瀝青組分對瀝青性能影響的關(guān)聯(lián)分析

1、    瀝青組分對瀝青性能影響的關(guān)聯(lián)分析    黃志勇【摘 要】瀝青性能的差異取決于瀝青的化學(xué)組成，在進行瀝青性能的研究中，期待得到一種瀝青組分與性能之間的關(guān)聯(lián)，本文分析幾種瀝青組分與性能之間的關(guān)聯(lián)程度，以確定影響瀝青性能的關(guān)鍵因素。分別以瀝青的針入度、軟化點、延度、粘度、pg分級相關(guān)數(shù)值作為參考數(shù)列，以瀝青質(zhì)、飽和分、芳香分、膠質(zhì)作為比較數(shù)列，應(yīng)用關(guān)聯(lián)度計算軟件，計算四組分對瀝青性能的關(guān)聯(lián)系數(shù)。【關(guān)鍵詞】瀝青；組分；性能1 瀝青組分與三大指標(biāo)間的關(guān)聯(lián)分析選取同一瀝青的原樣瀝青、rtfot/pav老化后瀝青的針入度、軟化點、延度為參考數(shù)列，分別計算老化前

2、后esso90#、sk90#、sk70#瀝青三大指標(biāo)與瀝青四組分的關(guān)聯(lián)系數(shù)。研究發(fā)現(xiàn)，飽和分、芳香分對瀝青老化前后針入度影響最大，其次是膠質(zhì)，瀝青質(zhì)的影響最小；膠質(zhì)對瀝青老化前后軟化點變化影響最大，瀝青質(zhì)次之，飽和分、芳香分的影響最??；飽和分、芳香分對瀝青老化前后延度影響最大，其次是膠質(zhì)，瀝青質(zhì)影響最小。這表明，膠質(zhì)、瀝青質(zhì)對瀝青高溫性能影響較大，飽和分、芳香分對瀝青低溫性能的影響較大。其原因是，飽和分是強的增塑劑，在瀝青中主要使瀝青質(zhì)膠質(zhì)塑化，因此飽和分對瀝青針入度及延度的影響較大。膠質(zhì)、瀝青質(zhì)具有較好的高溫性能，因此膠質(zhì)、瀝青質(zhì)的存在增強了瀝青高溫性能。2 瀝青組分與布氏粘度間的關(guān)聯(lián)分析選

3、取同一瀝青的原樣瀝青、rtfot/pav 老化后瀝青的粘度作為參考數(shù)列，分別計算老化前后esso90#、sk90#、sk70#瀝青粘度與瀝青四組分的關(guān)聯(lián)系數(shù)。在120、135、150、165時，對于esso90#瀝青、sk90#瀝青、sk70#瀝青，瀝青質(zhì)對瀝青老化前后粘度變化影響最大，膠質(zhì)次之，飽和分、芳香分對粘度影響最小。其原因是，瀝青質(zhì)是強的增稠劑，它在瀝青中的一個重要影響是增強瀝青的粘附性，因此如果要制備粘度較高的瀝青，應(yīng)該以瀝青質(zhì)含量較高的瀝青為佳。3 瀝青組分與pg分級相關(guān)數(shù)值間的關(guān)聯(lián)分析計算關(guān)聯(lián)系數(shù)時，選取同一老化狀態(tài)下的不同瀝青作為參考數(shù)列，分別計算不同瀝青在原樣瀝青、rtfo

4、t/pav老化后瀝青的dsr、bbr各項指標(biāo)與瀝青四組分的關(guān)聯(lián)系數(shù)。研究發(fā)現(xiàn)，在70 時，膠質(zhì)對不同瀝青的抗車轍因子g*/sin（）影響最大（單位pa）。對于瀝青抗疲勞性能，本文比較關(guān)心的溫度為+4時的抗疲勞性能，其中 tg、td分別為高溫、低溫。針對所選瀝青，即為25 。在25 時，飽和分對不同瀝青的疲勞因子g*/sin（）影響最大（單位kpa），其次為瀝青質(zhì)，再次為膠質(zhì)，芳香分的影響最小。在低溫環(huán)境下，芳香分對不同瀝青蠕變勁度s的影響最大，其次為瀝青質(zhì)及膠質(zhì)，飽和分的影響最??；飽和分對瀝青蠕變速率m的影響最小。綜上所述，膠質(zhì)對不同瀝青的高溫流變性能影響最大，芳香分對不同瀝青的低溫流變性能影

5、響較大。4 瀝青組分與瀝青與粗集料粘附性的關(guān)聯(lián)分析為便于分析組分與粘度的關(guān)聯(lián)性，本文匯總了瀝青與石灰?guī)r集料粘附性等級與10種國產(chǎn)道路石油瀝青的四組分?jǐn)?shù)據(jù)，通過關(guān)聯(lián)度排序可以看出，瀝青與玄武巖粘附等級的各因素影響程度由高到低排序為：飽和分含量>膠質(zhì)與瀝青質(zhì)含量之和>膠質(zhì)含量>芳香分含量>瀝青質(zhì)含量>膠質(zhì)與瀝青質(zhì)含量之比，即飽和分含量的影響程度最高。瀝青與石灰?guī)r粘附等級的關(guān)聯(lián)度排序為：膠質(zhì)含量>膠質(zhì)與瀝青質(zhì)含量之和>芳香分含量>飽和分含量>瀝青質(zhì)含量>膠質(zhì)與瀝青質(zhì)含量比值，即膠質(zhì)含量具有最大的影響程度?；谊P(guān)聯(lián)分析結(jié)果表明，瀝青與以上兩種集

6、料粘附率的影響因素關(guān)聯(lián)度具有相同的排序結(jié)果，即對于兩種類型集料，膠質(zhì)含量均對粘附性具有最高的影響程度。同時組分分析理論認為，膠質(zhì)的重要作用在于作為一種膠溶劑，對瀝青與石料的粘附作用起至關(guān)重要的作用。因此，膠質(zhì)含量愈多，對瀝青與集料的粘附性影響程度愈高。這表明組分分析理論反映了灰關(guān)聯(lián)分析結(jié)果的有效性。從物理化學(xué)的角度來分析，瀝青與礦料系統(tǒng)的相互作用是吸附過程，礦質(zhì)集料與瀝青中分子量較大的組分如瀝青質(zhì)和膠質(zhì)具有較強的吸附能力，其吸附量明顯高于芳香分。在瀝青4種組分中，飽和分是非極性物質(zhì)，分子量低，吸附作用較弱，吸附量最。而具有極性或表面活性物質(zhì)較多的膠質(zhì)和瀝青質(zhì)，易于和集料表面的礦物成分發(fā)生極性吸

7、附和化學(xué)吸附，且不易脫落。結(jié)合灰關(guān)聯(lián)分析結(jié)果可知，對于不同酸堿性質(zhì)的集料，選擇瀝青時應(yīng)注意不同組分的比例關(guān)系。因此，為了提高瀝青與集料的粘附性，集料類型為堿性時，應(yīng)選擇膠質(zhì)含量、膠質(zhì)與瀝青質(zhì)含量之和較多的瀝青；而集料類型為弱堿性或中性時，則應(yīng)選擇膠質(zhì)含量、飽和分含量較多的瀝青。5 結(jié)論（1）通過對瀝青與瀝青四組分的灰色關(guān)聯(lián)分析，比較關(guān)聯(lián)系數(shù)大小得出：膠質(zhì)對瀝青高溫性能的影響最大，芳香分對瀝青低溫性能影響較大；對瀝青老化前后粘度 變化影響最大，膠質(zhì)次之，飽和分、芳香分對粘度影響較小。（2）從物理化學(xué)的角度并結(jié)合灰關(guān)聯(lián)分析結(jié)果表明，為提高瀝青與集料的粘附性，對于不同酸堿性質(zhì)的集料，選擇瀝青時應(yīng)注意不同組分的比例關(guān)系。集料類型為堿性時，應(yīng)選擇膠質(zhì)含量、膠質(zhì)與瀝青質(zhì)含量之和較多的瀝青，而集料類型為弱堿性或中性時，應(yīng)選擇膠質(zhì)含量、飽和分含量較多的瀝青。【參考文獻】1高山松.瀝青組成對其粘度影響的灰色關(guān)聯(lián)分析j.石油瀝青，2008，22（2）：66-68.2李立寒.瀝青性能指標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)程度分析j.石油瀝青，2000，14（3）：6-10.3李波，韓森，徐鷗明，等.基于主成分分析法的瀝青路面使用性能評