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基于响应曲面法的PCB/WCF改性沥青混合料优化设计
| 题名： | 基于响应曲面法的PCB/WCF改性沥青混合料优化设计 |
| 作者： | 甘有为 1 李闯民 1,2 邓覃浩 1 甘新众 3 |
| 作者单位： | 1. 长沙理工大学交通运输工程学院2. 长沙理工大学道路结构与材料交通行业重点实验室3. 宜春市公路事业发展中心 |
| 关键词： | 道路工程;试验设计与优化;响应曲面法;PCB/WCF改性沥青混合料;性能预测模型; |
| 摘要： | 为改善废轮胎热解炭黑(PCB)改性沥青混合料的水稳定性，利用废弃鸡羽毛(WCF)的羊毛状纤维有益于沥青混合料水稳定性提升的特点，制备了AC-13 PCB/WCF改性沥青混合料。首先通过激光粒度仪，扫描电子显微镜与能谱仪分析了PCB与WCF的微观形貌与表面化学元素分布。然后基于响应曲面法(RSM)设计了PCB掺量、WCF掺量以及油石比对沥青混合料AC-13的空隙率、马歇尔稳定度以及冻融劈裂抗拉强度比影响的试验方案。最后通过方差分析(ANOVA)方法研究了3个自变量及其交互作用对沥青混合料的空隙率、马歇尔稳定度以及冻融劈裂抗拉强度比的影响，并建立了PCB/WCF改性沥青混合料AC-13性能预测模型。结果表明：PCB的粒径分布集中在197～358 nm,表面灰分会降低PCB与沥青的相容性；WCF羽轴两侧的羽片呈扇状分布，主要化学元素为碳、氮、氧、硫。由优化模型获得的PCB/WCF改性沥青混合料AC-13最佳优化参数为，PCB掺量0.52%,WCF掺量0.36%以及油石比5.5%;对应预测值为空隙率3.85%,马歇尔稳定度11.79 kN以及冻融劈裂抗拉强度比84.56%;基于最优参数配合比制备的PCB/WCF改性沥青混合料AC-13验证试验结果为空隙率3.69%,马歇尔稳定度11.6 kN以及冻融劈裂抗拉强度比84.9%,且都在95%置信区间内，表明模型具有较好的预测能力；优化设计的PCB/WCF改性沥青混合料AC-13的预测值和试验验证值均满足中国改性沥青混合料的性能要求。 |
| 期刊名称： | 公路交通科技 |
| 出版日期： | 202404 |
| 出版年： | 2024 |
| 期： | 9 |
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