废旧玻璃在沥青混合料中的应用研究进展

近年我国公路建设迅速发展,2016年高速公路总里程达到13.10万公里,其中沥青路面占95%以上。沥青路面的建设使沥青和石料等自然资源大量消耗,给环境资源带来较大负担。为缓解道路建设对天然石料的消耗,国内外学者开展了固体废弃物在沥青混凝土中的回收再利用研究。与此同时,鉴于废旧玻璃的不断增多和处理方法的缺陷,寻求废旧玻璃的有效处理途径已是当务之急。利用废旧玻璃这种常见生活及工业废弃物替代部分天然石料进行沥青混凝土的制备则是有效的解决方法之一。已有研究表明,废旧玻璃破碎后具有耐磨、抗滑、反光、渗水性强等特性,替代部分集料制备废旧玻璃沥青混凝土作为面层,可一定程度改善路面耐磨、抗滑、透水等路用性能。当前,废旧玻璃在沥青混凝土中的应用面临一系列问题。废旧玻璃材料质脆,主要成分SiO2为亲水性材料,掺入后沥青混凝土的强度及耐久性受到一定程度的影响。废旧玻璃来源丰富,多为生活垃圾,其回收、筛选、破碎等处理过程复杂,在我国回收利用率较低,且道路工程中对原材料杂质含量要求较高,这就抬高了废旧玻璃回收利用的技术要求及成本。基于以上问题,研究者对废旧玻璃的工程特性和材料组成以及废旧玻璃沥青混凝土的路用性能和力学特性开展了进一步研究。研究结果表明,玻璃颗粒尺寸、掺量保持在一定范围内,在一定掺入方式下,沥青混凝土强度及路用特性均满足规范要求。加入抗剥落剂或使用改性沥青,废旧玻璃沥青混凝土的水稳定性明显提升。混合料疲劳寿命不易受废旧玻璃集料影响,在一定掺量及颗粒尺寸下,抗疲劳特性较好;蠕变特性与普通沥青混合料相似,在一定应力与温度范围内,蠕变变形小于普通沥青混合料,且可用常见流变模型来描述其永久变形特性。本文归纳总结了废旧玻璃材料作为沥青混合料集料的物理力学性能,废旧玻璃沥青混合料的材料组成设计方法,废旧玻璃对沥青混合料的路用性能和表面特性的影响规律,并展望了该领域未来的发展趋势。     

公路废旧沥青混合料再生利用的探讨

本文对公路废旧沥青材料的回收再生利用做了深入的分析,在成功经验上进行了经济比较,阐述了其中的施工工艺和技术要点,供广大公路技术人员参考。     

废旧沥青混合料在路面基层中的应用研究进展

路面基层建造中通常会使用大量的天然石料,这会给环境资源带来较大负担。而沥青路面每年的养护修补会产生大量的废旧沥青混合料(RAP),为缓解基层建造过程中对天然石料的消耗,国内外学者开展了废旧料替代部分天然石料进行水泥稳定碎石基层的设计与性能研究。研究表明,含有老化沥青的废旧料在一定程度上能改善水泥稳定碎石基层的路用性能,延长路面的寿命;但是当前废旧料在基层中的推广应用也存在一系列问题,如掺入方式以及掺量仍有较大争议,未经处理无法直接用于基层等。基于此,本文归纳总结了废旧沥青混合料的基本特性及分类、废旧沥青混合料掺入对水泥稳定基层击实特性、无侧限抗压强度、加州承载比、劈裂性能等路用性能的影响以及RAP最佳掺量分析,并展望了RAP在水泥稳定碎石基层领域未来的发展趋势。     

聚酯纤维在沥青混合料中的应用

当前公路交通向着交通密度大、轴载重、渠化交通的方向发展,对道路的使用性能提出更高的要求,沥青混凝土路面作为主要的路面结构形式,要提高其路面使用性能,提高沥青混合料性能是关键,而掺加聚酯纤维是目前工程界较为关注的提高沥青混合料性能的技术措施之一。     

生物沥青研究进展综述

生物沥青是相对于石油沥青的一种新型材料,它由生物质快速热裂解制备生物油,继而制备而成。生物油是生物沥青的基础,因此首先分析了生物油的制备机制及生物油的组成和性质,然后阐述了生物沥青的制备方法与应用方式,并总结了国内外生物沥青结合料和混合料的研究现状及发展前景。现有研究表明,生物沥青具有较好的使用性能,加之其具有经济环保、可再生等石油沥青无法比拟的优点,必将成为未来道路用沥青材料研究发展的新方向。     

废旧沥青混合料在水泥稳定基层中的应用

为了更好地将废旧沥青混合料应用于水泥稳定基层中,本文对废旧沥青混合料在水泥稳定基层中应用的工艺、研究进展进行了总结。根据应用工序的不同,将废旧沥青混合料在水泥稳定基层中的应用分为直接再生及加工后再生两种方式的研究进展进行了分析。     

植物油再生沥青流变特性及机理分析

针对传统石化油基再生剂价格高昂且性能不稳定等问题,本文以棕榈油为基础油分,添加增塑剂、抗老化剂制备了一种新型再生剂,分别采用动态剪切流变实验、小梁弯曲流变实验和傅里叶红外光谱实验,分析了该再生剂对老化沥青流变特性的影响以及对老化沥青的再生机理,并进一步利用再生混合料综合路用性能实验验证了该再生剂在工程应用的可行性。研究表明：随着再生剂掺量的增加,沥青高温性能减弱而低温抗裂性提升,建议根据再生混合料应用层位、交通荷载、气候条件等因素,综合考虑混合料性能需求,确定适宜的再生剂掺量。CA函数可以用于构建再生沥青复数模量与相位角主曲线,随着再生剂掺量的增加,再生沥青复数模量及位移因子降低而相位角增大,再生剂的掺入改善了沥青的感温性。Burgers模型能够定量分析再生沥青粘弹性变化,随着再生剂含量的增大,沥青的松弛时间缩短而延迟时间延长,再生剂提高了沥青的黏性比例。该植物油再生剂与老化沥青混合未发生化学反应,主要通过补充轻质油分并调节组分比例以恢复老化沥青的流变性能,且再生沥青混合料具有良好的高温抗车辙、低温抗开裂及抗水损坏能力,工程应用前景广阔。     

钢渣沥青混凝土技术及其应用研究进展

钢渣常被当成工业废弃物处置,但其碱性强、棱角丰富,兼具有优异的力学特性,可以改善沥青混凝土的抗水损害、抗高温变形以及耐磨和抗滑等性能,被认为是可替代天然矿质集料的理想筑路材料。近年来道路建设对集料用量的高需求与天然集料短缺之间的矛盾越来越突出,钢渣沥青混凝土技术因而成为备受关注的热点。概述了钢渣的材料特性以及钢渣沥青混凝土的设计与性能,介绍了钢渣沥青混凝土的实际应用情况,研究了钢渣沥青混凝土长期应用后的路面性能变化,最后对钢渣沥青混凝土未来的发展趋势进行了展望。     

掺生物沥青的乳化沥青冷再生混合料强度特性及路用性能研究

再生剂对老化沥青混合料的改善作用,可使老化沥青混合料的路用性能在一定程度上恢复还原。在进行再生沥青路面混合料设计之前,必须对旧料中沥青的含量及性质、旧料的级配组成及技术指标等进行全面了解,以确定回收的废旧沥青和旧集料性质,为新添集料性质、级配提供掺量依据。本文分析了掺生物沥青的乳化沥青冷再生混合料的概况,对原材料配比和乳化沥青制备情况进行了阐述,接着对不同的生物重油掺量乳化沥青再生混合料力学强度进行实验分析,最后总结了不同生物质重油掺量乳化沥青冷再生混合料路用性能,旨在为提高高速公路的质量以及延长其使用寿命提供保障。     

废弃沥青材料的循环利用关键技术研究

通过了解国内外沥青路面再生技术的发展现状,剖析沥青路面老化、再生机理,提出了废旧沥青混合料循环利用的技术,研发出一套行之有效的沥青路面热再生技术,以适应当今形势下的沥青路面再生、资源循环利用和环境保护的需要,为建设资源节约型、环境友好型社会而努力。     

基于CAVF级配设计方法的环氧沥青混合料路用性能研究

为研究环氧沥青混合料耐久性不足、易脆裂等问题,优化其路用性能质量,采用CAVF级配设计方法和常规马歇尔方法进行了环氧沥青混合料高温稳定性试验、低温抗裂性试验、低温蠕变试验及水稳定性试验;通过调整级配、环氧沥青类型和温度等因素对其进行研究分析。结果显示:CAVF级配显著改善了环氧沥青混合料的高温力学稳定性和抗车辙能力,并且降低了温度对环氧沥青混合料高温力学强度的劣化作用;低温弯曲试验发现环氧沥青混合料具有较强的温度敏感性(与普通沥青混合料相比),最大弯拉应变值随温度的降低呈线性下降趋势,采用CAVF级配在一定程度上能够弥补温度对其的劣化作用;水稳定性试验显示随试验浸泡时间的延长和循环次数的增加,其高温水稳定性能和低温水稳定性能均出现显著劣化作用,这与低温蠕变应变变形影响规律相同。汇总研究成果,表明CAVF级配较适用于环氧沥青混合料,能够降低或避免常规级配设计方法出现的缺陷性问题,可为实体工程应用提供技术支持。     

道路常用温拌改性剂现状与路用性能评价

针对工程使用温拌剂时缺乏明确的参考依据,系统调查了国内外温拌剂应用状况,确定温拌改性技术主要分类以及目前常用温拌剂种类,全面评价了Sasobit、Aspha-min、Evotherm与EC120等4种常用温拌剂对沥青混合料高温性能、低温性能以及水稳定性等路用性能的影响。结果表明:几种温拌剂的降温效果均可达到30℃,Sasobit和EC120温拌剂对沥青混合料高温稳定性均有不同幅度提高,最大提高幅度在30%以上,4种温拌剂对沥青混合料低温性能略有影响,对水稳定性的影响均不大。     

玄武岩纤维对老化沥青混合料路用性能的影响

为研究玄武岩纤维对老化沥青混合料路用性能的影响,通过车辙试验、低温弯曲小梁试验、浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验研究了玄武岩纤维对沥青混合料抗老化性能的作用。试验结果表明:虽然玄武岩纤维沥青混合料的动稳定度随老化时间增加,但相对于普通沥青混合料而言,其增加的幅度减缓,提出采用相对变形率作为老化性能评价指标;玄武岩纤维延缓了沥青混合料老化性能的衰变,使得老化后的混合料低温抗裂性改善;经短期老化和长期老化后玄武岩纤维沥青混合料水稳定性能均优于普通沥青混合料,且玄武岩纤维显著降低了长期老化试件的未冻融劈裂强度,因此在应用中应适当增加碾压次数。     

老化SBS改性沥青二次改性再生工艺及机理研究

为研究老化SBS改性沥青的二次改性再生效果,比较不同工艺对再生效果的影响,首先通过常规试验、SHRP试验选择恰当的SBS改性沥青老化模拟方式,然后对添加SBS改性剂、新沥青进行再生的3种工艺展开研究,并借助红外光谱试验分析不同掺加顺序对老化SBS改性沥青再生效果的影响,确定了改性剂及新、旧沥青的最佳比例和最佳工艺。结果表明:采用RTFOT试验进行老化模拟更加方便、科学,RTFOT试验5h获得的改性沥青指标与服务年龄为7年的SBS改性沥青一致;SBS改性剂、新沥青添加顺序与老化沥青再生效果关系密切,先将SBS改性剂和新沥青混合制备改性沥青,再将改性沥青与老化沥青混合的工艺可使再生沥青性能最佳,其中SBS最佳掺量为4%,新、旧沥青质量比为2。     

石灰岩沥青混合料抗滑性能衰变特性研究

为了了解石灰岩沥青混合料抗滑性能衰变特性的影响因素,使用自行开发的室内加速磨耗模拟装置,针对AC-13及SMA-13混合料,研究了混合料类型和集料特性等因素对混合料抗滑衰变特性的影响。试验结果表明,随着磨耗圈数的增加,AC-13混合料的摆值持续降低,SMA-13混合料则先升后降;增大级配中粒径大于2.36mm集料的含量,有利于改善AC-13及SMA-13混合料的抗滑衰变特性,AC-13混合料的抗滑衰变特性与贝雷法级配参数之间有着良好的线性关系;集料的磨光值、洛杉矶磨耗损失和压碎值对两种混合料的抗滑衰变特性均有显著影响,且影响程度依次降低;粗集料针片状含量与混合料的抗滑衰变特性之间为明显的负相关关系,当集料粒形接近球体或立方体时混合料的抗滑衰减速率减缓。