引言
        近紅外光譜主要是反映C-H、O-H、N-H、S-H等化 學(xué)鍵的信息，分析范圍幾乎可覆蓋所有的有機(jī)化合物 和混合物。其獨(dú)有的優(yōu)點(diǎn)決定了其具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng) 域，包括石油及石油化工、基本有機(jī)化工、精細(xì)化工、冶 金、生命科學(xué)、制藥、醫(yī)學(xué)臨床、農(nóng)業(yè)、食品、飲料、煙草、 紡織、造紙、化妝品、質(zhì)量監(jiān)督、環(huán)境保護(hù)、高校及科研 院所等。在石化領(lǐng)域可測(cè)定油品的辛烷值、族組成、十 六烷值、閃點(diǎn)、冰點(diǎn)、凝固點(diǎn)、餾程、MTBE含量等；在農(nóng) 業(yè)領(lǐng)域可以測(cè)定谷物的蛋白質(zhì)、糖、脂肪、纖維、水分含 量等；在醫(yī)藥領(lǐng)域可以測(cè)定藥品中有效成分，組成和含 量；亦可進(jìn)行樣品的種類鑒別，如酒類和香水的真假辨 別，環(huán)保廢棄物的分檢等。 瀝青作為典型的有機(jī)混合物，用紅外光譜可以直 接對(duì)其組成結(jié)構(gòu)進(jìn)行定性和定量分析。幾年來，其在 路用瀝青方面的應(yīng)用日益廣泛，主要集中在瀝青的真 偽鑒別、SBS 改性瀝青中SBS含量的檢測(cè)、瀝青性能預(yù) 測(cè)和瀝青老化機(jī)理及再生機(jī)理分析四大類。本文著重 對(duì)這幾種研究工作的進(jìn)展情況進(jìn)行調(diào)研和梳理。

瀝青真?zhèn)舞b別
        瀝青真?zhèn)舞b別是指采用紅外光譜技術(shù)，對(duì)一個(gè)或 多個(gè)已知宏觀性能且性能合格的瀝青進(jìn)行紅外光譜檢 測(cè)，將其光譜作為標(biāo)準(zhǔn)光譜入庫(kù)，對(duì)未知樣品進(jìn)行紅外 光譜掃描，將未知樣品的紅外光譜與光譜庫(kù)中的紅外 光譜進(jìn)行比對(duì)，比對(duì)采用軟件自動(dòng)識(shí)別，以判定未知樣 品的產(chǎn)地、型號(hào)是否為之前約定來源的瀝青，從而達(dá)到 對(duì)未知瀝青真?zhèn)巫R(shí)別的目的。 上海昌吉地質(zhì)儀器有限公司收集了甘肅市場(chǎng)常見的9個(gè)品牌、不同等級(jí)的近2000種瀝青，建立了瀝青“指紋識(shí)別數(shù)據(jù)庫(kù)”，并 將所有的數(shù)據(jù)庫(kù)導(dǎo)入瀝青紅外自動(dòng)識(shí)別軟件，操作人 員只需采集譜圖，檢索數(shù)據(jù)庫(kù)，該軟件可自動(dòng)識(shí)別瀝青 品牌以及改性瀝青改性劑的摻量。
       上海昌吉公路儀器針對(duì)SBS改性瀝青提出應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)樣品與標(biāo)準(zhǔn) 樣品光譜相似度分析的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方法，結(jié)果表明，與標(biāo) 準(zhǔn)樣品的光譜相似度在閾值之內(nèi)的現(xiàn)場(chǎng)樣品，其性能 滿足技術(shù)要求，采用光譜相似度比對(duì)的方法，僅用一個(gè) 樣品也可進(jìn)行瀝青的真?zhèn)舞b別。采用上海昌吉紅外光譜瀝青智能檢測(cè)儀開展瀝青真?zhèn)蔚臋z測(cè)，該紅外光譜瀝青智能檢測(cè)系統(tǒng)，由便攜 式瀝青指紋識(shí)別儀、瀝青指紋識(shí)別快速檢測(cè)軟件、系統(tǒng) 服務(wù)器和預(yù)警系統(tǒng)四部分組成。在施工現(xiàn)場(chǎng)，識(shí)別儀 采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過軟件分析后，數(shù)據(jù)和分析結(jié)果通過網(wǎng) 絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸?shù)较到y(tǒng)服務(wù)器，可在網(wǎng)站上直接對(duì)瀝青進(jìn) 行分析監(jiān)控，若某項(xiàng)目部瀝青檢測(cè)結(jié)果異常，通過預(yù)警 短信，立刻反饋給監(jiān)管部門。
      上述研究主要分為利用瀝青的主要特征吸收峰的 形式進(jìn)行紅外光譜比對(duì)和利用瀝青的全譜圖進(jìn)行比對(duì) 兩種形式。都是通過分析未知樣品與已知樣品譜圖的 變化對(duì)比來實(shí)現(xiàn)瀝青的真?zhèn)舞b別。   

SBS改性瀝青中SBS含量檢測(cè)
        SBS含量檢測(cè)是制備不同SBS摻量的SBS改性瀝 青，采用北京北分瑞利紅外光譜儀對(duì)各種摻量的SBS改性瀝青進(jìn)行紅 外光譜掃描，通過計(jì)算特征吸收峰的峰值或面積，將其含量建立數(shù)學(xué)模型，以實(shí)現(xiàn)對(duì)未知樣品中SBS含量的定量測(cè)試。目前，國(guó)內(nèi)在這方面也開展了大量的 研究工作。上海昌吉瀝青試驗(yàn)器研究了不同品牌的基質(zhì)瀝青、不同品種及 摻量的 SBS 改性劑、不同化樣次數(shù)對(duì) SBS 改性瀝青化 學(xué)特性的影響，利用衰減全反射紅外光譜法表征組成 瀝青的各組分官能團(tuán)變化，并對(duì) SBS 改性瀝青紅外光 譜圖特征峰進(jìn)行了分析。研究表明，基質(zhì)瀝青種類、 SBS改性劑品種及摻量和化樣次數(shù)的不同均不會(huì)對(duì)改性瀝青紅外吸收峰的位置造成影響；通過A699/A1377、 A966/A1377判斷已知組成的SBS改性瀝青中SBS改性 劑摻量、基質(zhì)瀝青品牌等信息。 上海昌吉地質(zhì)儀器有限公司通過對(duì)基質(zhì)瀝青、SBS改性劑和SBS改性瀝青紅外光譜圖的分析，得出966cm-1 是SBS結(jié)構(gòu)中反 式丁二烯的特征峰，可作為SBS定量檢測(cè)的特征參數(shù)； 1377cm-1 是基質(zhì)瀝青特有的吸收峰，可作為標(biāo)準(zhǔn)使用； 利用朗伯-比爾定律測(cè)量 SBS 改性瀝青光譜圖的特征 峰，建立了A966/A1377評(píng)價(jià)指標(biāo)，通過5種不同SBS摻 量試驗(yàn)結(jié)果的線性回歸分析，形成了SBS含量的檢測(cè)方 法，精度分析顯示其相對(duì)誤差較小，精確度可達(dá) 1%以上。
        部分研究表明，通過建立SBS含量與SBS特征吸收 峰高或峰面積，或 SBS 特征吸收峰高/瀝青特征吸收峰 高的線型回歸曲線或其他數(shù)學(xué)模型，可以對(duì)SBS含量進(jìn) 行定量測(cè)定，部分研究測(cè)試精度可達(dá)1%以上。但也有 研究認(rèn)為，同一樣品平行檢測(cè)結(jié)果重現(xiàn)性差，采用紅外 光譜只宜進(jìn)行定性分析，難以達(dá)到精確的定量分析。筆 者認(rèn)可第二種研究意見，因?yàn)镾BS改性劑在瀝青中分散 的均勻性直接影響測(cè)試的準(zhǔn)確度，如果想進(jìn)行準(zhǔn)確的定 量分析，如何確保SBS在瀝青中絕對(duì)均勻的分散是一大 難題，也是該類研究不可回避的問題。

瀝青性能預(yù)測(cè)
       瀝青性能預(yù)測(cè)是指利用現(xiàn)代化學(xué)分析方法，收集大 量的瀝青樣品，將瀝青的宏觀路用性能與瀝青的紅外光譜建立數(shù)學(xué)模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)未知瀝青性能的有效預(yù)測(cè)。目前，國(guó)內(nèi)相關(guān)研究還在起步階段。

瀝青老化及再生機(jī)理分析
        瀝青老化及再生機(jī)理分析是利用紅外光譜儀對(duì)老 化前后、再生前后的瀝青進(jìn)行紅外光譜掃描，通過分析 瀝青各種氧化官能團(tuán)對(duì)應(yīng)的紅外吸收峰的變化，從微觀 角度對(duì)瀝青老化、再生進(jìn)行機(jī)理分析。目前國(guó)內(nèi)也開展 了相關(guān)研究。

結(jié)語(yǔ)
       紅外光譜檢測(cè)技術(shù)作為一種傳統(tǒng)的材料表征技 術(shù)，已經(jīng)在有機(jī)物材料領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，但其在公路工程領(lǐng)域的應(yīng)用才剛剛開始。 上述的各項(xiàng)研究表明，瀝青作為典型的有機(jī)化合 物，上海昌吉地質(zhì)儀器有限公司采用紅外光譜技術(shù)進(jìn)行瀝青的真?zhèn)舞b別、SBS含量檢測(cè)、瀝青性能快速預(yù)測(cè)和瀝青老化與再生機(jī)理研究， 具有檢測(cè)速度快、人為干擾小、自身測(cè)試精度高等優(yōu) 點(diǎn)，但其在實(shí)際應(yīng)用中存在建模數(shù)量大、不同設(shè)備間模 型傳遞困難、定量檢測(cè)為間接檢測(cè)以及對(duì)標(biāo)準(zhǔn)樣品絕 對(duì)值準(zhǔn)確度要求高等問題。因此，采用紅外光譜技術(shù) 進(jìn)行路用瀝青的質(zhì)量控制還有大量的研究難題需要相 關(guān)技術(shù)人員去逐一攻克。