2017, Vol. 34扩展功能
文章信息
- 吕镇锋, 李波, 杨小龙, 魏永政, 张智豪
- LÜ Zhen-feng, LI Bo, YANG Xiao-long, WEI Yong-zheng, ZHANG Zhi-hao
- 基于逼近理想点排序法的废旧胶粉改性沥青生产工艺参数优选
- Production Process Parameter Optimization for Crumb Rubber Modified Asphalt Based on TOPSIS
- 公路交通科技, 2017, 34(4): 1-7
- Journal of Highway and Transportation Research and Denelopment, 2017, 34(4): 1-7
- 10.3969/j.issn.1002-0268.2017.04.001
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文章历史
- 收稿日期: 2016-07-11
2. 佛山市路桥建设有限公司, 广东 佛山 528313;
3. 兰州交通大学 土木工程学院, 甘肃 兰州 730070
2. Foshan Highway and Bridge Construction Co., Ltd., Foshan Guangdong 528313, China;
3. School of Civil Engineering, Lanzhou Jiaotong University, Lanzhou Gansu 730070, China
橡胶沥青是一个复杂的聚合物共混体系，影响其性能的因素众多，如何制备优质的橡胶沥青，生产工艺参数的优选十分关键[1-3]。Jeong[4]等的研究结果表明，反应时间及反应温度是影响橡胶沥青性能的最主要因素，温度越高、反应时间越长，橡胶沥青黏度及失效温度增加。叶智刚等[5]发现，随着搅拌时间、搅拌温度和搅拌速率的增大，废橡胶粉在沥青中的溶解量增加，还可以改善橡胶沥青的流变性能。杨永顺等[6]认为橡胶沥青的性能与反应温度、时间之间具有很强的依赖性。何立平等[7]通过正交试验确定了橡胶沥青制备的各项参数最佳范围为：胶粉掺量20%~25%；剪切时间30~60 min；剪切温度180~190 ℃。张苛等[8]研究发现，在搅拌温度为180~190 ℃，40~60目的胶粉掺量为18%~20%时，高速搅拌1 h生产的橡胶沥青综合性能较佳。可以看出，国外对于制备橡胶沥青的关键工艺参数有不同的认识，而国内虽然没有一个统一的生产工艺参数推荐值，但是一些参数的范围值也正在逐步达成共识。此外，国内的相关工艺参数的很多结论均是基于针入度、软化点、延度等现行规范单一指标得到的，而这些指标不仅不能全面反映橡胶沥青生产工艺参数对其路用性能的影响而且其对橡胶沥青的适用性仍是一个值得探讨的问题[9]。为此，本研究以废旧胶粉掺量、胶粉反应时间、橡胶沥青搅拌速率和反应温度为变量，制备了52种橡胶沥青样品，采用旋转黏度、动力剪切流变仪 (DSR) 对其流变特性进行测试, 在此基础上，利用逼近理想点排序法 (TOPSIS) 优选出了废旧胶粉改性沥青的最佳工艺参数组合。
1 原材料根据笔者项目组的前期研究结论，经优选认为SK90基质沥青用于生产橡胶沥青效果较好[10]，故本文选用甘肃某建设集团养护科技有限公司提供的SK90#基质沥青，其主要技术指标如表 1所示。采用某橡胶制品有限公司生产的40目常温橡胶粉，其物理化学指标满足相关技术规范要求，其物理化学指标分别见表 2、表 3。
| 针入度 (25 ℃，100 g，5 s)/0.1 mm | 延度 (5 cm/min，15 ℃)/cm | 软化点/℃ | RTFOT (163 ℃, 85 min) | ||
| 质量损失/% | 针入度比/% | 25 ℃延度/cm | |||
| 92.2 | ＞100 | 46.2 | 0.07 | 70 | 9 |
| 试验项目 | 体积密度/(kg·m-3) | 水分/% | 金属含量/% | 纤维含量/% |
| 检测结果 | 305.6 | 0 | 0.011 | 0.076 |
| 技术标准 | 260~460 | < 1 | < 0.03 | < 1 |
| 试验项目 | 灰分/% | 加热减量/% | 丙酮抽出物/% | 碳黑含量/% | 橡胶烃含量/% |
| 检测结果 | 7.5 | 0.75 | 7.6 | 29 | 50 |
| 技术标准 | ≤8 | ≤1 | ≤22 | ≥28 | ≥42 |
2 研究方案 2.1 橡胶沥青的制备工艺
将基质沥青加热至完全流动状态后倒入反应罐，在150 ℃恒温条件下保温60 min左右，然后快速将反应罐中沥青快速加热至反应温度。同时，将反应罐置于恒温磁力加热搅拌器中，缓慢加入橡胶粉，注意搅拌器搅拌速率的调节必须由慢到快逐渐增加至设定转速，橡胶粉与沥青搅拌响应时间后，倒入专门的沥青存放铝盒并密封，冷却至室温，并放置约24 h后进行其性能的测试。
2.2 橡胶沥青高温性能的测试本研究采用AR 1500ex动态剪切流变仪 (DSR) 对橡胶沥青的高温流变特性进行测试。根据文献研究结果，为防止胶粉颗粒对粘弹性结果的影响，对于较大粒径胶粉改性沥青，DSR测试时振荡板间距调整为2 mm，基质沥青及较小粒径 (40目和80目) 胶粉改性沥青，在测试时仍保持振荡板间距调整为1 mm。
2.3 橡胶沥青黏度的测试橡胶沥青的黏度测试温度为180 ℃，测试时采用27#转子，沥青质量为12.5 g，转速为20 r/min。
2.4 复数模量指数采用动态剪切流变仪 (DSR) 可准确测定沥青材料的力学性能，但只能反映沥青材料在某一温度时刻的力学特性，美国SHRP计划采用DSR对沥青流变特性进行测试，并通过复数模量指数法 (GTS) 来表征沥青随温度变化的力学特性，GTS是利用DSR表征沥青中、高温区的感温性能，其中GTS计算公式如下：
|
(1) |
式中，G*为复数模量；GTS为复数模量指数；T为测试温度；C为常数。
GTS可用来表征沥青在中高温区域的温度敏感性。GTS的绝对值越大，则表明该指标随温度的变化就越大[11]。
2.5 橡胶沥青的生产工艺组合为得到橡胶沥青合理的反应参数，深入研究各主要影响因素对橡胶沥青性能的影响，本研究采用3个掺量 (10%，15%和20%)、4个反应时间 (15，60，120 min和240 min)、3个搅拌速率 (1 000，2 000，3 000 r/min) 和反应温度 (160，190 ℃和220 ℃) 等不同工艺参数制备橡胶沥青，同时，检测各个沥青的黏度、失效温度、车辙因子并计算复数模量指数。以上工艺组合方案及其各个样品的实验结果见表 4。
| 编号 | 工艺参数 | 路用性能 | |||||||
| 掺量/% | 转速/ (r·min-1) | 温度/ ℃ | 时间/ min | 黏度/(Pa·s) | 车辙因子/kPa | 失效温度/℃ | GTS | ||
| No.1-1 | 10 | 1 000 | 160 | 15 | 0.224 | 1.694 | 76.34 | 5.048 6 | |
| No.1-2 | 10 | 1 000 | 160 | 60 | 0.225 | 2.001 | 75.22 | 4.761 1 | |
| No.1-3 | 10 | 1 000 | 160 | 120 | 0.251 | 1.914 | 76.76 | 4.969 8 | |
| No.1-4 | 10 | 1 000 | 160 | 240 | 0.271 | 2.014 | 76.88 | 4.935 3 | |
| No.2-1 | 20 | 1 000 | 160 | 15 | 1.547 | 4.075 | 83.54 | 4.333 9 | |
| No.2-2 | 20 | 1 000 | 160 | 60 | 1.607 | 4.808 | 85.38 | 3.977 8 | |
| No.2-3 | 20 | 1 000 | 160 | 120 | 1.637 | 4.624 | 85.31 | 4.019 1 | |
| No.2-4 | 20 | 1 000 | 160 | 240 | 1.963 | 5.349 | 87.33 | 3.755 8 | |
| No.3-1 | 10 | 2 000 | 160 | 15 | 0.251 | 1.4 | 73.51 | 5.283 5 | |
| No.3-2 | 10 | 2 000 | 160 | 60 | 0.237 | 1.663 | 75.06 | 5.089 1 | |
| No.3-3 | 10 | 2 000 | 160 | 120 | 0.26 | 1.792 | 75.85 | 4.946 2 | |
| No.3-4 | 10 | 2 000 | 160 | 240 | 0.279 | 1.95 | 76.7 | 4.845 6 | |
| No.4-1 | 10 | 1 000 | 190 | 15 | 0.292 | 1.778 | 75.81 | 4.888 2 | |
| No.4-2 | 10 | 1 000 | 190 | 60 | 0.31 | 1.987 | 76.59 | 4.507 9 | |
| No.4-3 | 10 | 1 000 | 190 | 120 | 0.327 | 1.927 | 76.7 | 4.602 | |
| No.4-4 | 10 | 1 000 | 190 | 240 | 0.342 | 1.809 | 76.41 | 4.464 2 | |
| No.5-1 | 10 | 2 000 | 190 | 15 | 0.295 | 1.798 | 75.68 | 4.833 5 | |
| No.5-2 | 10 | 2 000 | 190 | 60 | 0.305 | 2.002 | 76.9 | 4.771 1 | |
| No.5-3 | 10 | 2 000 | 190 | 120 | 0.311 | 1.932 | 76.63 | 4.693 7 | |
| No.5-4 | 10 | 2 000 | 190 | 240 | 0.36 | 1.866 | 76.63 | 4.428 4 | |
| No.6-1 | 15 | 2 000 | 190 | 15 | 0.584 | 3.02 | 80.9 | 4.519 7 | |
| No.6-2 | 15 | 2 000 | 190 | 60 | 0.577 | 3.111 | 80.3 | 4.400 8 | |
| No.6-3 | 15 | 2 000 | 190 | 120 | 0.783 | 2.751 | 82.1 | 4.093 | |
| No.6-4 | 15 | 2 000 | 190 | 240 | 0.935 | 2.93 | 81.83 | 3.980 1 | |
| No.7-1 | 20 | 2 000 | 190 | 15 | 1.52 | 5.17 | 86.38 | 3.899 2 | |
| No.7-2 | 20 | 2 000 | 190 | 60 | 2.2 | 5.509 | 88.24 | 3.593 5 | |
| No.7-3 | 20 | 2 000 | 190 | 120 | 2.28 | 4.986 | 88.22 | 3.458 8 | |
| No.7-4 | 20 | 2 000 | 190 | 240 | 2.3 | 4.342 | 87.14 | 3.432 4 | |
| No.8-1 | 10 | 3 000 | 190 | 15 | 0.295 | 1.817 | 76.02 | 4.851 4 | |
| No.8-2 | 10 | 3 000 | 190 | 60 | 0.351 | 2.044 | 77.49 | 4.459 4 | |
| No.8-3 | 10 | 3 000 | 190 | 120 | 0.349 | 1.959 | 76.77 | 4.587 6 | |
| No.8-4 | 10 | 3 000 | 190 | 240 | 0.365 | 1.652 | 75.62 | 4.490 9 | |
| No.9-1 | 10 | 1 000 | 220 | 15 | 0.335 | 1.968 | 76.82 | 4.611 | |
| No.9-2 | 10 | 1 000 | 220 | 60 | 0.394 | 1.936 | 77.1 | 4.434 7 | |
| No.9-3 | 10 | 1 000 | 220 | 120 | 0.281 | 2.073 | 77.29 | 4.731 8 | |
| No.9-4 | 10 | 1 000 | 220 | 240 | 0.242 | 2.497 | 78.1 | 5.027 2 | |
| No.10-1 | 10 | 3 000 | 220 | 15 | 0.374 | 1.694 | 75.68 | 4.556 | |
| No.10-2 | 10 | 3 000 | 220 | 60 | 0.256 | 1.535 | 74.42 | 4.947 6 | |
| No.10-3 | 10 | 3 000 | 220 | 120 | 0.229 | 2.497 | 78.19 | 5.027 2 | |
| No.10-4 | 10 | 3 000 | 220 | 240 | 0.23 | 3.023 | 79.85 | 4.941 1 | |
| No.11-1 | 15 | 3 000 | 220 | 15 | 0.925 | 2.976 | 81.99 | 4.004 | |
| No.11-2 | 15 | 3 000 | 220 | 60 | 0.97 | 2.79 | 79.07 | 4.041 7 | |
| No.11-3 | 15 | 3 000 | 220 | 120 | 0.631 | 1.129 | 71.68 | 5.165 3 | |
| No.11-4 | 15 | 3 000 | 220 | 240 | 0.206 | 1.853 | 77.37 | 4.953 7 | |
| No.12-1 | 20 | 3 000 | 220 | 15 | 2.443 | 4.708 | 88.93 | 3.276 4 | |
| No.12-2 | 20 | 3 000 | 220 | 60 | 1.407 | 2.606 | 81.87 | 3.568 4 | |
3 生产工艺对橡胶沥青性能 (黏度) 的影响 3.1 温度对橡胶沥青黏度的影响
以表 4中No.1，No.4，No.9组试验为例，研究当掺量 (10%)、搅拌速率 (1 000 rpm/min) 保持不变，温度变化时对橡胶沥青黏度的影响，结果如图 1所示。
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| 图 1 温度对橡胶沥青性能的影响 Fig. 1 Influence of temperature on property of asphalt rubber |
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可以看出，反应温度对橡胶沥青的黏度具有至关重要的作用。当反应时间为15 min和60 min时，随着温度的增加，橡胶沥青黏度逐渐增加；在120 min和240 min时，随着温度的增加，黏度呈先增大后减小的趋势。且当温度为160 ℃和190 ℃时，随着反应时间的增加，橡胶沥青的黏度逐渐增加，且当反应时间相同时，190 ℃沥青黏度明显高于160 ℃时沥青黏度，其在15，60，120 min和240 min的增量分别为30.4%，38%，30.5%和26.3%。可见，当温度在一定范围时，温度的增加可显著提高橡胶沥青黏度[12-13]。
3.2 胶粉掺量对橡胶沥青黏度的影响选取反应温度和搅拌时间分别为190 ℃和2 000 Hz时，胶粉掺量对橡胶沥青黏度的影响结果 (表 4中的No.5，No.6，No.7) 如图 2所示。
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| 图 2 不同胶粉掺量下的橡胶沥青黏度 Fig. 2 Viscosity vs. crumb rubber powder content of asphalt rubber |
| |
从图 2可以看出，胶粉掺量对沥青黏度也有显著性作用。掺量越高，沥青黏度的增量也越大，与掺量10%的胶粉相比，掺量为15%的橡胶沥青黏度平均可增加2~3倍，而掺量为20%的橡胶沥青黏度平均可增加6~7倍。且当掺量较小时，黏度随反应时间增加呈递增趋势；但当掺量较大 (20%) 时，在反应过程中，黏度在反应初期快速增加，此后增幅减缓，呈平稳状态。这主要是因为当胶粉掺量较小时，沥青中含有充足的轻质油分，胶粉逐渐吸收油分直至饱和状态，在这过程中沥青黏度增加；而当胶粉掺量较大时，大量的胶粉由于吸收沥青中有限含量的轻质油分，随着沥青轻质组分含量的逐渐减低和溶胀作用的减弱，胶粉间的交联作用减小，分子力下降，且随着胶粉掺量的增加，橡胶粉则会出现微弱的抱团现象，这同样阻碍了胶粉的溶胀反应及胶粉间的交联作用，从而使得黏度逐渐趋于稳定[14-15]。
3.3 搅拌速率对橡胶沥青黏度的影响搅拌速率对橡胶沥青黏度的影响 (表 4中的No.4，No.5，No.8) 如图 3所示。
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| 图 3 不同搅拌速率下橡胶沥青的黏度 Fig. 3 Viscosity vs. stirring rate of asphalt rubber |
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从图 3中可以看出，同种胶粉掺量、相同温度条件下，搅拌速率对黏度产生一定影响，具体表现为当搅拌时间较短时，不同搅拌速率的橡胶沥青黏度相同，表明在较短时间内，不同搅拌速率对沥青黏度的影响较小。但随着时间的增加，在较低搅拌速率情况下，沥青黏度随着时间的增长而逐渐增加，且2 000 r/min时沥青黏度的增幅要高于1 000 r/min时沥青黏度随时间的增幅；当搅拌速率为3 000 r/min时，黏度表现为在反应初期就快速增长并迅速达到平衡，在60 min后，沥青黏度即保持稳定，同时，3种不同搅拌速率的橡胶沥青在240 min的黏度值相近。这主要是由于搅拌速率的增加可显著提高胶粉与沥青内部反应速率，在高搅拌速率条件下，胶粉与沥青的反应在短时间内达到稳定状态，从而使得黏度保持不变，而低搅拌速率时胶粉与沥青逐步反应并达到稳定状态[16]。
4 基于TOPSIS的橡胶沥青生产工艺优选 4.1 TOPSIS的基本原理TOPSIS (Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution) 方法是系统工程中有限方案多目标决策分析的一种常用方法。其基本思想是：基于归一化的原始数据矩阵，找出有限方案中的最优方案和最劣方案 (分别用最优向量和最劣向量表示)，然后分别计算各评价对象与最优方案和最劣方案的距离，获得各评价对象与最优方案的相对接近程度，以此作为评价优劣的依据。具体计算方法如下[17-18]：
(1) 构造决策矩阵
设有n个评价对象，m个评价指标，原始数据可写为矩阵X=(Xij)n×m。采用向量规范化公式对原始数据进行变换：
|
(2) |
(2) 构成加权规范矩阵
归一化得到矩阵Y=(Yij)n×m，其各列最大值和最小值构成的最优、最劣向量分别为：
|
(3) |
(3) 计算距离
第i个评价对象与最优、最劣方案的距离为
|
(4) |
(4) 计算各个方案到理想点的相对接近度
计算各个方案到理想点的相对接近度，如式 (5) 所示：
|
(5) |
(5) 排序
根据相对接近度CI对各个方案做出优劣排序。
4.2 数据处理根据式 (2) 对表 4中的各评价指标数据进行标准化处理，得到数据变化矩阵，如表 5所示。根据式 (3) 从而得到各指标数据的最优向量和最劣向量，分别为：
|
根据式 (4) 与式 (5) 分别计算距离和各个指标到理想点的相对接近度，各个样本排序指标值，结果如表 5所示。
| 编号 | 黏度/(Pa·s) | 车辙因子/kPa | 失效温度/℃ | GTS | D+ | D- | 指标CI | 名次 |
| No.1-1 | 0.033 9 | 0.086 5 | 0.142 1 | 0.128 | 0.395 4 | 0.030 8 | 0.072 2 | 43 |
| No.1-2 | 0.034 1 | 0.102 2 | 0.14 | 0.135 8 | 0.386 6 | 0.047 1 | 0.108 5 | 33 |
| No.1-3 | 0.038 | 0.097 7 | 0.142 9 | 0.130 1 | 0.386 | 0.042 5 | 0.099 1 | 37 |
| No.1-4 | 0.041 1 | 0.102 9 | 0.143 1 | 0.131 | 0.380 8 | 0.048 | 0.112 | 31 |
| No.2-1 | 0.234 4 | 0.208 1 | 0.155 5 | 0.149 1 | 0.161 9 | 0.255 2 | 0.611 8 | 9 |
| No.2-2 | 0.243 5 | 0.245 5 | 0.158 9 | 0.162 5 | 0.136 3 | 0.287 4 | 0.678 3 | 6 |
| No.2-3 | 0.248 | 0.236 1 | 0.158 8 | 0.160 8 | 0.135 4 | 0.284 6 | 0.677 6 | 7 |
| No.2-4 | 0.297 4 | 0.273 2 | 0.162 5 | 0.172 1 | 0.077 4 | 0.347 3 | 0.817 7 | 5 |
| No.3-1 | 0.038 | 0.071 5 | 0.136 8 | 0.122 3 | 0.400 9 | 0.015 8 | 0.037 9 | 46 |
| No.3-2 | 0.035 9 | 0.084 9 | 0.139 7 | 0.127 | 0.394 8 | 0.028 8 | 0.067 9 | 44 |
| No.3-3 | 0.039 4 | 0.091 5 | 0.141 2 | 0.130 7 | 0.387 9 | 0.036 6 | 0.086 3 | 42 |
| No.3-4 | 0.042 3 | 0.099 6 | 0.142 8 | 0.133 4 | 0.380 9 | 0.045 7 | 0.107 1 | 34 |
| No.4-1 | 0.044 2 | 0.090 8 | 0.141 1 | 0.132 2 | 0.383 8 | 0.037 8 | 0.089 5 | 41 |
| No.4-2 | 0.047 | 0.101 5 | 0.142 5 | 0.143 4 | 0.374 4 | 0.051 9 | 0.121 8 | 25 |
| No.4-3 | 0.049 5 | 0.098 4 | 0.142 8 | 0.140 4 | 0.374 1 | 0.049 1 | 0.116 | 29 |
| No.4-4 | 0.051 8 | 0.092 4 | 0.142 2 | 0.144 8 | 0.374 6 | 0.047 | 0.111 6 | 32 |
| No.5-1 | 0.044 7 | 0.091 8 | 0.140 9 | 0.133 7 | 0.382 7 | 0.039 2 | 0.092 8 | 39 |
| No.5-2 | 0.046 2 | 0.102 2 | 0.143 1 | 0.135 5 | 0.375 9 | 0.049 8 | 0.117 | 28 |
| No.5-3 | 0.047 1 | 0.098 7 | 0.142 6 | 0.137 7 | 0.376 5 | 0.047 5 | 0.112 | 30 |
| No.5-4 | 0.054 5 | 0.095 3 | 0.142 6 | 0.146 | 0.370 6 | 0.051 | 0.121 | 27 |
| No.6-1 | 0.088 5 | 0.154 2 | 0.150 6 | 0.143 | 0.314 1 | 0.115 4 | 0.268 8 | 16 |
| No.6-2 | 0.087 4 | 0.158 9 | 0.149 5 | 0.146 9 | 0.312 6 | 0.119 4 | 0.276 4 | 15 |
| No.6-3 | 0.118 6 | 0.140 5 | 0.152 8 | 0.157 9 | 0.291 2 | 0.127 1 | 0.303 8 | 14 |
| No.6-4 | 0.141 6 | 0.149 6 | 0.152 3 | 0.162 4 | 0.266 3 | 0.150 4 | 0.360 9 | 11 |
| No.7-1 | 0.230 3 | 0.264 | 0.160 8 | 0.165 8 | 0.144 5 | 0.291 3 | 0.668 5 | 8 |
| No.7-2 | 0.318 6 | 0.281 3 | 0.164 2 | 0.179 9 | 0.054 4 | 0.37 | 0.871 8 | 3 |
| No.7-3 | 0.345 4 | 0.254 6 | 0.164 2 | 0.186 9 | 0.037 9 | 0.377 7 | 0.908 9 | 1 |
| No.7-4 | 0.348 4 | 0.221 7 | 0.162 2 | 0.188 3 | 0.064 1 | 0.364 3 | 0.850 3 | 4 |
| No.8-1 | 0.044 7 | 0.092 8 | 0.141 5 | 0.133 2 | 0.382 3 | 0.04 | 0.094 7 | 38 |
| No.8-2 | 0.053 2 | 0.104 4 | 0.144 2 | 0.144 9 | 0.367 4 | 0.057 4 | 0.135 1 | 21 |
| No.8-3 | 0.052 9 | 0.1 | 0.142 9 | 0.140 9 | 0.370 4 | 0.052 | 0.123 | 23 |
| No.8-4 | 0.055 3 | 0.084 4 | 0.140 7 | 0.143 9 | 0.376 | 0.042 6 | 0.101 7 | 36 |
| No.9-1 | 0.050 8 | 0.100 5 | 0.143 | 0.140 2 | 0.372 1 | 0.051 3 | 0.121 1 | 26 |
| No.9-2 | 0.059 7 | 0.098 9 | 0.143 5 | 0.145 7 | 0.364 4 | 0.056 2 | 0.133 6 | 22 |
| No.9-3 | 0.042 6 | 0.105 9 | 0.143 8 | 0.136 6 | 0.377 1 | 0.052 6 | 0.122 4 | 24 |
| No.9-4 | 0.036 7 | 0.127 5 | 0.145 4 | 0.128 6 | 0.374 1 | 0.071 4 | 0.160 2 | 18 |
| No.10-1 | 0.056 7 | 0.086 5 | 0.140 9 | 0.141 9 | 0.374 | 0.043 8 | 0.104 8 | 35 |
| No.10-2 | 0.038 8 | 0.078 4 | 0.138 5 | 0.130 6 | 0.395 1 | 0.024 1 | 0.057 6 | 45 |
| No.10-3 | 0.034 7 | 0.127 5 | 0.145 5 | 0.128 6 | 0.375 9 | 0.071 3 | 0.159 4 | 19 |
| No.10-4 | 0.034 8 | 0.154 4 | 0.148 6 | 0.130 8 | 0.365 | 0.098 3 | 0.212 3 | 17 |
| No.11-1 | 0.140 1 | 0.152 | 0.152 6 | 0.161 4 | 0.266 6 | 0.150 5 | 0.360 9 | 12 |
| No.11-2 | 0.147 | 0.142 5 | 0.147 2 | 0.159 9 | 0.266 1 | 0.149 | 0.358 9 | 13 |
| No.11-3 | 0.095 6 | 0.057 7 | 0.133 4 | 0.125 1 | 0.362 8 | 0.064 4 | 0.150 8 | 20 |
| No.11-4 | 0.031 2 | 0.094 6 | 0.144 | 0.130 5 | 0.393 2 | 0.039 3 | 0.090 9 | 40 |
| No.12-1 | 0.370 1 | 0.240 4 | 0.165 5 | 0.197 3 | 0.040 9 | 0.393 6 | 0.905 9 | 2 |
| No.12-2 | 0.213 2 | 0.133 1 | 0.152 4 | 0.181 1 | 0.216 9 | 0.206 4 | 0.487 6 | 10 |
4.3 结果分析
从表 5中可以看出，各项指标最优的橡胶沥青生产工艺参数排名前5的样本分别为No.7-3>No.12-1> No.7-2>No.7-4>No.2-4，即当温度较低 (160 ℃) 时，橡胶沥青需通过增加反应时间来提高其性能，即此时影响橡胶沥青性能的主要因素为反应时间；当温度为190 ℃时，除No.7-1外，其他各组排名都很接近；而当温度为220 ℃时，橡胶沥青在很短的时间内其性能即可达到最优。
而在实际生产过程中，当沥青温度过高 (220 ℃) 时，一方面沥青容易发生老化，另一方面橡胶沥青反应时间不好控制。由表 5可知，反应时间为15 min时，No.12-1排名第2;但当反应时间为60 min时，No.12-2排名第10，这就为实际操作中时间控制带来不便，因此，橡胶沥青生产时温度不宜太高。通过TOPSIS综合评价，本研究选用橡胶沥青反应温度为190 ℃，胶粉掺量为20%。还可以看出，No.7-2和No.7-3的各项指标都非常接近，但No.7-3的反应时间是No.7-2的两倍，基于经济因素的考虑，本研究最终选定橡胶沥青生产的最优样本为No.7-2，其参数为反应温度190 ℃、胶粉掺量为20%、搅拌速率为2 000 r/min、反应时间为60 min。
5 结论(1) 橡胶沥青生产工艺参数中的反应时间与生产温度存在交互影响。当制备稳定较低时，影响橡胶沥青性能的主要因素为反应时间；温度较高时，橡胶沥青在很短的时间内其性能即可达到最优。
(2) 基于TOPSIS法对橡胶沥青路用性能综合评价结果推荐的最优制备工艺参数为:反应温度190 ℃, 胶粉掺量为20%, 搅拌速率为2 000 r/min, 反应时间为60 min。
(3) 本研究得出的最佳工艺参数是基于有限的沥青与废旧胶粉样本得到的，有必要进一步考虑增加更多的胶粉、沥青样本以验证推荐的工艺参数。
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