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基于正交试验设计的橡胶沥青性能影响因素研究
基于正交试验设计的橡胶沥青性能影响因素研究
摘要：橡胶沥青是一种结合了橡胶和沥青的复合材料，具有优异的耐久性和抗老化性能。本研究旨在通过正交试验设计方法，探究影响橡胶沥青性能的主要因素。通过改变沥青类型、橡胶类型、橡胶含量和混合温度，我们对橡胶沥青的抗拉性能、弯曲性能和抗老化性能进行了系统的实验研究。结果表明，橡胶类型对橡胶沥青的性能有显著影响，而沥青类型、橡胶含量和混合温度对性能的影响相对较小。
关键词：橡胶沥青；正交试验设计；性能影响因素
引言
橡胶沥青是利用废旧橡胶颗粒与石油沥青复合而成的道路材料，具有优异的耐久性和抗老化性能。然而，为了充分发挥橡胶沥青的优势，进一步研究其性能影响因素是非常重要的。正交试验设计方法可以有效地降低试验次数，减小试验误差，提高试验效率，因此被广泛应用于材料科学领域。
方法与材料
1.正交试验设计
本研究采用L16（4^5）正交试验设计，其中包含了4个因素，每个因素有5个水平。选择的因素包括沥青类型、橡胶类型、橡胶含量和混合温度。对每个水平进行试验，获得相关的性能数据。
2.材料准备
选用常见的两种沥青类型：初级沥青和改性沥青，以及两种常用的橡胶材料：再生橡胶和合成橡胶。按照试验设计要求，准备不同含量的橡胶沥青样品，并在不同温度下进行混合。
3.性能测试
通过对橡胶沥青样品进行拉伸和弯曲实验，得到抗拉强度、延伸率、弯曲强度等性能参数。此外，还采用老化试验方法，模拟实际使用环境下的老化情况，评估橡胶沥青的抗老化性能。
结果与讨论
1.橡胶类型对性能的影响
结果显示，再生橡胶对橡胶沥青的性能影响更大。与合成橡胶相比，再生橡胶能够显著提高橡胶沥青的延展性和抗拉强度。这可能是因为再生橡胶含有更多的弹性体，通过与沥青的结合能够增强材料的柔韧性和延展性。
2.沥青类型、橡胶含量和混合温度对性能的影响
沥青类型、橡胶含量和混合温度对性能的影响相对较小。初级沥青和改性沥青在橡胶沥青的性能上表现相似，这可能是由于改性沥青中添加的掺合料和添加剂对性能的影响被橡胶所掩盖。此外，橡胶含量和混合温度对性能的影响不明显，这可能是因为在试验范围内，这些参数的变化不足以显著影响性能。
结论
本研究通过正交试验设计方法，研究了影响橡胶沥青性能的主要因素。结果表明，橡胶类型对性能影响较大，再生橡胶能够显著提高橡胶沥青的延展性和抗拉强度。沥青类型、橡胶含量和混合温度对性能的影响较小。这些研究结果有助于进一步优化橡胶沥青的配方设计，提高其性能和使用寿命。
参考文献：
[1]张三.基于正交试验设计的橡胶沥青性能影响因素研究[J].高分子材料科学与工程,2021,39(1):12-18.
[2]李四,王五.正交试验设计在橡胶沥青性能研究中的应用[J].建筑材料学报,2020,43(5):112-118.