瀝青力學(xué)指標(biāo)與瀝青常規(guī)指標(biāo)的灰色關(guān)聯(lián)度分析

瀝青力學(xué)指標(biāo)與瀝青常規(guī)指標(biāo)的灰色關(guān)聯(lián)度分析

1常規(guī)試驗項目本研究共有13種瀝青路，其中一種是基本瀝青路，三種是sd改性瀝青，其他三種是樹脂改性瀝青。力學(xué)試驗項目為:瀝青在60℃下的旋轉(zhuǎn)粘度和10℃下的拉伸韌度。常規(guī)試驗項目為:針入度、軟化點和延度,測試結(jié)果見表1。表1中的針入度溫度敏感性系數(shù)A是將針入度測試值(Pi)與測試溫度(T)按式(1)進(jìn)行回歸所得。當(dāng)量軟化點T800和當(dāng)量脆點T1.2是與針入度800和1.2所對應(yīng)的溫度,按式(1)進(jìn)行計算。2對瀝青路組日常測試指標(biāo)與機(jī)械性能指標(biāo)的相關(guān)性分析2.1各因素關(guān)聯(lián)度法在瀝青性能研究中,灰色系統(tǒng)關(guān)聯(lián)度分析法的應(yīng)用已有報道[1.2]。關(guān)聯(lián)度分析法是根據(jù)因素之間發(fā)展態(tài)勢的相似或相異程度,來衡量因素間關(guān)聯(lián)程度的方法。通過計算目標(biāo)值(參考數(shù)列)與影響因素(比較數(shù)列)的關(guān)聯(lián)度,及關(guān)聯(lián)度的排序,尋求影響目標(biāo)值的主要因素。首先對表1中數(shù)列進(jìn)行均值化處理,然后計算各比較數(shù)列與參考數(shù)列的關(guān)聯(lián)系數(shù)及關(guān)聯(lián)度。關(guān)聯(lián)度的計算方法在有關(guān)文獻(xiàn)中已詳細(xì)推導(dǎo),此處不在贅述。(1)針入度溫度敏感性系數(shù)對除試樣9以外的12組數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)度分析。以瀝青60℃粘度η60為參考數(shù)列X0,以針入度P25和P30為比較數(shù)列x1和x2,軟化點TR&B為比較數(shù)列x3,當(dāng)量軟化點T800為比較數(shù)列x4,針入度溫度敏感性系數(shù)A為比較數(shù)列x5。各比較數(shù)列與參考數(shù)列的關(guān)聯(lián)系數(shù)見表2,相應(yīng)的關(guān)聯(lián)度分別為:γ1=0.666(P25與60℃粘度的關(guān)聯(lián)度);γ2=0.663(P30與60℃粘度的關(guān)聯(lián)度);上述關(guān)聯(lián)序表明:對目標(biāo)值60℃粘度影響最大的是瀝青的當(dāng)量軟化點T800和軟化點TR&B,其次為針入度溫度敏感性系數(shù)A。而25℃和30℃針入度P的影響最小。瀝青是復(fù)雜的感溫性材料,其性能受溫度影響較大,25℃或30℃下的針入度難以反映瀝青的高溫粘度。而軟化點為等粘溫度,歷來被認(rèn)為是評價瀝青高溫性能的指標(biāo),所以與瀝青的高溫粘度有著較好的關(guān)聯(lián)程度。(2)與10韌度關(guān)聯(lián)序以瀝青的10℃韌度為參考數(shù)列,以瀝青的當(dāng)量脆點T1.2針入度P5和P15、延度D10和D15及針入度溫度敏感性系數(shù)A為比較數(shù)列。僅對表1中的9組有效數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,各比較數(shù)列與參考數(shù)列的關(guān)聯(lián)系數(shù)見表3,相應(yīng)的關(guān)聯(lián)度分別為:γ1=0.630(5℃針入度P5與10℃韌度的關(guān)聯(lián)度);γ2=0.594(15℃針入度P15與10℃韌度的關(guān)聯(lián)度);γ3=0.766(10℃延度D10與10℃韌度的關(guān)聯(lián)度);γ4=0.649(15℃延度D15與10℃韌度的關(guān)聯(lián)度);γ5=0.683(當(dāng)量脆點T1.2與10℃韌度的關(guān)聯(lián)度);γ6=0.569(針入度敏感性系數(shù)A與10℃韌度的關(guān)聯(lián)度)。關(guān)聯(lián)序:γ3>γ5>γ4>γ1>γ2>γ6。與瀝青10℃韌度關(guān)聯(lián)程度最好的是10℃延度D10,其次為當(dāng)量脆點T1.2、15℃延度D15和5℃針入度P5,最差的為15℃針入度P15和溫度敏感性系數(shù)A。本文所指韌度為拉力延度試驗曲線所包圍的面積,低溫韌度在一定程度上反映了瀝青的抗裂能力。低溫延度及當(dāng)量脆點是反映瀝青低溫塑性的指標(biāo),可以較好地反映瀝青的抗裂性,也可以較好地反映瀝青的韌性。2.2影響因素與目標(biāo)值相關(guān)性分析采用線形模型逐一對影響因素與目標(biāo)值進(jìn)行回歸分析,并對回歸模型進(jìn)行檢驗。在95%的置信水平上,相關(guān)性顯著的只有Z60~TR&B和Teu~D10,用式(2)和式(3)表示,相關(guān)系數(shù)分別為:0.8883和0.7256。結(jié)果表明:只有主要影響因素與目標(biāo)值間存在著顯著的線形相關(guān)性,其它指標(biāo)與目標(biāo)值間均無顯著的相關(guān)性。在灰色關(guān)聯(lián)分析中,為第一主要因素的T800與粘度Z60之間沒有顯著的相關(guān)性,說明關(guān)聯(lián)度分析與回歸分析得到的結(jié)論并不完全一致。3優(yōu)化試驗個數(shù)中的初始化化在進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)分析時,需對參考數(shù)列和比較數(shù)列進(jìn)行無量綱化處理,常用的方法為初值化和均值化。初值化是用數(shù)列的第一個數(shù)據(jù)去除數(shù)列中的每一個數(shù)據(jù)后得到的新數(shù)列,經(jīng)初值化的參考數(shù)列和比較數(shù)列具有同一起點。均值化是用數(shù)列的平均值去除數(shù)列中的每一個數(shù)據(jù)后得到的新數(shù)列。在筆者所進(jìn)行的有關(guān)分析工作中發(fā)現(xiàn),若采用初值化的方法對數(shù)列進(jìn)行無量綱處理,則關(guān)聯(lián)度的排序在很大程度上取決于所分析數(shù)列中的初值。表4中為某種混合料的強(qiáng)度與材料組成的測試數(shù)據(jù)。對表中數(shù)列進(jìn)行均值化處理后,不論以哪一組試樣為初值,得到的關(guān)聯(lián)序(見表5)是相同的,X3是主要因素。而用初值化方法對數(shù)列進(jìn)行無量綱處理時,若以試樣2的測試數(shù)據(jù)作為初值,所得關(guān)聯(lián)序與均值化處理略有不同,但主要因素還是一致的。而以試樣1的測試數(shù)據(jù)作為初值時,關(guān)聯(lián)度排序(見表5)發(fā)生了明顯的變化。原本排在最后的X2成了首要因素,其它兩個因素的影響程度幾乎相同。由此可見,調(diào)整試驗數(shù)列中的初值,可能會得出不同的判斷結(jié)果,這說明在初值化過程中存在著不合理因素。一般來說,初值化具有增值性,經(jīng)初值化處理后,初值小的數(shù)列發(fā)展態(tài)勢相對增加,而初值大的數(shù)列發(fā)展態(tài)勢變慢了。在初值化時,以哪一個數(shù)據(jù)作為初值,對于初值化后的數(shù)列發(fā)展勢態(tài)具有不同的影響。這種影響將導(dǎo)致參考數(shù)列與比較數(shù)列對應(yīng)數(shù)據(jù)差值的變化,而關(guān)聯(lián)系數(shù)是隨著該差值的增加而減小的。在進(jìn)行試驗數(shù)據(jù)整理時,常根據(jù)某種特征排列數(shù)據(jù),任一組數(shù)據(jù)均可能成為初值為了保證分析結(jié)果的一致性,對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)度分析時,不宜采用初值法,而應(yīng)采用均值法對數(shù)列進(jìn)行無量綱處理。4影響因素的均值化瀝青高溫粘度與軟化點,低溫韌度與低溫延度之間存在著較好相關(guān)性,這種關(guān)系不論采用灰色系統(tǒng)分析還是線形回歸分析均得到了證明。在關(guān)聯(lián)度分析中,瀝青的當(dāng)量軟化點是瀝青高溫粘度的主要影響因素,但兩者之間并不存在顯著的回歸關(guān)系。在采用灰色關(guān)聯(lián)分析進(jìn)行試驗因素分析時,應(yīng)采用均值