申请/专利权人：南京林业大学

申请日：2023-12-18

公开（公告）日：2024-04-02

公开（公告）号：CN117805005A

主分类号：G01N17/00

分类号：G01N17/00;G01N33/42;C12Q1/6869;G01N21/33;G01N21/31;G01N30/02;G01N30/72;G01N1/28

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.19#实质审查的生效;2024.04.02#公开

摘要：本发明是一种路域范围微生物相互作用及其对沥青老化行为的评价方法，属于沥青微生物老化技术领域，解决沥青路面不同种类微生物相互作用难以量化及微生物老化沥青研究角度单一、分析不够全面等问题。本发明先称取不同规格的单级配集料并与基质沥青和矿粉混合均匀，制成标准马歇尔试件；再按照最适比例制备相应培养基，并钻取沥青路面边坡土壤进行富集、驯化，制备沥青路面微生物菌液；接着对菌液进行测序，构建微生物种类之间相关性，通过试验研究菌液中不同微生物的代谢和生长特性，揭示沥青路面微生物相互作用关系；最后通过试验分析老化沥青试样的化学组成、微观特性以及宏观性能的变化特征，揭示微生物对沥青老化行为，明确沥青生物老化机理。

主权项：1.一种路域范围微生物相互作用及其对沥青老化行为的评价方法，其特征在于该方法的具体步骤如下：1称取10～20mm、5～10mm、3～5mm以及0～3mm四种不同规格的单级配集料分别为1393g、587g、807g和810g，将各种规格的集料置105℃的烘箱中烘干6h，并倒入托盘中混合均匀，将60g的基质沥青与加热的粗细集料置于170℃的拌和机中拌和，拌和1.5min后加入73g矿粉，总拌和时长为3min，将拌和好的沥青混合料制成3个标准马歇尔试件；2采用0.001gCaCl2、0.11gMnSO4、0.12gCuSO4、0.17gZnSO4、0.20gFeSO4和1000mL蒸馏水制备微量元素液，采用1gNaCl、1.5gNH4Cl、2.4gK2HPO4、0.5gMgSO4、2gKH2PO4、5g沥青、1mL微量元素液和1000mL蒸馏水制备沥青无机盐培养基，采用10g蛋白胨、3g牛肉膏、5gNaCl和1000mL蒸馏水制备营养肉汤培养基，在营养肉汤培养基中加入20g琼脂制备营养琼脂培养基；3利用取土钻分别钻取沥青路面边坡两侧路基和路堑中的土壤，将其混合均匀，称取10g土壤样品置于灭菌后的沥青无机盐培养基中，在30℃，180rmin条件下恒温培养7天，培养7天后转移1mL至新的沥青无机盐培养基中继续驯化，上述步骤重复3次，吸取最后一次培养液1mL加入营养琼脂培养基中，于30℃培养箱中涂布培养2天，然后挑选不同颜色、形状的单一菌落接种于营养肉汤培养基中进行活化、离心收集菌液，并以此作为沥青路面微生物菌液；4吸取50mL沥青路面微生物菌液加入到标准马歇尔试件中，控制工作环境在温度为30℃、湿度为70％、含氧量为20％、pH为7条件下进行相互作用及老化反应，经过0、7、14、21天后分别取出菌液底物、老化沥青及老化沥青混合料试样；5对菌液进行细菌16SrDNA和真菌内源转录间隔区测序，通过计算不同时间节点物种丰度间的斯皮尔曼spearman相关系数，构建微生物共生网络，分析不同物种之间的相互作用关系，采用气相色谱-质谱对菌液底物进行鉴定，分析不同物种对沥青的代谢水平，采用紫外-可见分光光度计对菌液进行分析，利用光密度OD600分析不同种类微生物的生长特性及活性；6测试老化沥青试样的化学组成与微观特性，采用棒薄层火焰离子化四组分法、凝胶渗透色谱和红外光谱仪揭示不同分解周期下微生物对沥青老化前后四组分含量、分子量与官能团的变化特征，采用扫描电子显微镜和原子力显微镜表征老化沥青试样的微观形貌、表面粗糙度，采用接触角试验测试沥青与集料的接触角和表面能，评价微生物相互作用下沥青与集料的粘附性能，选用针入度、软化点及延度表征老化对沥青宏观性能的影响程度，综合评价路域范围微生物对沥青老化行为。

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