基于正交設計的SBS改性瀝青性能影響因素分析

焦華

（陜西交通職業技術學院 陜西西安 710000）

前言

在SBS改性瀝青中，由于SBS與基質瀝青相容性不夠好，故在改性時一般需要添加相容劑，同時為了提高SBS改性瀝青的存儲穩定性，還需要添加穩定劑。我們知道改性劑、相容劑、穩定劑對改性瀝青指標的影響程度各不相同，要同時考察這三種原料對改性瀝青性能指標的影響水平，若進行全面試驗，則試驗的規模和耗時都比較大。但是如果采用正交試驗法的結果分析法，則可以輕松進行。正交試驗結果分析就是在所考察試驗因素的全部水平中，挑選部分有代表性的水平組合進行試驗，通過各影響因素的實驗結果極差分析，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 實驗部分

1.1 實驗原材料

基質瀝青：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；穩定劑：國琳再生，為黃色粉末狀。

部分材料主要性能指標見表1～2。

表1 SK90#瀝青基本指標

（1）2SBS改性瀝青的制備工藝

改性瀝青制備工藝：制備過程分為三個階段：溶脹——剪切——發育；三個階段的時間分別為30min、30min、60min；三個階段的反應溫度均為175℃。SBS和相容劑在溶脹時加入瀝青中，穩定劑在發育時加入瀝青中。攪拌轉速設置為500-600r/min，剪切機轉速設置在10000r/min左右。

（2）正交試驗結果分析

如果需要通過正交實驗結果分析某一個因素對試驗結果的影響情況，則可以通過各個因素對每一個改性瀝青性能指標的影響程度進行極差分析，某一因素在某指標的極差值越大，表示此因素對該指標的影響越大，最大極差值所對應因素即為影響該性能指標的最大因素。以各因素對粘度的影響結果為例進行極差分析，因素A的3個水平所對應的粘度指標之和以及其平均數值分別為：

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，計算出因素B對粘度指標的影響，其極差RB，粘度＝0.22；因素C對粘度指標的影響，其極差RC，粘度＝0.18；同時計算出其他指標的各個極差，影響各指標的因素極差分析結果。

3 結論

通過正交試驗的方法分析了改性劑、相容劑、穩定劑對改性瀝青各指標的影響程度，得出以下結論：

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

（2）相容劑橡膠油對針入度、延度（老化后）的影響最大；

（3）穩定劑對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].化學工業出版社，2009.

[3]《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》（JTJ052-2000）.

[4]方開泰，馬長興.正交與均勻試驗設計[M].科學出版社，2001.