概述
近年来,通过傅里叶变换红外光谱测试方法和指纹识别技术在沥青路面施工现场进行沥青质量控制已经在全国多个省份得到普及应用。在新版本的JTG E20(JTG 3410)公路工程沥青及沥青混合料试验规程和JTG F40(JTG/T 3640)公路沥青路面施工技术规范中均增加了红外光谱法的相关要求。其中,新版的施工规范要求使用红外光谱法检验道路石油沥青和聚合物改性沥青的一致性,比较进场沥青与首件样品一致性,要求一致性不小于98.5%,检验频率为1次/车或1次/2车。
基于这种现场工人操作,检测频率高,精度要求高的需求,我们在国内外众多品牌型号的红外光谱仪选择了日本岛津的IRSpirit-X便携式傅立叶变换红外光谱仪,搭配硒化锌(ZnSe)ATR多反射晶体作为硬件系统,软件系统使用我司自主开发的沥青指纹快速识别系统以及云平台。整套系统的特点在于:我们依次打开红外光谱仪主机,红外光谱仪软件,指纹识别软件,三者建立通讯后,我们即可直接使用沥青指纹快速识别系统完成所有的测试任务,成为一款“傻瓜式”试验设备,工程现场的任何工人都可快速掌握操作,而无需学习普遍非常复杂的傅里叶编号红外光谱原厂软件。同时,我公司基于多年来从事道路工程咨询技术服务的经验为用户终身提供技术支持,相比红外光谱仪的制造商,解决方案更符合沥青路面施工单位的要求。
图1:沥青指纹快速识别系统登录界面
这套沥青指纹快速识别系统具有计算机桌面安装程序,在计算机中运行,联网后可以实现指纹识别,数据上传和管理。每个用户都可以通过登录自己的账号来进行数据浏览和管理。
沥青指纹识别软件的第一个核心功能就是检测沥青的相似度。施工项目的工地试验室首先对供应商提供的沥青标准样品进行全套指标试验,然后再将检测合格的沥青样品光谱图录入系统作为标准光谱,后期每车沥青进场时进行光谱识别,并自动与标准样品光谱进行对比,根据相似度对比结果来评价供货沥青是否合格。
沥青样品的综合相似度算法是整套指纹识别软件的核心优势,这套算法由安徽中路智慧交通科技有限公司自主开发。软件通过自动识别和提取特征峰,计算测试谱图和标准谱图的峰-峰值差,并将所有的特征峰对比结果加权计算,得到综合相似度指数。
图2:指纹识别分析结果示例
沥青指纹识别软件的第二个核心功能就是检测改性剂含量。测试前,需要按照规范的要求制作5个标样分别测量其图谱,软件将自动拟合绘制CSBS-As聚合物含量-标准A值曲线。当完成标样标定后,进行改性剂含量未知的样品测试后,软件即可自动与标准曲线比对,从标准曲线上获得对应的聚合物含量。
图3:改性剂含量标定
测试结果可以生成如图4所示的测试报告,给出样品综合相似度的对比结果,改性剂的含量以及综合评价结论。同时,测试样品和标准样品的光谱对比图也会显示在报告中。测试结果可以导出为.pdf格式文件,也会储存在网络服务器中。
图4:相似度检测报告示例
云平台服务
云平台由安徽中路智慧交通科技有限公司自主开发,云平台具有光谱数据存储和远程查看功能,通过授权的账号可实现远程查看、统计分析进场沥青的合格率,便于管理人员及时掌握进场沥青质量。
图5:指纹识别测试结果的云平台管理
图6:指纹识别测试结果的云平台查看