基于正交設(shè)計(jì)的SBS改性瀝青性能影響因素分析

焦華

（陜西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院 陜西西安 710000）

前言

在SBS改性瀝青中，由于SBS與基質(zhì)瀝青相容性不夠好，故在改性時(shí)一般需要添加相容劑，同時(shí)為了提高SBS改性瀝青的存儲(chǔ)穩(wěn)定性，還需要添加穩(wěn)定劑。我們知道改性劑、相容劑、穩(wěn)定劑對改性瀝青指標(biāo)的影響程度各不相同，要同時(shí)考察這三種原料對改性瀝青性能指標(biāo)的影響水平，若進(jìn)行全面試驗(yàn)，則試驗(yàn)的規(guī)模和耗時(shí)都比較大。但是如果采用正交試驗(yàn)法的結(jié)果分析法，則可以輕松進(jìn)行。正交試驗(yàn)結(jié)果分析就是在所考察試驗(yàn)因素的全部水平中，挑選部分有代表性的水平組合進(jìn)行試驗(yàn)，通過各影響因素的實(shí)驗(yàn)結(jié)果極差分析，則可迅速找出各因素對改性瀝青性能的影響程度的大小。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)原材料

基質(zhì)瀝青：SK90#；SBS：燕山石化，1301；相容劑：上海明致有限公司，在常溫下可緩慢流動(dòng)；穩(wěn)定劑：國琳再生，為黃色粉末狀。

部分材料主要性能指標(biāo)見表1～2。

表1 SK90#瀝青基本指標(biāo)

（1）2SBS改性瀝青的制備工藝

改性瀝青制備工藝：制備過程分為三個(gè)階段：溶脹——剪切——發(fā)育；三個(gè)階段的時(shí)間分別為30min、30min、60min；三個(gè)階段的反應(yīng)溫度均為175℃。SBS和相容劑在溶脹時(shí)加入瀝青中，穩(wěn)定劑在發(fā)育時(shí)加入瀝青中。攪拌轉(zhuǎn)速設(shè)置為500-600r/min，剪切機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)置在10000r/min左右。

（2）正交試驗(yàn)結(jié)果分析

如果需要通過正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析某一個(gè)因素對試驗(yàn)結(jié)果的影響情況，則可以通過各個(gè)因素對每一個(gè)改性瀝青性能指標(biāo)的影響程度進(jìn)行極差分析，某一因素在某指標(biāo)的極差值越大，表示此因素對該指標(biāo)的影響越大，最大極差值所對應(yīng)因素即為影響該性能指標(biāo)的最大因素。以各因素對粘度的影響結(jié)果為例進(jìn)行極差分析，因素A的3個(gè)水平所對應(yīng)的粘度指標(biāo)之和以及其平均數(shù)值分別為：

K1＝1.30+1.53+1.83＝4.66 k1均＝K1/3＝1.55

K2＝1.47+1.60+1.44＝4.51 k2均＝K2/3＝1.50

K3＝1.44+1.31+1.47＝4.22 k3均＝K3/3＝1.41

則因素 A 對粘度指標(biāo)的影響，用極差 RA，粘度＝max（ki均）-min（ki均）表示，其值 RA＝1.55-1.41＝0.14

同理，計(jì)算出因素B對粘度指標(biāo)的影響，其極差RB，粘度＝0.22；因素C對粘度指標(biāo)的影響，其極差RC，粘度＝0.18；同時(shí)計(jì)算出其他指標(biāo)的各個(gè)極差，影響各指標(biāo)的因素極差分析結(jié)果。

3 結(jié)論

通過正交試驗(yàn)的方法分析了改性劑、相容劑、穩(wěn)定劑對改性瀝青各指標(biāo)的影響程度，得出以下結(jié)論：

（1）改性劑SBS對粘度、延度（老化前）、軟化點(diǎn)的影響最大，對延度（老化后）的影響最??；

（2）相容劑橡膠油對針入度、延度（老化后）的影響最大；

（3）穩(wěn)定劑對25℃針入度比的影響相對較大，對針入度的影響最小。

[1]張俊博，徐培華，等.論SBS改性瀝青中外加劑的作用[J].西北公路，2010（1）：1～4.

[2]張金升，張銀燕，夏小裕，等.瀝青材料[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2009.

[3]《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》（JTJ052-2000）.

[4]方開泰，馬長興.正交與均勻試驗(yàn)設(shè)計(jì)[M].科學(xué)出版社，2001.