工程有限公司，云南昆明954240)摘要:对红外光谱快速检测的试验流程、沥青取样方式、涂抹方式及数据采集参数等进行分析,提出红外光谱快速检测沥青质量的试验方法;并设计不同的外光测,确定出沥青加、加热温度、试验人员及短期老化对红外光测结果的。

关键词:红外光谱;采集参数;加热温度;快速检测中图分类号:U412.3文献标识码：A文章编号：108 -3383(202))02 -016)-030引言沥青路面是我国的路结构，而在沥青路面的组成中，沥青作为粘结材料，其的质对沥青路面的使用的和服役寿命有着重要的，已有的工程表明，车辙、开裂、松散等害往往是沥的质所。

对沥质有的是路面使用的手段2 沥青的组成复杂，如何对沥价与鉴别，一直是道路工程的重点和难点。

用红外光谱分析沥青的结构成为 I沥青质量的有效手段之一，红外光谱分析技术是根沥外光谱图的红外位置、数目、对强状等，推断出沥青的组成和各组分的含量。

采用红外光仪器开展沥青质量的评定2 外光法的研究，对试流程、试验条件等展开研究，分析不对检测结果的，以测结果的稳定，减少人为成的误差。

1红外光谱快速检测试验方法研究1.1 试验流程(1) 采用红外光谱仪沥青质速评定2 开红外光谱仪 2.5 h,连接仪笔电脑2 电网。

(2) 设，对背景光谱进行扫描，确定测样晶体是否干净。

(3) 加，将沥均匀的涂在ATR 测晶体表面，待沥青冷却后方可的红外光采。

(4) 根据设定的试验参数，对样品进行红外光采集2 光谱图相减2 羊品最终的吸光度图谱，通过与目的标准图对，可以识的、SBS 含量等。

改性沥青SBS含量的主要检测方法

China
改性沥青SBS含量的主要检测方法
背景介绍 FT-IR法测试PMA中SBS含量改性沥青SBS含量的化学滴定分析
孙秋健 2012.04.12 SK公路科技研究所
China
SBS是最为常用的聚合物改性剂，因其价格远远高于沥青，其掺加量的微小改变对改性沥青的最终成本有很大影响，因此需要对其实际含量进行准确测定。
SBS 含量 0% 1% 2% 3% 4% 5% 6%
m(沥青)/g 1.4 1.4 1.42 1.39 1.41 1.43 1.46
c(Na2S2O3)/mol·L-1 0.101 0.101 0.101 0.101 0.1002 0.1002 0.1002
v(Na2S2O3),ml 44.7 42.2 39.3 36.9 35.1 32.4 30.2
– 将过量的一氯化碘还原为I2以便后续滴定。
ICl+ KI = I2 + KCl
10~20ml KI水溶液
China
剧烈摇动瓶子使二者充分反应，用少量蒸馏水将瓶口和瓶塞上的溶液冲洗入瓶中，并继续搅拌3到5分钟。
低速搅拌下，在20分钟内用Na2S2O3 溶液滴定
China
2 Na2S2O3 + I2 = Na2S4O6 + 2 NaI
金光福 2012.01
China
红外光谱分析法是一种通用的光谱分析法。由于各种化合物具有其特征的红外光谱，因此可以用红外光谱对物质进行结构分析和定量分析。
• 优点：测试方便，固体上样。 • 缺点：此方法是根据标样谱图的绝对峰面积（或强度）定标，受制样
技术的干扰，如制样的均匀性和厚度，误差很大。
标准样品测试
沥青
溶入有机溶剂

红外光谱法分析SBS改性沥青的影响因素探讨

沥青９６５ｅｍ处的吸收峰的峰高具有显著的影响。根据改性沥青红外光谱中９６５ｃｍ处的
吸收峰峰高及其峰高的影响因素分析，说明红外光谱法检测改性沥青中ＳＢＳ掺量是可行的。
关键词：ＳＢＳ改性沥青ＳＢＳ掺量红外光谱图
０．０４
独山子Ｔ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ ６１Ｂ（星型结构）、中石化燕化４３０３
石
油
沥
青
２０１４年第２８卷
泰国ＩＲＰＣ９０号Ａ级沥青、中石化金陵７Ｏ号Ａ
的含量不同。因此，不同品牌、批号的基质沥青
级沥青、中石化镇海９Ｏ号Ａ级沥青，泰州５０号
Ａ级沥青。
红外光谱图中出现特征峰的位置是相同的，但是特征峰的峰高不同。
性能的唯一方法，基质沥青的种类、ＳＢＳ改性沥青制备方法、相态结构、添加剂等因素均能对改性沥青的常规性能造成显著的影响，因此采用改
探讨基质沥青的种类、ＳＢＳ种类及掺量等因素对
改性沥青中ＳＢＳ特征峰峰高的影响情况。进一
摘要：准确地测定改性沥青中ＳＢＳ的掺量对工程中控制改性沥青的质量至关重要。选取六种不同的基质沥青、五种不同的ＳＢＳ改性剂刺备改性沥青，然后对其进行红外光谱测试及
分析。通过对基质沥青、ＳＢＳ以及改性沥青红外光谱图的吸收峰分析可以得出，基质沥青的种类、ＳＢＳ的种类不同均不会对改性沥青吸收峰出现的位置造成影响。同时分析结果表明，基质沥青种类、ＳＢＳ种类均不会对９６５ｃｍ处的吸收峰峰高造成影响，而ＳＢＳ的掺量对改性

傅立叶红外光谱(atr)法检测改性沥青中sbs含量的应用

傅立叶红外光谱（ATR）法检测改性沥青中SBS含量的应用傅立叶红外光谱（ATR）法检测改性沥青中SBS含量的应用【摘要】SBS改性剂掺量对改性沥青的性能影响非常重要，本文主要介绍了傅立叶红外光谱（ATR）法检测改性沥青中SBS掺量在工程中的实际应用情况，检测结果表明傅立叶红外光谱（ATR）法测试速度快、样品需求量小、检测精确度高，满足高速公路工程对改性沥青SBS掺量的日常检测要求。

【关键词】SBS；改性沥青；改性剂掺量；红外光谱一、概况近年随着公路运输行业的发展，交通基础设施建设工程量迅猛增长。

由于交通量的日益增大，重载、超载车辆数量不断增加，使用普通沥青施工的道路已经难以满足使用要求。

目前我国大部分地区主要使用SBS对基质沥青进行改性，实践证明基质沥青改性后可明显改善沥青的高温稳定性、低温抗裂性、拉伸能力、弹性性能、内聚附着性能以及抗老化性能，从而保证沥青路面为公路交通提供安全、舒适、经济的通行条件。

SBS在加入沥青后使得沥青组分重新分配，在其内部形成一种“网状结构”，这种结构具有理想的弹性、塑性和延展性，对提高改性沥青的综合性能贡献最大，而“网状结构”的形成与SBS 掺量密切相关。

如果SBS掺量不足，会导致“网状结构”无法形成。

因此检测改性沥青中SBS掺量对高速公路沥青材料质量的控制至关重要。

但是目前国内对于SBS掺量的检测还没有统一的规范标准和试验方法，主要控制手段还是依据生产过程中现场监理每天对沥青厂生产控制室的数据设置进行检查，认真核实生产操作人员是否按照给定的配比进行生产，确实保证改性剂的掺量，并辅助以其他试验参数进行宏观的路用性能判断。

但是这无法从根本上保证SBS掺量达到工程设计要求。

二、红外光谱检测SBS掺量原理傅立叶红外光谱法常用于化合物的结构分析，它利用干涉图和光谱图之间的对应关系，通过测量干涉图和对干涉图进行傅立叶积分变换的方法来测定和研究光谱图。

20世纪60 年代初出现了衰减全反射（简称ATR）红外附件，此后ATR 技术开始应用到傅里叶变换红外光谱仪上，产生了傅里叶变换衰减全反射红外光谱仪（简称ATR-FTIR）。

基于红外光谱分析的SBS改性沥青含量现场快速检测方法的优化研究

2021年2月石油沥青PET10LEUMASPHALT第35卷第1期基于红外光谱分析的SBS改性沥青含量现场快速检测方法的优化研究半卞，輿亮，專永振，周圣杰(山东省交通科学研究院，济南250102)摘要：红外光谱技术在检测沥青含量、判定沥青种类等方面发挥积极作用，但此技术应用目前没有相关规范，且地方标准中没有明确其试验细节，各单位存在操作差异，检测结果误差大。

本研究旨在探讨红外光谱现场快速检测中的操作方法，为精准确定SBS改性沥青中SBS改性剂含量提供理论依据和技术指导。

对检测方式、标样制作以及仪器操作进行试验，建立一套完善的操作体系。

并以此为基础，达到对沥青产品质量监控的目的。

结果表明：采用剪切法制备标样，利用涂抹透射法，选择2 h的溶解时间、15倍的溶解倍数、新玻片玻片背景或旧玻片空气背景的试验条件，所得到的结果误差最小，为最优试验方案。

关键词：红外光谱SBS含量优化试验快速检测SBS是苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物，其中的嵌段比，SBS形状结构以及分子量都不尽相同，故SBS改性剂种类较多:1]。

SBS之所以应用广泛是由于其制备成的SBS改性沥青在一定摻量下兼具优越的高低温性能:2_5]，且可以降低沥青的感温性能，同时可提高抗老化性能>7]和弹性恢复性能且有较好的热储存稳定性:^11]而被广泛应用。

随着公路建设的不断开展，新建和养护公路里程不断增加，改性沥青及SBS改性剂的需求剧增，SBS改性剂成本增加，出现虚假标注SBS 含量的现象，致使路用寿命降低，后期维护费用增多。

因此公路行业引用红外光谱技术，对SBS 改性沥青进行改性剂含量识别的试验研究:12—13]。

红外光谱技术具有检测速度快、判断科学的优势，可以利用SBS中某种特征吸收峰的相对峰面积的变化确定其含量，但此方法目前没有相关规范，仅有地方标准，且标准中关于红外光谱法的沥青样品制备没有详细说明，各单位操作方法存在差异，对于SBS含量的现场快速检测存在一定误差。

红外光谱法在沥青方面的应用研究进展

红外光谱法在沥青方面的应用研究进展摘要：红外光谱分析法是鉴定有机化合物结构的重要手段，近年红外光谱成为分析石油沥青微观结构的有效方法之一。

沥青红外吸收峰的位置、数目、强度和形状等参数可以对沥青的组成和包含的官能团进行定性分析和鉴定。

关键词：红外光谱沥青官能团1.红外光谱原理将一束连续的红外光照射到物质上，会引起物质的振动－转动能级跳跃，一些特定波长的红外光会被物质吸收，红外光谱就是记录反映不同波长处的吸光度变化的曲线图。

由于各种分子都有其特定的组成和结构，这就决定其具有独特的红外吸收光谱，据此可对分子的特征吸收进行结构判别[3]。

红外光谱分析法的原理是，通过标准浓度（已知浓度）样品（称其为校正集样品）的红外光谱，以此来建立校正模型，同时通过检测标准浓度范围内的样品（称其为验证集样品），由此来验证校正模型，如果验证集样品的浓度检测结果在允许的误差范围内，则表明所建立的校正模型可用来检测未知浓度的样品[4]。

1.1 沥青定性分析采用红外光谱对物质进行定性分析主要应用在以下一些领域：（1）特定官能团与特征吸收峰的对应关系，（2）化合物定性，（3）测定带有旋光性的物质，（4）检测物质的纯净程度，（5）在线观察反应过程等。

通过对不同沥青红外光谱的红外峰值进行分析，发现大部分沥青所含有的官能团结构相似，但是其组成和含量的不同导致不同种类的沥青在物理性能上区别很大，其中壳牌-70 和双龙-70 易于被氧化，在短期加热的制备过程中就出现了 C=O 的官能团，但是对于沥青具体的结构的区分通过简单的红外图谱的峰值很难进行细分。

进一步对沥青各个官能团的含量进行比较，但是在测试时由于红外光谱受浓度影响较大，测试只能达到半定量，谱线峰面积的绝对含量比较意义不大，需要通过计算相对含量来对官能团的峰面积进行定量的分析。

改性沥青中SBS改性剂含量检测红外光谱法2020版

改性沥青中SBS改性剂含量检测红外光谱法警告—使用本标准的人员应有正规实验室工作的实践经验。

本标准并未指出所有可能的安全问题。

使用者有责任采取适当的安全和健康措施，并保证符合国家有关法规规定的条件。

1 范围本标准规定了采用红外光谱法检测改性沥青中SBS改性剂含量的术语和定义、原理、材料和仪器设备、试验环境条件要求、标定曲线、含量检测、结果判定和检测报告。

本标准适用于红外光谱法检测SBS改性沥青中SBS改性剂含量。

2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。

凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T 6040 红外光谱分析方法通则GB/T 14666 分析化学术语GB/T 21186 傅里叶变换红外光谱仪3 术语和定义GB/T 6040、GB/T 21186 和 GB/T 14666 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1SBS含量 SBS contentSBS改性沥青中SBS改性剂质量占改性沥青（基质沥青、SBS改性剂和其他添加剂）总质量的百分比。

4 原理根据 Lambert-Beer 定律，利用待测物质特征官能团在特定波长（波数）处的红外吸收强度与物质浓度的正比关系，进行改性沥青中 SBS 含量测定。

5 材料和仪器设备5.1 材料5.1.1 清洗剂。

宜采用四氯化碳等有机溶剂，不得使用酒精等含水溶剂。

5.1.2 晶体片。

溴化钾涂层。

5.1.3 其他。

石棉垫、玻璃棒、棉签、酒精棉。

5.2 仪器设备5.2.1 傅里叶变换红外光谱仪。

应满足GB/T 21186要求，波数分辨率不应低于0.5 cm -1，波数范围：400 cm -1～4000 cm -1。

5.2.2 胶体磨。

应采用高强度不锈钢动、静磨盘，最大转速不低于9000 r/min，生产能力不低于2.5 L/h。

5.2.3 烘箱。

工作温度为室温～200 ℃，控温精度为±1 ℃。

基于FTIR法的改性沥青SBS掺量检测方法研究

基于 FTIR 法的改性沥青 SBS 掺量检测方法研究苯乙烯－丁二烯－苯乙烯嵌段共聚物（SBS）改性沥青是基质沥青与聚合物改性剂SBS的共混物，因其具有高温稳定性、低温抗裂性、抗疲劳性等优良路用性能，已广泛应用于高等级公路、机场道面等工程的建设与养护。

实际工程中，改性剂SBS掺量是决定沥青路面路用性能的重要因素之一，一般情况下SBS掺量为3.5％～5％（质量分数），若掺量不足，改性沥青中SBS无法形成网状连续相，达不到预期的改性效果。

因此，准确测量改性沥青中SBS掺量，加强改性沥青生产过程中SBS掺量的监控对保证工程质量有着重要意义。

目前，国内外对改性沥青SBS掺量的测试方法主要有两大类：①通过分析改性沥青的针入度、软化点、延度、弹性恢复、运动黏度等性能指标，得出改性沥青的各项性能指标与其SBS掺量之间的相关性，如Diefenderfer等提出的弹性回复表征法，武建民等提出的多指标与SBS含量灰色关联分析法等；②根据SBS 的物理、化学特性，通过物理或化学分析测试方法，得出改性沥青中SBS含量与其理化特性之间的相关性，如荧光显微法、凝胶渗透色谱法、热失重法和化学滴定法等。

以上方法均存在精度不高、辨识困难等不足。

该文采用傅里叶变换红外光谱法（FTIR），对工程中常用的基质沥青、SBS及SBS改性沥青分别进行透射光谱分析，通过确定基质沥青、SBS的特征吸收峰，建立吸收强度比与SBS掺量之间的标准曲线，并校准验证FTIR检测方法的准确性，为SBS改性剂检测应用提供理论依据和应用基础。

关键词：SBS改性沥青；SBS掺量；傅里叶变换红外光谱法（FTIR）；检测方法前言基于傅里叶变换红外光谱法（FTIR），对基质沥青、SBS及SBS改性沥青进行了透射光谱试验分析。

研究结果表明：改性沥青红外光谱图中966cm-1处和810cm-1处的特征吸收峰可用于SBS掺量的定量分析，改性沥青中SBS掺量与A966／A810（966cm-1处与810cm-1处特征吸收峰面积比）存在明显的线性相关，相关系数可达0.995以上。