改性沥青配方优化设计研究
沥青混合料配合比设计的优化方法措施
沥青混合料配合比设计的优化方法措施摘要：目前沥青混合料配合比设计方案的确定主要侧重于技术指标，运用正交试验或均匀试验可以对配合比设计方案进行优化，但没有考虑经济指标。
以正交试验或均匀试验优化的技术指标为基础，考虑沥青混合料的原材料成本，运用功效系数法对沥青混合料配合比设计方案进行优化，可以得到性价比最佳的配合比设计方案，既能保证设计质量，又可以降低工程成本，是一种值得推广的沥青混合料设计方案优化方法。
关键词：沥青混合料配合比；优化；设计；措施每一种产品，其质量必须放在首要的地位，对于沥青混合料，其质量也必须是首要地位，不一样的地方所存在的工程也是不同的，对于沥青混合料的各项指标也是不同的，需要充分考虑其要求。
对于产品的设计者而言，最先考虑的是产品的质量问题，通过某一种设计方案设计出满足质量要求的沥青混合料，在满足质量要求的前提下，需要考虑的就是材料的成本，在满足质量要求的前提下将成本降到最低，由此可以得到经济效益最好的沥青混以此配合比设计方案。
对于沥青混合料的使用，其数量是巨大的，随着其性价比不断升高，如若采用成本较低的配合比设计方案，对于资金的节约是巨大的，所以说对于沥青混合料配合比设计方案的优化是必不可少的，对其设计方案进行优化，大大的减少成本，也是大势所趋。
配合比的设计，主要是从其配合比和用量来考虑的，只有充分的考虑好每个方面，才能保证其质量的可靠性。
1.沥青混合料组成材料的选择沥青混合料的组成材料包括沥青和矿质材料，这些材料品质的优劣，对于沥青混合料的性能影响很大，故应选用符合质量要求的组成材料。
（1）沥青的选择拌制沥青混合料用的沥青材料，应根据公路等级、交通条件、气候条件、混合料类型、施工方法等选定。
若沥青标号不符合使用要求时，可用其它标号的同类沥青掺配，以调配至合适的标号，其主要控制指标有：针入度、延度和软化点。
华南快速路沥青路面上面层AC-13（C）沥青混合料所采用的沥青为SBS（I-D）改性沥青，经多次试验，其各项指标均符合《公路沥青路面施工技术规范》的要求，可直接采用。
石墨烯复合橡胶改性沥青SUP-13_级配优化设计与路用性能研究
石墨烯复合橡胶改性沥青SUP-13级配优化设计与路用性能研究赵飞龙1，蔡乾东2，左强1，宋军兴1（1. 甘肃路桥第三公路工程有限责任公司，甘肃兰州730050；2. 陕西东道特种路面科技有限公司，陕西西安712000）摘要：在保证SUP-13级配特征的基础上，参照SMA设计VCA mix⩽VCA DRC骨架判定标准，对不同级配SUP-13石墨烯复合橡胶改性沥青混合料的路用性能进行研究，试验结果表明：连续密级配SUP-13混合料中胶粉存在干涉影响，碾压后出现轻微光面、油膜较多现象，抗车辙及抗滑性能存在明显不足；半间断SUP-13-B、SUP-13-C动稳定度分别提高27.94%、32.17%，抗剪强度分别提高20.18%、28.44%，构造深度分别提高10.42%、14.58%，摩擦系数分别提高11.15%、12.74%，且低温抗裂性及水稳定性略有降低；半间断SUP-13-B的综合路用性能指标相对均衡，兼顾了半间断SUP-13与石墨烯复合橡胶改性沥青组合优势，符合河西走廊西端沥青路面功能需求。
关键词：道路工程；石墨烯复合橡胶改性沥青；SUP-13；半间断级配；路用性能中图分类号：U416.217 文献标识码：A 文章编号：1673-6478（2023）03-0159-06Study on Gradations Optimized Design and Road Performance of GrapheneComposite Rubber Modified Asphalt Mixture SUP-13ZHAO Feilong1, CAI Qiandong2, ZUO Qiang1, SONG Junxing1(1. Gansu Road and Bridge Third Highway Engineering Co., Ltd., Lanzhou Gansu 730050, China; 2. ShaanxiDongdao Special Pavement Technology Co., Ltd., Xi'an, Shaanxi 712000, China)Abstract:based on ensuring the gradation characteristics of SUP-13, and referring to the SMA designed VCA mix⩽VCA DRC skeleton judgment standard, we studied the road performance of different gradation SUP-13 graphene composite rubber modified asphalt mixtures. The test results show that the rubber powder in the continuous dense gradation SUP-13 mixture imposed interference effects, showing slight smooth surface and more oil film after rolling; the anti-rutting and anti-slip performance were significantly insufficient; the dynamic stability of semi gap-graded SUP-13-B and SUP-13-C increased by 27.94% and 32.17%, the shear strength increased by 20.18% and 28.44%, the structural depth increased by 10.42% and 14.58%, the friction coefficient increased by 11.15% and 12.74% respectively, and the low-temperature crack resistance and water stability slightly decreased; the comprehensive road performance indicators of semi gap-graded SUP-13-B are relatively balanced, taking the advantages of the combination of semi gap-graded SUP-13 and graphene composite rubber modified asphalt into consideration, and meeting the functional requirements of asphalt pavement at the western end of the Hexi Corridor.Key words: road engineering; graphene rubber composite modified asphalt; SUP-13; semi gap-graded; road performance收稿日期：2023-04-20作者简介：赵飞龙（1988.10-），男，甘肃榆中人，工程师，从事公路工程建设与管理工作.（）160交通节能与环保第19卷0引言近年来，我国胶粉复合改性沥青工程应用越来越广泛。
掺加改性剂和稳定剂的改性沥青配方优化设计
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Ｃ ＮＡ ＭＵＮＩ Ｉ ＡＬ Ｅ ＨＩ Ｃ Ｐ ＮＧＩ ＥＥ Ｎ Ｎ ＲＩ Ｇ
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组分分 析结果见 表 １ 。
表 １ 基质 沥青 组 பைடு நூலகம் 试 验 结果
组 分 ７Ａ Ｏ ７Ｂ ０ ７Ｃ Ｏ
改 性 剂 ， 不 同基 质 沥青 的改 性效 果 也 有很 大 差别 ， 对
这就是 改性 剂与沥青 的配伍 性 。
配伍性 反 映 了沥 青 改 性 效 果 的显 著程 度 。 改性
要技术性能指标（ 针入度指数 Ｐ 、 ，软化点 、 ５℃延度） 进行综合 比选 ， 从而得出每种基 质沥青最适合 的改性剂和稳定剂及 其最佳掺配量 ， 使改性沥青性能最优。此配方可提高沥青面层高 、 低温路用性能 ， 而延长路面使用寿命 。 从
关 键 词 ：配方 优 化 ； 面 层理 论 ；改性 沥 青 ； 伍 性 ； 储 存 稳定 性 界 配 热
０ｏ ．ｏ
１ ３ ．９
６ ． ５２
１ ７ ７． １． ８９
Ｏ １ ．２
１ ５１ ．
６ ． ７６
２ １ ０． ８９
改性 前
７Ｃ ０ 改 性后
△
一１０ ．０
—０４ ．．９
０ ５ ． ｌ
４ ． ６８
５ ． ８５
１ ． １７ １． １５
—１Ｏ ．Ｈ Ｄ
SBS改性乳化沥青配方设计试验与生产
SBS改性乳化沥青配方设计试验与生产引言：乳化沥青是一种常见的道路建设材料，它具有良好的适应性和加工性，并可提高道路抗水性能和耐久性。
SBS改性乳化沥青是在传统乳化沥青基础上添加聚合物SBS（丁苯橡胶）而成，具有更好的粘结性能和抗水性能。
本文将讨论SBS改性乳化沥青配方设计试验与生产的相关内容。
一、SBS改性乳化沥青配方设计试验1.1聚合物SBS选择聚合物SBS的选择是关键步骤之一、应选择具有良好抗老化性能和粘结性能的SBS。
一般来说，丁苯和丙烯聚合度适中的SBS具有较好的改性效果。
1.2乳化剂选择乳化剂的选择是另一个关键步骤。
乳化剂的选择应考虑到乳化能力、稳定性和乳化沥青的性能。
研究表明，阴离子型乳化剂具有较好的乳化能力和稳定性，适合用于SBS改性乳化沥青的生产。
1.3配方设计试验配方设计试验应结合实际使用条件和要求进行。
常见的实验设计方法包括正交试验设计、单因素试验设计等。
通过更改SBS和乳化剂的用量，可以研究SBS改性乳化沥青的性能指标，如黏度、粘结性能、抗水性能等。
二、SBS改性乳化沥青的生产2.1原料准备首先要准备好聚合物SBS、沥青、乳化剂等原料，并按照设计的配方比例进行准备。
2.2沥青预处理将初始沥青在加热情况下进行预处理，以去除其中的杂质和溶解一部分聚合物SBS。
2.3聚合物SBS的加入将预处理后的沥青搅拌均匀后，逐渐加入聚合物SBS，并继续搅拌，直至SBS完全溶解。
2.4乳化剂的加入将乳化剂逐渐加入到SBS改性沥青中，并进行搅拌，保持温度和搅拌时间。
2.5乳化沥青的制备在乳化机中以较高的剪切力将SBS改性沥青与水相乳化，形成乳化沥青。
2.6乳化沥青的包装将制备好的乳化沥青进行包装储存，以便后续使用。
结论：SBS改性乳化沥青配方设计试验与生产是一个相对复杂的过程，需要合理选择聚合物SBS和乳化剂，并结合实际条件进行配方设计试验。
在生产过程中，需要严格按照配方比例进行原料准备和加工操作。
SEAM改性沥青的化学改性机理研究的开题报告
SEAM改性沥青的化学改性机理研究的开题报告一、选题背景随着交通运输的不断发展及国内外建设大型工程的不断推进，道路建设作为基础设施建设的重要组成部分，对通行安全和交通效率有着至关重要的影响。
在道路建设中，沥青作为一种重要的道路材料，具有黏结性、粘附性、柔韧性和耐久性等优异特性，已被广泛应用于路面、防水层等建筑工程中。
然而，在实际应用中，沥青的热稳定性、耐久性、抗裂性等性能受到许多因素的影响，逐渐成为道路使用寿命较短的瓶颈因素之一。
因此，如何改善沥青的性能，提高其耐久性和抗裂性，成为当今道路建设面临的热门问题。
二、选题意义沥青的改性是提高其性能的重要手段之一。
目前常用的改性方法包括物理改性和化学改性两种。
其中，SEAM（Sasobit®-EVA-Asphalt-Modifier）改性沥青是一种化学改性的新型技术，是利用聚乙烯-醋酸乙烯酯（EVA）与Sasobit混合后再与沥青加热混合的复合改性剂。
与传统改性方法相比，SEAM改性沥青可以显著提高沥青的高温稳定性和抗裂性能，使其具有更好的耐久性和使用寿命。
然而，目前对于SEAM改性沥青的机理研究仍不足，特别是其化学改性机理的研究较少。
因此，开展SEAM改性沥青的化学改性机理研究具有重要意义，不仅可以揭示SEAM改性沥青的改性机理，指导其在实际应用中的选择和调整，还可以为其他化学改性技术的发展提供借鉴和启示，促进众多工程领域的发展。
三、研究目标及内容本研究的目标是从化学角度研究SEAM改性沥青的改性机理，具体内容包括：1. 分析SEAM改性剂对沥青分子结构和组分的影响，研究SEAM改性沥青的宏观性质变化规律；2. 研究SEAM改性沥青在高温条件下的化学反应机制和动力学规律，包括Sasobit与沥青、Sasobit-EVA与沥青等的反应机理和速率常数的研究；3. 研究SEAM改性沥青在冷却过程中的微观结构和组织演变规律，探究其抗裂性能的机制；4. 对SEAM改性沥青的性能进行综合评价，并与传统改性沥青进行对比。
LDHs改性沥青的制备与性能研究的开题报告
LDHs改性沥青的制备与性能研究的开题报告一、概述随着人们对环保材料的需求不断提高，石油沥青作为一种传统的道路材料，其环保性和可持续性已经成为了一个不可忽视的问题。
近年来，LDHs (层状双氢氧化物)因其可调制性和良好的热稳定性在改性沥青中得到广泛应用。
因此，本文将研究LDHs改性沥青的制备与性能，并阐述其前景和意义。
二、研究目的1. 制备并优化LDHs改性沥青的制备工艺；2. 分析LDHs改性沥青的微观结构；3. 测试LDHs改性沥青的力学性能、热性能、抗老化性能以及耐久性能；4. 探究LDHs改性沥青对环境和人类健康的影响。
三、研究内容1. LDHs改性沥青的制备过程中LDHs的选择；2. 优化LDHs改性沥青的制备方法，并确定最佳工艺条件；3. 采用扫描电子显微镜和X射线衍射仪对LDHs改性沥青进行微观结构分析；4. 采用拉伸试验、压缩试验、剪切试验等对LDHs改性沥青进行力学性能测试，并对结果进行分析；5. 采用差热分析、热重分析等方法对LDHs改性沥青进行热性能测试；6. 采用老化试验、防水性测试等方法对LDHs改性沥青进行耐久性能测试；7. 采用有害物质检测等方法对LDHs改性沥青对环境和人类健康的影响进行分析。
四、研究意义1. 本研究将有助于提高LDHs改性沥青的制备工艺，降低生产成本；2. 本研究将对LDHs改性沥青的微观结构及性能进行全面研究，为其在实际应用中提供更多数据依据；3. 本研究的工作也为应用LDHs改性沥青在实际工程中提供了参考依据，为绿色、环保的道路建设做出了贡献；4. 最后，本研究可为今后的LDHs改性沥青的研究提供实验基础和技术支撑，有着广阔的应用前景和社会意义。
排水沥青混合料级配设计方法优化研究
排水沥青混合料级配设计方法优化研究摘要：现有排水沥青路面级配设计都按照规范法进行，没有针对不同道路条件提出更适宜的级配设计方法。
为此本文通过室内试验，分别成型根据规范法、贝雷法、VACF法级配设计的马歇尔试件，并检测其路用性能指标。
结果表明贝雷法设计级配的性能在各个方面比较有优势。
高温稳定性和水稳定性、抗滑能力上，贝雷法设计级配有更好的表现，相对的，在渗水性能上贝雷法设计级配差于CAVF 法设计级配；我国规范方法设计级配在性能上与贝雷法设计级配有差距，但差距在可接受范围内。
0引言排水沥青路面级配设计现有规范方法是采用级配设计曲线通过调整曲线范围试配级配，然后验证，再设计级配的循环过程[1-3]。
20世纪80年代，美国罗伯特·贝雷（Robert D. Bailey）提出贝雷法设计级配。
主要思想是考虑承重，并以合适集料填充骨架空隙[4-5]。
张肖宁教授在90年代提出CAVF法，设计思想是粗集料之间嵌挤形成骨架，以细集料为填充，从而结构上增加沥青混合料的稳定性和力学性能[6-7]。
贝雷法不同于规范法，贝雷法为使粗集料形成嵌挤，粗集料用量是根据松装密度与干捣实密度的体积特征确定[8]。
CAVF法与贝雷法相似点较多，都以设计合理的粗、细集料级配而形成良好的结构为中心，对粗、细集料的和集料密度的再一次定义，以便于提供排水沥青混合料大空隙合理结构[9]。
但三种级配方法哪一种更适合排水沥青路面还未有人做过相应的研究，为此本文通过室内试验，着重研究三种级配设计方法成型的排水沥青混合料试件性能表现。
1、原材料1.1沥青结合料排水沥青混合料由于大空隙结构，对沥青结合料要求较高，因此采用高黏改性沥青，技术指标见表1所示。
表1 高黏改性沥青技术指标检测结果指标单位检测值技术要求试验方法针入度（25℃，100g，5s）0.1mm51≮40T0604-2011软化点（T R&B）℃93≮90T 0606-2011延度（5℃，5cm/min）cm33≮30T0605-2011动力黏度（60℃）Pa·s460000≮200000T0620-2011布氏旋转黏度（170℃）Pa·s1.105≯3.0T0625-2011溶解度%99.9≮99T0607-2011弹性恢复 （25℃） % 98 ≮95T 0662-2000相对密度（25℃） -1.016实测记录T 0603-2011TFOT 后残留物T0609-2011质量变化%+0.630±1.0针入度比（25℃） %86.5≮65T 0604-2011延度 （5℃，5cm/min ）cm 28 ≮20T 0605-20111.2 集料粗细集料均选择玄武岩，矿粉选用石灰岩。
THFS改性沥青制备工艺的优化设计及性能评价
THFS改性沥青制备工艺的优化设计及性能评价季节;石越峰;索智;许鹰【摘要】为了确定煤直接液化残渣（direct coal liquefaction residue,DCLR）中四氢呋喃可溶物（tetrahydrofuran soluble,THFS）作为改性剂与沥青之间的制备工艺,运用正交试验和灰关联分析法优化设计TFHS改性沥青的制备工艺,并利用针入度分级和SHRP PG评价体系分析不同THFS添加量下（与基质沥青质量比4%、6%、8%、10%）改性沥青的性能.试验结果表明：利用正交试验和灰关联分析相结合的方法可优化设计THFS改性沥青的制备工艺,确定的最佳制备工艺为剪切温度150℃,剪切时间45 min,剪切速率4 000 r/min.同时,THFS的加入可以改善沥青的高温性能,但对沥青低温性能有一定的不利影响,综合THFS改性沥青的高低温性能,推荐THFS最佳添加量为6%.【期刊名称】《北京建筑大学学报》【年(卷),期】2016(032)003【总页数】6页(P55-60)【关键词】煤直接液化残渣DCLR;四氢呋喃可溶物THFS;正交试验;灰关联分析;优化设计;性能评价【作者】季节;石越峰;索智;许鹰【作者单位】[1]北京建筑大学土木与交通工程学院,北京100044;[2]北京建筑大学土木与交通工程学院北京节能减排关键技术协同创新中心,北京100044【正文语种】中文【中图分类】U414煤直接液化技术是指将煤粉碎到一定粒度后，与氢气和催化剂在高温(430 ℃～470 ℃)、高压(10～30 MPa)下直接作用，使煤加氢裂解转变为液体油品的工艺过程[1]. 煤直接液化工艺中不可避免的会产生占原料煤总质量30%的副产物——煤直接液化残渣(direct coal liquefaction residue，DCLR). 通常DCLR通过减压蒸馏分离，其中包含大量的重油和沥青质[2-3]. 根据DCLR的组成和特性，王寨霞等将DCLR用于石油沥青的改性进行了初步探索性研究，发现DCLR添加量为7%可以满足ASTM D5710—95标准的40～55针入度级别的技术要求[4]. 范芸珠等探讨了DCLR对石油沥青的选择性，发现选用软组分含量高的沥青以及高速剪切能够提高DCLR对石油沥青的改性效果[5]. 何亮等对不同DCLR添加量下改性沥青的性能进行测试，结果表明随着DCLR添加量的增加，改性沥青的黏度呈上升趋势[6]. 赵鹏等分析了DCLR的组成，结构和性质，提出了DCLR可开发成沥青改性剂[7]. 杨建丽等发现DCLR可替代TLA用于石油沥青的改性，在达到同样改性效果时，DCLR的添加量要明显低于TLA添加量[8]. 季节等利用SHRP PG、针入度分级体系、红外光谱仪和凝胶色谱仪分析DCLR与石油沥青共混改性后宏观性能和微观结构，发现DCLR对沥青的共混改性主要为物理改性[9]. 张德润等利用表面自由能理论量化评价了DCLR改性沥青的水稳定性能，结果表明DCLR改性沥青与集料组合的水稳定性均优于基质沥青[10]. 在将DCLR应用于石油沥青改性时发现DCLR含有45%左右的四氢呋喃不溶物，使得DCLR改性沥青的低温性能急剧下降. 因此，很多学者着手对DCLR进行萃取，萃取出四氢呋喃不溶物，将萃取后的DCLR四氢呋喃可溶物THFS(tetrahydrofuran soluble)开发为石油沥青改性剂. 高妍等对DCLR萃余物中萃取剂的回收技术进行研究，为DCLR的萃取技术中萃取剂的高效利用提供理论基础[11]. 钟金龙等对神华DCLR中的有机可溶物进行了萃取，研究其萃取条件，并分析了萃取物的性质[12]. 苗强等分析了DCLR特性，发现了DCLR经萃取提取高附加值有机物[13]. 常鸿雁等通过热重分析技术，考察了DCLR及THFS的热解特性[14]. 陈静等以苯甲醛为交联剂，采用THFS对石油沥青进行改性，发现THFS添加量为4%、掺混温度为170 ℃时改性沥青的性能最好 [15].综上，人们主要将DCLR或THFS作为改性剂用于石油沥青的改性，并对改性后沥青的性能进行了评价，但并没有涉及DCLR或THFS改性沥青的制备工艺及其制备工艺参数对沥青性能影响的研究. 因此，本文拟采用THFS作为改性剂对石油沥青进行改性，利用正交试验和灰关联分析方法确定不同制备工艺参数(剪切温度、剪切时间、剪切速率)对THFS改性沥青性能的影响规律，优化设计THFS改性沥青的最佳制备工艺. 利用针入度分级和SHRP PG评价体系分析不同THFS添加量下(与基质沥青质量比4%、6%、8%、10%)改性沥青的性能，为THFS改性沥青在道路工程中的大规模应用提供理论基础.1.1 基质沥青基质沥青采用韩国进口SK-90沥青，根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20—2011)[16]中的相关规定对其进行了性能测试，见表1，其中SK-90沥青的PG分级为58-22.1.2 THFSDCLR来自中国神华煤制油化工有限公司内蒙生产的附产品，为粉末状. 采用索氏抽提器利用四氢呋喃溶剂对DCLR进行萃取，得到THFS. 根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20—2011)[16]中的相关规定对THFS性能进行测试，见表2.本文拟利用正交试验方法组织安排试验. 正交试验适用于多因素试验，可从全面试验中挑选出部分有代表性的点进行试验，这些代表点具有均匀和整齐的特点，其主要步骤如下：首先确定影响因素及其水平，其次根据影响因素及其水平绘制正交试验表，最后借助正交试验表来组织安排试验[17]. 本文确定三因素三水平的正交试验，表3为正交试验中的三因素及其三水平，正交试验方案见表4.3.1 正交试验按照表4制备9组THFS改性沥青，根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20—2011)[16]中的相关规定对其进行针入度、延度、软化点、135 ℃布氏黏度的测试及针入度指数PI的计算，分别计算上述5个指标的和值与极差，见表5和图1.1)从图1(a)可知，影响沥青针入度各因素的主次排序为：剪切时间>剪切温度>剪切速率. 随着剪切时间的增加，沥青的针入度先增加后下降，当剪切温度为60min时，针入度最低，沥青高温稳定性能最优. 剪切温度是次要因素，随着剪切温度的升高，沥青的针入度呈下降趋势，当剪切温度高于160 ℃时，沥青针入度值的降低幅度减小.2)由图1(b)可知，影响沥青延度各因素的主次排序为：剪切时间>剪切温度>剪切速率. 随剪切时间增加，沥青的延度迅速降低，当剪切时间为30 min时，沥青的延度值最大. 随剪切温度升高，沥青的延度值呈下降趋势，当温度低于160 ℃，沥青的延度值下降缓慢，之后随剪切温度升高，沥青的延度值急剧下降.3)由图1(c)可知，影响沥青软化点的各因素主次排序为：剪切时间>剪切温度>剪切速率. 随着剪切时间和剪切温度的增加，沥青软化点几乎呈线性增加，表明沥青的高温性能得到改善. 随剪切速率增加，沥青的软化点先增大后减小，当剪切速率为4 000 r/min时，沥青的软化点最大，说明过高的剪切速率会对沥青高温性能产生不利影响.4)由图1(d)可知，影响沥青黏度的各因素主次排序为：剪切时间>剪切温度>剪切速率. 沥青黏度随剪切时间的增大，先增大后减小，当剪切时间为45 min时，沥青黏度达到最大值，说明其抵抗变形能力最强. 沥青黏度随剪切温度的升高，呈线性增加. 剪切速率对沥青黏度影响较小.5)由图1(e)可知，影响沥青PI各因素的主次排序为：剪切时间>剪切速率>剪切温度. 沥青PI随剪切时间的增加，先降低后增大，随剪切速率的增加，沥青PI先增大后减小，当剪切时间为60 min、剪切速率为4 000 r/min时，沥青PI达到最大，说明其温度敏感性最低.综合各因素对沥青性能的影响和值与极差变化，确定THFS改性沥青的制备工艺为A2B2C2.3.2 灰关联分析灰关联分析是一种新的因素分析方法，它对系统动态过程量化分析以考察系统诸因素之间的相关程度，是一种定量与定性相结合的分析方法，其基本思想是根据事物或因素的序列曲线的相似程度来判断其关联程度的[18]. 灰色关联分析主要计算步骤如下：1)确定参考序列和比较序列，并将各序列均值化处理.确定参考序列：X0={X0(k)|k=1,2,…,n}确定比较序列：Xi={Xi(k)|k=1,2,…,n}(i=1,2,…,n)将上述序列均值化处理：参考序列比较序列2)求差序列. 记：Δi(k)=|X′0(k)-X′i(k)|3)求两极最大差和最小差. 记：4)求关联系数.5)计算灰关联度.6)按照灰关联度大小排序. ξi越大，Xi与X0的关联度越大，发展趋势越接近.根据灰色关联分析方法的计算步骤，计算上述5个指标在THFS改性沥青制备工艺中所占比例，并对其进行综合评分，试验结果见表6.由表6可知：5个指标对THFS改性沥青性能的影响权重不一，主次顺序分别为软化点>延度>135 ℃黏度>针入度>PI. 根据综合评分，组合2得分最高，说明该组合下的THFS改性沥青的性能最优越. 因此，通过灰关联分析确定的THFS改性沥青制备工艺为A1B2C2.3.3 THFS改性沥青的最佳制备工艺对上述采用正交试验和灰关联分析方法确定的两种THFS改性沥青制备工艺进行对比，从而优化设计THFS改性沥青的最佳制备工艺，对比分析结果见表7.从表7可知，工艺二的THFS改性沥青高温性能(针入度、软化点、黏度)、低温性能(延度)以及感温性能(PI)均优于工艺一，说明利用工艺二可以制备出性能更为优异的THFS改性沥青，从而优化确定出THFS改性沥青的最佳制备工艺为工艺二(A1B2C2)，即剪切温度为150 ℃，剪切时间为45 min，剪切速率为4 000r/min.3.4 THFS改性沥青的制备按照上述确定的最佳制备工艺制备THFS改性沥青，具体如下：1)将基质沥青加热至120 ℃；2)将THFS加热至150 ℃；3)将熔融状态的THFS与基质沥青分别按质量比为4∶100，6∶100，8∶100，10∶100进行共混，为了保证THFS改性沥青的均匀性，采用剪切仪将THFS改性沥青在150 ℃下以4 000 r/min低速剪切45 min.3.5 THFS改性沥青的性能根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20—2011)[16]中的相关规定，按照SHRP PG和针入度分级体系分别对不同THFS添加量下改性沥青进行性能测试，见表8.由表8可知：1)THFS的加入且随着THFS添加量的不断增加，改性沥青高温性能越来越好(软化点、黏度的提高)，但低温性能越来越差(10 ℃延度的减小)，这意味着沥青随着THFS添加量的增加而不断变硬、变脆. 当THFS添加量大于6%时，THFS改性沥青的低温性能已不能满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40—2004)[19]中对50号沥青10 ℃延度(≥10 cm)的要求.2)THFS的加入且随着THFS添加量的不断增加，THFS改性沥青的PG高温等级在不断提高，但PG低温等级在不断下降，这点与针入度评价体系的试验结果保持一致. 当THFS添加量大于6%时，THFS改性沥青的低温等级下降了1个等级. 3)综合THFS改性沥青的高、低温性能，推荐THFS最佳添加量为6%.1)结合正交试验和灰关联分析优化确定THFS改性沥青的最佳制备工艺，即剪切温度为150 ℃，剪切时间为45 min，剪切速率为4 000 r/min.2)结合SHRP PG和针入度分级评价体系对THFS性能进行测试，发现THFS的加入会提高沥青的高温性能，但对沥青的低温性能产生不利影响. 综合THFS改性沥青的高、低温性能，推荐THFS最佳添加量为6%.【相关文献】[1] 彭宏州, 张萌萌. 煤的液化原理及应用现状[J]. 工业设计, 2016(4):126-128[2] Wang J, Yao H, Nie Y, et al. 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森、壳牌、雪夫隆、埃尔夫等已申请 了具有良好
热储存稳 定性 的化学改 性 沥青 的专 利并 已生产预 混型反 应性改 性沥青 ，但是 这些 技术被严 格地垄
收稿 日 ：２ １ — ９— ０ 期 ００ ０ ３ 。
作 者 简介 ：郑 同 才 ，男 ，本 科 ，高 级 工 程 师 ，现 在 天 津 港
Ｉ 等 。国外 众 多专 家 研 究 提 出 了多 种 评 价 沥 Ｒ） 青稳 定性 的试验 方法 和指标 ，并努 力寻找 提高 聚
合 物改 性 沥 青 稳 定 性 的措 施 。一 些 公 司 如 埃 克
与 沥青 作 为至关 重要 的合 同研究 内容 。１９ ９０年 ， 美 国政 府 报告 Ａ —Ａ ４ １４改 性 沥青 专 辑 中提 Ｄ ２２０ 出了沥青 各组分 与改性 剂 间的相互作 用及体 系 的
聚集态 研究 成果 。 １９ ９ ２年 ，美 国政府 报 告 Ｐ Ｂ一
９ ２—１１６ ３５４中提 出 了相容 性 和 储存 稳 定 性 的概
保税区管委会工作。
第化设 计研究
５ ３
目的就 是要 在选 用基 质沥青 的基 础上 ，通 过掺 加 不 同的改性 剂 ，来 提 高 沥青 结 合 料 的技 术性 能 ， 得 到优 质 的 改 性 沥 青 ；同 时 考 虑 到 经 济 承 受 能
断 和保 密 。
在 国 内 ，近几年才 兴起 聚合 物改性 沥青体系 的稳定 性理论研 究 。赵可 等人通过 组分分 析 、溶 解参数 测定 、Ｄ Ｃ分析 等探讨 聚合物改 性沥青机 Ｓ 理 ；同济 大 学 黄 卫 东 、孙 立 军 等人 探 讨 了 Ｓ Ｓ Ｂ
改性 沥青 的混 合原理 及 过程 ；上海交通 大学通 过 研究化 学反应 改性 ，得 到热力学 相容 的均相聚合 物 改性 沥青 。 此外 ，东 南 大 学 、哈 尔 滨 建 筑 大 学 、四川 大学 、重 庆公 路 ８ ７所 、江 苏交 通 科研
力 ，通过 配方 优化 得 出性能 价格 比较 优 的配方设
结 果见表 １ 。
表 １ 三种基质沥青组分试验结果
计 结果供 工程 使用 。配方优 化设计 研究 主要 包括 基质 沥青 与 改性剂 配伍 性研究 、改性 沥青 热储存
稳定 性研 究 、改性 沥青性 能研 究 。
１ 原 材 料性 质 １ １ 基质 沥青 ． 试验 选 择 Ａ 一７ Ａ、ＡＨ 一７ Ｂ、Ａ 一７ Ｃ Ｈ ０ ０ Ｈ ０ １２ 改性 剂 － 选 择 三 种 巴陵 石 化 生 产 的 “ 陵牌 ” 道 路 巴
处于探 索 阶段 ，研 究 尤 显 不 足 。对 Ｓ Ｓ改 性 作 Ｂ
年 ，法 国 的 Ｂｕ ｒｌ ｅ教授 提 出通 过机 械 方式 混 合形 成 的改性 沥青 由于 沥青 与聚合物相 的化学 不相 容
性 。美 国 的 Ｂ ｈａ ａ ｉ 教授 在 聚合 物 改性 沥青 热 储 存
稳 定性评 价指 标 提 出了评 价储 存 稳 定性 的方 法 ： ＬＳ Ａ Ｔ法 、Ｐ Ｔ法 和 Ｍ Ｔ Ｏ法 。１９ Ａ ＲＦ ９９年 ，瑞 典 皇 家技术学 院 的 ＸａＨ ｕ教授 提 出 了动 态 力学 ｉ ｕＬ ｏ
摘要
为使改性沥青 的技术性能有所提高，在 工程应用 中既能增加其路用性能 ，减少路
面 易产生的车辙 、开裂、坑槽等早期破坏，又能减 少养护次数 ，节省工程 费用 ，进行 了改性
沥青配方的设计优化。从基质 沥青与改性剂的配伍性 、改性沥青的热储存稳定性和改性沥青
的性 能 三 大方 面 进行 研 究 ，通 过 在 选 取 的 三种 Ａ 一 ０重 交石 油 沥 青 中掺 加 三种 Ｓ Ｓ改性 剂 Ｈ ７ Ｂ
念 。１９ ９ ５年 ，瑞典 的 Ｉ ｃｓｎ教 授提 出 了软 化点 ｓ ｓｏ ａ 差 难 以真实评 价聚合 物改性 沥青 的稳定性 。１９ ９６
所 和一些 石油化 工研究 所等都 对聚合 物改性 沥青 机理进行 了研究 ，为我 国改性 沥青 的发展 推广创 造 了 良好 的环境 。但 国 内在化 学改性 方面基本 上
稳 定性和局部损坏等问题 ，从而延长路 面使 用寿命 。
关键 词 道路工程 配方 优 化 界 面层 理 论 改性 沥青 配 伍性 热 储 存 稳 定 性
目前道路专业沥青主要用于高等级公路路面 的上面层 和大部分中面层 ，直接 与行 车发生作
用 ，改性 沥青 的使 用对公 路工程质 量有 着至关 重 要 的意义 。对 聚合 物改性 沥青稳定 性 的理 论研究
２ １ 年 ２月 ０１
石 油 沥 青
ＰＴＯ Ｅ ＭＡＰ Ｌ Ｅ Ｒ Ｌ Ｕ Ｓ ＨＡ Ｔ
第２ ５卷第 １ 期
改性沥 青 配方优 化 设计 研 究
郑 同才 张 王 周卫峰 君
１ 天津港保税 区管委会 （０３ ８ ３００ ） ２ 天津市市政 工程研究院 （０ ０４ ３０ ７ ）
三种 重交 通石 油沥 青 ，性 能试 验表 明 ，三种 沥青 均符合 重 交通 石油 沥青技 术要 求 。沥青 组分 分析
（ Ｈ ６ 、Ｙ ７ １一 Ｙ ７ １ Ｈ ９ Ｈ、道改 ２号 ）和两种稳 定剂 （ ｄ、ＷＴ） ｗｊ ，对 改性 沥青 的主要 技术性 能 指标 （ 针入 度指数、软化点、５ ℃延度 等）进行综合 比选，从 而得 出每种基 质沥青最适合 的 改性 剂和稳定剂及其最佳掺配量 ，使 改性沥青性 能最优 ，可从根本上解决沥青面层 高、低 温
分析 （ ＭＡ） Ｄ 、傅 立 叶 变 换 红 外 线 分 析 （Ｙ Ｆ ｒ—
用 的机 理 以及改性剂结 构 与改性 产物性能 之间 的
关 系仍 是重点关 注的问题 。 进 行改 性 沥 青 配 方 优 化 设 计 ，是 对 Ｓ Ｓ改 Ｂ
性 沥青 及其 主要性 能指标研 究 的一次新 的探索 ，