基于三维荧光光谱的沥青老化行为研究

沥青在服役过程中暴露在自然环境里,受到光、热、氧等的作用,易出现老化从而引起的多种病害,如裂缝、龟裂和坑槽等,严重影响沥青混凝土路面的服役寿命。为了提高沥青混凝土路面的耐久性能,揭示沥青在老化过程中的成分与结构的变化规律,基于荧光光谱技术,从沥青的荧光猝灭现象出发,利用实验室内的紫外老化与热氧老化,针对两种不同沥青进行了老化实验,并研究了沥青在老化前后的性能和组分变化;借助荧光分光光度计采集了沥青的三维荧光光谱,并分析了沥青荧光光谱谱图的特征,获取了沥青荧光光谱的峰值强度坐标,计算了老化前后峰值坐标的偏移向量。实验结果表明,沥青避免出现荧光猝灭的理想浓度是0.1 g·L-1;沥青老化后其软化点增加,针入度与延度减小;其四组分中饱和分基本不变,芳香分减小,胶质与沥青质增加。结合三维荧光光谱发现,沥青的荧光强度峰值坐标出现了“蓝移”,且沥青组成中的芳香分的含量决定了荧光光谱峰值的偏移程度;通过向量计算表明,峰值坐标偏移的向量的模大于36时,沥青已经严重老化。通过对沥青三维荧光光谱特征值的分析,可以有效评价沥青的老化过程,对提高沥青的耐久性具有重要意义。