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再生骨料在道路工程中的应用

发布时间: 2022-02-22    作者:睿泰天成
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随着城市化建设的不断推进,我国每年拆除大量建筑(结构),年产建筑垃圾(含渣土)超过10亿吨。道路作为一个体积较大的人工工程,需要消耗大量的砂石材料。在道路工程建设中应用再生骨料,可充分利用建筑垃圾,减少天然石材开采,保护环境。回收建筑垃圾,取代天然砂石进行道路工程,也是国外常见的做法。目前,国内外对再生骨料在道路工程中的应用研究取得了许多成果,但主要集中在道路垫层、无机结合稳定再生骨料基层、基层和再生水泥混凝土等方面,生骨料在沥青混合料中的应用研究较少。随着建筑垃圾分类加工工艺的发展,相当一部分再生骨料质量好,沥青路面下层和沥青稳定砾石柔性基层低于滑表面,路面结构厚度大,研究再生粗骨料对沥青混合料路面性能和机械性能的影响,探讨沥青路面下层和柔性基层的可行性。银川SMC沥青再生剂

某石场取样天然骨料(花岗岩),再生骨料厂取样再生粗骨料。可以看出,与天然粗骨料相比,再生粗骨料密度小,吸水率高,压碎值大,洛杉矶磨损损失大。
矿料级配及Z佳油石比

AC-20C和ATB-25是我国沥青路面中下层和柔性基层的典型混合物。因此,AC-20C和ATB-25沥青混合物被用作研究对象。

实验室逐步筛选天然骨料和再生骨料,保持细骨料和填料不变,根据不同再生粗骨料的混合量制备沥青混合料,研究不同混合量再生粗骨料对沥青混合料体积参数、Z佳沥青用量、机械特性和道路性能的影响。马歇尔试验能反映混合物的体积特性,确定Z佳沥青的用量和力学特性。

表明:随着再生粗骨料掺量的增加,沥青混合料的Z石比增加,但有效沥青的用量和沥青膜的厚度基本保持不变。再生粗骨料表面附着部分水泥砂浆,导致破碎再生粗骨料界面多孔、松散,矿物沥青吸收系数增加,沥青混合Z油石比增加,但有效沥青用量和沥青膜厚度基本不变,可见沥青用量主要被再生粗骨料孔吸附。可以看出,由于再生粗骨料的密度较小,随着再生粗骨料掺量的增加,再生粗骨料混合料的毛体积相对密度和理论Z的相对密度有所降低,这意味着再生粗骨料混合料的路面面积略大,这将抵消部分增加的沥青用量。试验结果还表明,再生粗骨料对混合物的体积参数、稳定性和流量影响不明显,与天然骨料混合物基本相同。
再生粗骨料对沥青混合料路用性能的影响

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高温稳定性

车辙试验的动态稳定性指标反映了沥青混合物在高温下抵抗..变形的能力。表明:与天然骨料沥青混合料相比,添加少量再生粗骨料可显著提高沥青混合料的动态稳定性。然而,随着掺量的增加,混合料的动态稳定性先增加,然后逐渐降低。对于AC-20C混合料,即使再生粗骨料的掺量达到60%,动态稳定性指标也不低于天然骨料混合料,ATB-25沥青混合料中再生粗骨料的掺量达到75%后,动态稳定性略有降低。再生粗骨料表面包裹的水泥砂浆是一种多孔碱性材料,可以提高沥青与骨料的附着力,形成结构沥青膜,提高附着力。因此,添加一些再生粗骨料可以提高高温抗变形能力,但再生骨料的机械强度较低(压碎值低于天然骨料),在长期使用和再加工过程中,微裂缝等缺陷较多。当再生骨料的含量超过60%时,负面影响逐渐显现。

水稳定性

浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验分别对天然骨料和不同掺量的再生粗骨料进行,研究再生粗骨料对沥青混合料水稳定性的影响。

可以看出,随着再生粗骨料掺量的增加,两种沥青混合料的残留稳定性和冻融劈裂强度比都有所提高。与天然粗骨料沥青混凝土相比,再生粗骨料沥青混凝土的水稳定性能更好。

矿物表层分子有自发吸引其他物质以降低其表面能量的趋势。当矿物材料与沥青接触时,通过吸附沥青中的沥青酸和沥青酸酐来降低其表面能与沥青的吸附能力与矿物带来的电荷有关。沥青中的沥青酸、沥青酸酐带负电荷,花岗岩表面也带负电荷,粘附能力差,再生花岗岩骨料表面包裹水泥砂浆,水泥砂浆表面负电荷弱,更容易吸附沥青中的沥青酸、沥青酸酐,降低其过剩表面能量,表现出更好的粘附性,因此再生骨料沥青混合物的水稳定性优于天然骨料混合物。

低温抗裂性

研究采用-10℃条件下的弯曲试验来评价再生粗骨料对沥青混合料低温抗裂性的影响。

结果表明,随着再生粗骨料掺量的增加,再生粗骨料的低温强度模量增加,低温弯曲强度逐渐降低,再生粗骨料的破坏应变逐渐减少,表明再生粗骨料在低温条件下变得更硬、更脆,低温抗裂性降低。

可以看出,在低温条件下,天然骨料沥青混合料试件的破坏主要发生在骨料与沥青的界面上,这是由于沥青浆低温抗变形能力不足造成的,粗骨料颗粒完好。除骨料与沥青粘结界面损坏外,60%掺量的再生粗骨料沥青混合料试件水泥砂浆与再生粗骨料骨料粘结界面强度不足也是断面损坏的重要原因。

再生粗骨料对沥青混合料劈裂强度的影响

分裂试验可以测量沥青混合物在特定条件下的间接抗拉强度、极限拉伸应变和破坏强度模量,反映沥青混合物分裂破坏的力学性质,也可用于结构设计参数。分裂试验温度为15℃。

上述银川SMC沥青再生剂的小编介绍的只要控制沥青混合料中再生骨料的掺加比例,再生骨料沥青混合料的路用性能是可控的,甚至在水稳定性、高温性能方面是有积极影响的