夏鵬飛
摘要:運(yùn)用灰色系統(tǒng)理論,以膠粉改性瀝青的針人度、軟化點(diǎn)和延度等指標(biāo)為系統(tǒng)目標(biāo),分析了在改性瀝青制備過程中,各影響膠粉改性瀝青性能的主要因素間的主次關(guān)系。為膠粉改性瀝青的制備工藝的優(yōu)化提供依據(jù)。
關(guān)鍵詞:灰色理論;膠粉;改性瀝青;制備工藝
1? 灰色關(guān)聯(lián)度分析方法
1.1? 基本概念
一般的抽象系統(tǒng)都包含有許多種因素,多種因素共同作用的結(jié)果決定了系統(tǒng)的發(fā)展態(tài)勢(shì),我們常常希望知道在眾多的因素中,哪些是主要因素,哪些是次要因素,哪些因素對(duì)系統(tǒng)發(fā)展影響大,哪些因素對(duì)系統(tǒng)發(fā)展影響小,哪些因素對(duì)系統(tǒng)發(fā)展起推動(dòng)作用,需強(qiáng)化發(fā)展,哪些因素對(duì)系統(tǒng)發(fā)展起阻礙作用,需加以抑制,這就必須進(jìn)行系統(tǒng)分析?;疑P(guān)聯(lián)度分析方法就是一種系統(tǒng)分析方法,它彌補(bǔ)了采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法做系統(tǒng)分析所導(dǎo)致的缺憾,對(duì)樣本量的多少和樣本有無(wú)規(guī)律都適用而且計(jì)算量小,十分方便,不會(huì)出現(xiàn)量化結(jié)果與定性分析結(jié)果不符的情況。其基本思想是根據(jù)序列曲線幾何形狀的相似程度來判斷其聯(lián)系是否緊密,曲線越接近,則發(fā)展變化態(tài)勢(shì)愈接近,關(guān)聯(lián)程度就越大。
1.2計(jì)算方法
進(jìn)行系統(tǒng)分析時(shí),選準(zhǔn)系統(tǒng)行為特征的映射量后,還需進(jìn)一步明確影響系統(tǒng)主行為的有效因素。為了便于比較和保證序列有公共交點(diǎn),首先應(yīng)對(duì)原始數(shù)據(jù)序列即系統(tǒng)特征行為數(shù)據(jù)序列y0(k)和相關(guān)因素序列yi(k)等進(jìn)行無(wú)量綱化處理,然后求出參考數(shù)列x0(k) (忌)和被比較數(shù)列xi(k) (i≥1),如式(1)和式(2)所示。
2? 試驗(yàn)部分
2.1? 原材料性質(zhì)
本研究是我公司制作制備膠粉改性瀝青過程中實(shí)施的,采用基質(zhì)瀝青采用泰州中海70#瀝青,其基本性質(zhì)如表1。膠粉是由南通新升橡膠制品有限公司生產(chǎn)提供,橡膠烴含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù),下同)46. 0%,丙酮抽提物10. 8%,炭黑含量28. 0%,灰分6.2%。
2.2? 改性瀝青性能試驗(yàn)
為了便于研究膠粉改性瀝青的制備工藝對(duì)改性瀝青性能的影響,首先把制備工藝作為一個(gè)系統(tǒng),找出反映系統(tǒng)行為特征的數(shù)據(jù)序列來間接地表征系統(tǒng)的行為。一般認(rèn)為,膠粉的細(xì)度、摻量以及高速剪切時(shí)的剪切時(shí)間、剪切速率、剪切溫度這五個(gè)因素可以來概括和表征制備工藝這個(gè)系統(tǒng)。
表2為各因素組合下制成的改性瀝青的性能試驗(yàn)結(jié)果。改性瀝青的性能試驗(yàn)選用常規(guī)的“三大指標(biāo)’’即針人度、軟化點(diǎn)和延度。
3? 灰關(guān)聯(lián)分析
按照灰關(guān)聯(lián)分析方法制作原始數(shù)據(jù)序列(表3),并按式(1)~(5)對(duì)原始數(shù)據(jù)序列進(jìn)行初值化、求差序列、灰關(guān)聯(lián)度,見表4~7。
通過對(duì)表5~7中各影響因素的灰關(guān)聯(lián)分析可知,各影響因素對(duì)針人度按關(guān)聯(lián)度由大到小排序?yàn)椋耗z粉摻量-剪切速率>剪切時(shí)間>膠粉細(xì)度>剪切溫度;各影響因素對(duì)軟化點(diǎn)按關(guān)聯(lián)度由大到小排序?yàn)椋耗z粉摻量>膠粉細(xì)度>剪切速率>剪切溫度>剪切時(shí)間;各影響因素對(duì)延度按關(guān)聯(lián)度由大到小排序?yàn)椋杭羟袦囟?gt;膠粉摻量>剪切速率->剪切時(shí)間>膠粉細(xì)度。
關(guān)聯(lián)度的結(jié)果表明:膠粉摻量對(duì)改性瀝青的針人度和軟化點(diǎn)影響最大;剪切溫度對(duì)低溫延度的影響最大,其次是膠粉摻量。針入度表示的是瀝青的稠度,同時(shí)還可表征瀝青粘度的大小,其值越小表明瀝青粘度越大,稠度也越大。從試驗(yàn)的結(jié)果來看,隨著膠粉摻量的增加,改性瀝青的針人度逐漸減小。軟化點(diǎn)反映的是瀝青的高溫性能。由數(shù)據(jù)可以看出,膠粉加入量越大,軟化點(diǎn)值越高即耐高溫性能越好。低溫延度指標(biāo)反映的是瀝青耐低溫的性能,從室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果來看:剪切溫度越高,低溫延度值越大;膠粉摻量越大,低溫延度值也越大。從關(guān)聯(lián)度的分析結(jié)果可以看出和時(shí)間經(jīng)驗(yàn)是相吻合的。這也說明,用灰色理論來分析膠粉改性瀝青的制備工藝是可行的。
4? 結(jié)論
1)膠粉的摻量和改性瀝青的性能有很大的相關(guān)性,提高膠粉的摻量可提高改性瀝青的黏稠度并改善其高溫性能;
2)剪切溫度對(duì)改性瀝青低溫延度的影響有很大的相關(guān)性,剪切溫度越高,改性瀝青的低溫性能越好,
3)利用灰色理論來分析膠粉改性瀝青的制備工藝是可行的。
參考文獻(xiàn)
[1]鄧聚龍.灰色系統(tǒng)基本方法[M].武漢:華中理工大學(xué)出版社,1987.
[2]劉思峰,郭天榜.灰色系統(tǒng)理論及其應(yīng)用[M].北京:科學(xué)出版社,2000.
揚(yáng)州潤(rùn)揚(yáng)路面工程有限公司 江蘇 揚(yáng)州 225002