Bitumin vanhenemismekanismit ja elvytysprosessien arviointi FTIR-spektroskopialla

Thumbnail Image

Files

bachelor_Hautamäki_Miila_2025.pdf (627.95 KB)

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

School of Science | Bachelor's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

Authors

Date

2025-12-22

Department

Major/Subject

Engineering Physics

Mcode

Degree programme

Bachelor's Programme in Science and Technology
Teknistieteellinen kandidaattiohjelma
Kandidatprogram i teknikvetenskap

Language

fi

Pages

33

Series

Abstract

Bitumi on asfalttipäällysteiden sideaine, jonka fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet heikkenevät ajan ja ympäristöolosuhteiden vaikutuksesta. Bitumin vanheneminen johtuu pääasiassa hapettumisesta, mikä lisää bitumin polaarisuutta ja vahvistaa asfalteenien välisiä vuorovaikutuksia. Elvyttämisen tavoitteena on palauttaa bitumin alkuperäisiä ominaisuuksia tasapainottamalla asfalteenien ja malteenien suhdetta ja vähentämällä hapettumistuotteita. Elvytetyn bitumin kemiallisia muutoksia voidaan havaita FTIR-spektroskopialla, mutta sen tarkkuus on rippuvainen näytteen valmistelusta ja tulosten tulkinnan ongelma on absorptiospektripiikkien epäselvyys ja päällekkäisyys. ATR-FTIR-tekniikka parantaa mittaustarkkuutta, mutta rajoittuu näytteen pintakerroksen analysointiin. Näiden rajoitteiden vuoksi FTIR-spektroskopioiden rinnalle tarvitaan laskennallisia menetelmiä, jotta monimutkaisten ja suurten spektridatojen tulkinta on mahdollista ja luotettavampaa. Monimuuttuja-analyysiä hyödynnetään FTIR-datan käsittelyyn ja bitumin kemiallisten muutosten luokitteluun. Koneoppimista ja data-analytiikkaa hyödyntävät esikäsittely- ja erottelumenetelmät parantavat dataa ja löytävät näytteiden väliltä korrelaatioita. Tutkimukset ovat hyötyneet monimuuttuja-analyysin käytöstä, sillä spektridatan matemaattinen tarkastelu on parantanut tulosten laajuutta ja tarkkuutta. Yleisesti menetelmän käyttö elvytetyn bitumin tutkimisessa on vielä varhaisessa vaiheessa ja saatavilla olevat tutkimusaineistot ovat pieniä, analyysimenetelmien valintaperusteet epäyhtenäisiä ja menetelmien toistettavuus puutteellisesti raportoitua. Kirjallisuuskatsauksen perusteella monimuuttuja-analyysillä on potentiaalia selittää elvytetyn bitumin monimutkaisia absorptiospektrejä, mutta tämänhetkinen tutkimusaineisto ei kata riitävästi erilaisia elvytin- ja bitumilaatuja. Tutkimuksissa käytettyjen analyysimenetelmien välille tarvitaan yhtenäisempiä käytäntöjä ja mahdollisia epäoptimaalisia menetelmiä pitäisi pysytyä välttämään tehokkaammin.

Description

Supervisor

Martikainen, Jani-Petri

Thesis advisor

Schmidt, Jarno

Keywords

bitumi, vanheneminen, elvyttäminen, FTIR, ATR-FTIR, monimuuttuja-analyysi

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-202512309696

Collections

[kand] Perustieteiden korkeakoulu / SCI