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，属于微生物相互作用及沥青老化。
背景技术：
1、沥青路面具有强度高、平整性好、噪音低等优势。然而在外界环境的影响下沥青路面会发生老化现象，降低路面的路用性能及使用年限。现有研究指出，沥青路面的老化本质上是由沥青老化所引起的，由于沥青长时间暴露在空气中受到温度、光照、降水等影响，其内部的化学结构、力学性能也会发生相应的变化，这些变化易造成裂缝、松散、坑槽等病害，进而使得路用性能劣化，影响路面服役寿命和耐久性。
2、目前，大多数学者的研究主要集中于光、热、氧、水对沥青老化行为的影响，认为沥青粘结料老化是由于沥青发生了一系列物理和化学反应，使得沥青本身的性质发生了较大的改变。在光、热、氧等综合作用下，沥青中的芳香分含量降低，沥青质含量增加，芳香分和胶质逐渐转变为沥青质。在沥青老化前后官能团发生变化，沥青发生氧化脱氢反应，生成不饱和碳键，而不饱和碳链和硫元素吸收氧，形成羰基和亚砜基。此外，老化对沥青宏观性能具有较大影响，使得针入度下降、软化点上升、延度下降，沥青变脆变硬，随着老化程度的加重，沥青的疲劳寿命不断下降，沥青性能的劣化导致了沥青路面耐久性变差。
3、然而，现有研究却忽视了沥青路面服役期间，微生物对沥青的老化行为。沥青是由不同分子量的碳氢化合物及其非金属衍生物组成混合物，在自然环境中存在着大量以碳氢化合物为唯一碳源和能源的微生物，如假单胞菌、黄杆菌、微球菌和分歧杆菌等属的微生物都是路面沥青分解的生物因素，它们能够在有氧和缺氧的条件下对沥青进行降解。在有氧条件下，微生物可以使用单加氧酶或双加氧酶将一个或两个氧原子整合到碳氢化合物的分子中，通过将氧气作为电子受体，碳氢化合物作为代谢电子供体，利用呼吸链将底物脱氢过程产生的电子和[h]交给氧气，最终被氧化成co2、h2o等物质。相反，在缺氧的情况下，微生物可以采用不同的降解途径和末端电子受体，例如锰、硝酸盐、硫酸盐和铁，替代分子氧，将碳氢化合物转化为ch4或nh3等物质。此外，微生物群落还可以利用其他机制来增强生物降解，如菌丝体形成、生物乳化剂和生物表面活性剂。
4、众所周知，微生物并不是独立存在的，而是与维持生态系统过程的其他微生物形成大量直接或间接、积极或消极的相互作用，即合作、共生、竞争等。各种微生物种类之间相互合作，完成一系列的转化过程。例如真菌和细菌之间可以产生协同代谢活动，产生不同酶的组合和释放，不同的细菌之间能够产生生物表面活性剂降低沥青黏度，提高其他细菌对沥青的降解能力。
5、由于沥青路面微生物群落是由相互影响的不同种类微生物组成，要想更好地明确不同种类微生物对沥青的老化行为，需要牢牢掌握微生物在生长、繁殖过程的共生、竞争、拮抗等相互作用。然而，现有研究却忽视了沥青路面服役期间，微生物对沥青的老化行为，使得我们对沥青路面不同种类微生物相互作用关系知之甚少，难以为微生物对沥青路面的分解提供理论基础，无法进一步揭示沥青路面微生物的协同老化机制。
6、因此，本发明提供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，首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，然后制备相关培养基，并将钻取的沥青路面边坡土壤进行富集、驯化，以此制备沥青路面微生物菌液，接着通过对菌液进行测序，构建微生物种类之间的相关性，采用气相色谱-质谱与紫外-可见分光光度计研究不同微生物的代谢水平和生长特性，最后通过试验仪器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，从而揭示沥青路面微生物群落相互作用关系及其对沥青的老化机制，进一步完善沥青路面老化机理。
技术实现思路
1、(1)技术问题
2、本发明目的是提供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，通过制备标准马歇尔试件与沥青路面微生物菌液，有利于模拟沥青路面微生物作用的实际状况，为沥青老化模拟提供微生物老化方案，解决沥青路面不同种类微生物相互作用难以量化、研究等问题，选用不同的试验仪器从化学组成、微观特性以及宏观性能出发，有助于全面揭示微生物对沥青的老化行为，解决研究角度单一、分析不够全面系统等问题。
3、(2)技术方案
4、为了全面揭示微生物对沥青的老化行为，解决沥青路面不同种类微生物相互作用难以量化研究以及微生物老化沥青研究角度单一、分析不够全面系统等问题。本发明提供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。本发明技术方案如下：首先称取不同规格的单级配集料与基质沥青和矿粉进行拌和，制成标准马歇尔试件，然后按照营养物质最适比例制备相应培养基，并将钻取的沥青路面边坡土壤置于沥青无机盐培养基中进行富集、驯化，以此制备沥青路面微生物菌液，接着控制工作环境条件进行相互作用及老化反应，并定期取样，通过细菌16s rdna和真菌内源转录间隔区测序，构建微生物相互作用关系，采用气相色谱-质谱与紫外-可见分光光度计分析不同微生物的代谢水平和生长特性，最后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，采用接触角试验评价沥青与集料的粘附性能，选用针入度、软化点及延度表征微生物老化对沥青宏观性能的影响。
5、(3)有益效果
6、沥青路面的老化易造成路面裂缝、松散、坑槽等病害，进而使得路用性能劣化，影响路面服役寿命和耐久性，推进沥青路面老化机理的研究，为发展抗老化技术提高沥青路面的性能具有重要意义。但是，目前大多数学者的研究主要集中于光、热、氧、水对沥青老化行为的影响，忽视了沥青路面服役期间，微生物对沥青的老化行为。
7、沥青路面路域内存在大量以碳氢化合物为唯一碳源和能源的微生物，它们之间相互作用，对沥青协同代谢，然而我们对沥青路面不同种类微生物相互作用关系知之甚少，难以为微生物对沥青路面的分解提供理论基础，无法进一步揭示沥青路面微生物的协同老化行为。本发明提供一种路域范围微生物相互作用及其对沥青老化行为的研究方法，根据本发明技术方案，制备标准马歇尔试件与沥青路面微生物菌液，模拟沥青路面微生物作用的实际状况，有利于解决沥青路面不同种类微生物相互作用难以量化和研究等问题，同时采用不同的试验仪器全面揭示微生物对沥青的老化行为，为完善沥青路面老化机理提供新的见解，同时为进一步推进抗老化技术的发展提供了理论基础，对延长沥青路面的使用寿命和耐久性具有重大意义。
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：