热久久99精品综合久久,亚洲欧美日本国产专区一区,亚洲另类国产欧美一区二区,日本a级久久久久久

          返回頂部
          返回首頁
          返回首頁
          今日    | 手機 | 資訊 | 瀝青 | 商鋪 | 企新 |
          home 您現(xiàn)在的位置: 首頁 >綜合論文 > 詳細信息
          直投式聚乙烯改性瀝青混合料的路用性能
          2024年10月24日    閱讀量:193196    新聞來源:劉興東、張 亮  |  投稿

          摘 要:


          通過直投式聚乙烯改性瀝青混合料配合比設計, 研究了其路用性能, 主要包括高溫穩(wěn)定性、 低溫抗裂性、 水穩(wěn)定性。結(jié)果表明: 對比直投式聚乙烯改性瀝青混合料和 SBS 改性瀝青混合料, 直投式聚乙烯改性瀝青混合料油石比相對于 SBS 改性瀝青混合料少, 約低 0. 1% ~ 0. 2%; 直投式聚乙烯改性瀝青混合料的穩(wěn)定度和動穩(wěn)定度相對于 SBS改性瀝青混合料高, 動穩(wěn)定度約為 SBS 改性瀝青混合料的 1. 3~ 1. 5 倍, 說明采用直投式改性對于高溫穩(wěn)定改善效果顯著; 直投式聚乙烯改性瀝青混合料低溫抗裂性和水穩(wěn)定性均較好, 低溫彎曲破壞應變高于規(guī)范要求的 2 500 με, 但彎拉強度和彎拉應變均低于 SBS 改性瀝青混合料, 對于低溫影響性能改善不如 SBS 改性明顯; 工程驗證的結(jié)果與室內(nèi)試驗的結(jié)果相當, 表明直投式聚乙烯改性瀝青混合料具有良好的路用性能; 從造價方面來說, 采用直投式聚乙烯改性相對于 SBS 改性造價低, 具有良好的經(jīng)濟價值; 直投式瀝青改性劑可直接混入礦料和基質(zhì)瀝青之中, 并通過混合攪拌等方式產(chǎn)出改性瀝青混合料, 這樣可有效減少改性劑加工、 儲存等諸多繁瑣的環(huán)節(jié), 有效實現(xiàn)資源和能源成本的節(jié)約, 從而為直投式聚乙烯改性瀝青的應用提供技術(shù)基礎。


          關(guān)鍵詞:道路工程; 直投式聚乙烯; 配合比設計; 路用性能; 高溫穩(wěn)定性; 動穩(wěn)定度; 低溫抗裂性; 油石比


          0 引言


          隨著我國交通事業(yè)的迅猛發(fā)展, 瀝青路面的里程逐年增長, 為了貫徹習總書記提出了創(chuàng)新、 協(xié)調(diào)、綠色、 開放、 共享的發(fā)展理念, 落實 “四個交通”發(fā)展要求, 建設綠色公路, 實現(xiàn)公路建設健康可持續(xù)發(fā)展, 利用廢舊聚乙烯等作為瀝青改性劑不僅能有效節(jié)約改性成本, 而且有益于解決日益沉重的環(huán)保問題瀝青網(wǎng)sinoasphalt.com。李駿宇等[1] 利用廢舊聚乙烯作為瀝青添加劑, 通過實驗室試驗的方式, 分析廢舊聚乙烯改性瀝青的試驗數(shù)據(jù), 并與基質(zhì)瀝青進行比較, 提出了廢舊聚乙烯改性瀝青混合料的配合比設計方法。方長青等[2] 以回收的廢棄包裝塑料制品 ( 廢聚乙烯PE) 作為改性劑, 對普通道路瀝青進行改性, 通過試驗研究其路用性能。楊錫武等[3] 研究了裂化生活廢舊塑料與 SBS 改性瀝青及其混合料性能對比, 并研究了兩種改性劑的摻加工藝。


          儲存穩(wěn)定性, 低溫抗裂性等問題制約聚乙烯改性瀝青技術(shù)在我國的推廣應用[4]。通過直投式的改性方式, 可以克服改性瀝青易離析、 質(zhì)量不穩(wěn)定等缺點, 目前針對回收的聚乙烯直投式改性劑的研究較少。儲怡[5]分析了瀝青混合料生產(chǎn)中使用直投式改性劑的作用機理, 并就此提出了改性劑質(zhì)量控制的關(guān)鍵指標。劉寧等[6] 采用實驗室自制的改性回收聚乙烯作為瀝青混合料直投式改性劑, 通過改變加料順序, 制備得到不同工藝回收聚乙烯直投式改性瀝青混合料, 研究拌和工藝對路用性能的影響。裘國平等[7]利用以回收 PE 為主要材料的新型直投式改性劑制備改性瀝青及混合料, 采用動態(tài)剪切流變試驗和差示掃描量熱試驗分析直投式改性劑, 借助彎曲梁流變試驗對其低溫流變特性進行研究, 并對其路用性能進行評價。姚杏芬[8] 介紹了直投式聚烯烴瀝青改性劑在廣西某高速公路路面工程中的應用。


          本研究通過對直投式聚乙烯改性瀝青混合料進行配合比設計, 研究其路用性能, 同時與 SBS 改性進行橫向?qū)Ρ? 發(fā)現(xiàn)采用直投式聚乙烯改性具有良好的高溫穩(wěn)定性, 低溫性能亦能滿足要求。通過工程驗證與造價分析, 發(fā)現(xiàn)直投式聚乙烯改性具有良好的路用性能和經(jīng)濟價值, 從而為直投式聚乙烯改性瀝青的應用提供技術(shù)基礎。


          1 直投式聚乙烯改性瀝青混合料配合比設計


          1. 1 試驗材料


          (1) 瀝青


          為了驗證直投式聚乙烯改性瀝青混合料的性能,選用 70#A 級道路石油基質(zhì)瀝青, 同時對比試驗中采用湖北國創(chuàng) I-D 級 SBS 改性瀝青, 其試驗結(jié)果如表 1所示。

          直投式聚乙烯改性瀝青混合料的路用性能 瀝青網(wǎng),sinoasphalt.com

          (2) 直投式聚乙烯改性劑


          直投式聚乙烯改性劑是一種高分子復合固體顆粒, 主要原材料是再生廢舊塑料, 具有無毒無味,耐腐蝕、 不易揮發(fā)、 易于融化和分散等特點。其主要技術(shù)指標見表 3。

          直投式聚乙烯改性瀝青混合料的路用性能 瀝青網(wǎng),sinoasphalt.com

          (3) 集料


          粗集料上面層采用輝綠巖, 中下面層采用石灰?guī)r, 細集料采用潔凈、 干燥、 無風化無雜質(zhì)的石灰?guī)r或石灰?guī)r機制砂, 礦粉為石灰?guī)r礦粉, 粗細集料及礦粉指標如表 4~表 6 所示。

          直投式聚乙烯改性瀝青混合料的路用性能 瀝青網(wǎng),sinoasphalt.com

          直投式聚乙烯改性瀝青混合料的路用性能 瀝青網(wǎng),sinoasphalt.com

          1. 2 瀝青混合料配合比設計


          根據(jù)所提供的集料、 礦粉、 瀝青等原材料, 按照瀝青混合料級配設計方法和瀝青混合料評價標準進行室內(nèi)混合料配合比設計。上面層采用 SMA-13,中面層采用 AC-20C, 為了對比直投式聚乙烯改性瀝青混合料和 SBS 改性混合料的性能, 對 4 種瀝青混合料進行配合比設計, 直投式改性劑加入量為瀝青混合料質(zhì)量的 0. 3% ~0. 35%。


          瀝青瑪蹄脂碎石混合料 SMA 礦料比例為: 1#(10~ 15 mm) ∶ 2#(5~10 mm) ∶ 3#(3~5 mm) ∶ 4#(0~3 mm) ∶ 礦粉 = 38 ∶ 40 ∶ 2 ∶ 10 ∶ 10; 瀝青混合料AC-20C 礦料比例為: ①#( 10 ~ 25 mm) ∶ ②#( 5 ~10 mm) ∶ ③#(3 ~ 5 mm) ∶ ④#(0 ~ 3 mm) ∶ 礦粉 =18 ∶ 42 ∶ 11 ∶ 26 ∶ 3。瀝青瑪蹄脂碎石混合料 SMA-13 和瀝青混合料 AC-20C 的礦料級配如表 7 所示。

          直投式聚乙烯改性瀝青混合料的路用性能 瀝青網(wǎng),sinoasphalt.com

          目標級配確定后, 在最佳油石比條件下進行混合料性能驗證試驗。對于直投式聚乙烯改性瀝青混合料, 采用干拌法[12]進行拌和, 直投式聚乙烯改性劑與集料一起加入拌和鍋干拌 30~90 s, 干拌后加入事先準備好的礦粉和瀝青并濕拌 60 ~ 120 s 。各瀝青混合料性能試驗結(jié)果如表 8 和圖 1 所示。

          直投式聚乙烯改性瀝青混合料的路用性能 瀝青網(wǎng),sinoasphalt.com

          直投式聚乙烯改性瀝青混合料的路用性能 瀝青網(wǎng),sinoasphalt.com

          通過試驗結(jié)果可以看出, 不論是采用直投式聚乙烯改性還是采用 SBS 改性的瀝青混合料均滿足規(guī)范要求。由表 8 和圖 1 可以得出, 直投式聚乙烯改性瀝青混合料相對于 SBS 改性瀝青混合料的油石比相對較少, 對于 SMA 約低 0. 2% ~0. 3%, 對于 AC 約低 0. 1%左右。直投式聚乙烯改性瀝青混合料穩(wěn)定度和動穩(wěn)定度相對于 SBS 改性瀝青混合料高, 特別是動穩(wěn)定度提升幅度較大, 直投式聚乙烯改性瀝青混合料的動穩(wěn)定度約為 SBS 改性瀝青混合料的 1. 3 ~ 1. 5 倍。這主要是因為直投式聚乙烯改性劑熔化后均勻分散在集料表面, 具有良好的分散性, 增大了混合料的內(nèi)摩擦角, 增強了集料與瀝青的界面力, 聚乙烯與熱瀝青混融后有一些柔順卷曲的聚乙烯支鏈相互結(jié)合, 形成立體交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu), 又復裹著瀝青褶疊交聯(lián)在一起,從而擴大了瀝青黏彈域區(qū)域[13], 從而提高了瀝青混合料的高溫抗變形能力。直投式聚乙烯改性瀝青混合料的低溫彎曲破壞應變高于規(guī)范要求的不小于 2 500 με,說明直投式聚乙烯改性低溫破壞應力和破壞應變均高于基質(zhì)瀝青, 這主要是因為聚乙烯改性的低溫斷裂韌性高于基質(zhì)瀝青, 而且直投式聚乙烯改性瀝青對石料的低溫黏結(jié)能力優(yōu)于基質(zhì)瀝青。但彎拉強度和彎拉應變均低于 SBS 改性瀝青混合料, 這主要是因為直投式改性劑在拌制過程中處于熔融狀態(tài), 在瀝青混合料中起著加筋黏結(jié)作用[14], 低溫條件下由于聚乙烯表現(xiàn)出一定的脆性, 從而導致瀝青混合料的低溫抗裂性能有一定的降低, 而 SBS 改性劑在瀝青中起到應力松弛的作用, 使得改性瀝青的 S 值溫度變化速率變小, 可以在較低的溫度下具有較高的應力消散能力[15]。通過室內(nèi)配合比試驗可以看出,采用直投式聚乙烯改性具有良好的路用性能。


          2 工程驗證


          為了驗證直投式改性瀝青混合料的使用性能,湖北某高速公路鋪筑了試驗段, 通過對比直投式聚乙烯改性瀝青與 SBS 改性瀝青試驗段的各項檢測指標, 更加直觀地了解直投式改性瀝青混合料的使用性能。對試驗段的混合料和路面各項性能指標進行檢測, 其檢測結(jié)果如表 9 和表 10 所示。

          直投式聚乙烯改性瀝青混合料的路用性能 瀝青網(wǎng),sinoasphalt.com

          直投式聚乙烯改性瀝青混合料的路用性能 瀝青網(wǎng),sinoasphalt.com

          通過表 9 可以得出, 采用 SBS 改性和直投式聚乙烯改性瀝青混合料各項性能均滿足規(guī)范要求, 相對于基質(zhì)瀝青高溫穩(wěn)定性、 水穩(wěn)定性有了很大的改善。通過車轍試驗可以得出, 直投式聚乙烯改性對瀝青混合料的動穩(wěn)定度改善明顯, 高溫抗車轍性能優(yōu)于 SBS 改性瀝青混合料, 動穩(wěn)定度大約為 SBS 改性瀝青混合料的 1. 27 ~ 1. 48 倍。通過浸水殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂強度比可以看出, 殘留穩(wěn)定度均大于90%, 劈裂強度比大于 80%, 說明直投式聚乙烯改性瀝青混合料的水穩(wěn)定性良好, 與 SBS 改性瀝青混合料相當。工程驗證的結(jié)果與室內(nèi)試驗配合比設計得到的結(jié)論基本一致。


          根據(jù)試驗段鋪筑后 18 個月的檢測結(jié)果, 其主要指標如表 10 所示。


          檢測結(jié)果可以看出, 試驗段路面的抗滑性能、滲水系數(shù)、 車轍均達到 100%合格率, 路面破損狀況良好, 基本無病害, 平整度合格率為 90%以上。由于平整度跟采用何種瀝青混合料無直接關(guān)聯(lián), 而路面破損、 車轍、 抗滑等指標良好, 說明直投式改性劑路面具有良好的路面使用性能。


          3  工程造價分析


          相對于傳統(tǒng)的 SBS 改性, 采用直投式聚乙烯改性具有良好的經(jīng)濟價值。結(jié)合湖北某高速的應用情況來看。上面層結(jié)構(gòu) SBS 改性瀝青 SMA-13 混合料的油石比為 6%, 由于摻入直投式聚乙烯改性劑后,降低了瀝青混合料約 0. 2%的油石比, 直投式改性劑加入量為瀝青混合料質(zhì)量的 0. 35%。1 t 直投式改性混合料的經(jīng)濟效益情況如表 11 所示。

          直投式聚乙烯改性瀝青混合料的路用性能 瀝青網(wǎng),sinoasphalt.com

          直投式聚乙烯改性瀝青混合料的路用性能 瀝青網(wǎng),sinoasphalt.com

          由成本分析可知:


          (1) 材料成本: 用直投式聚乙烯改性劑替代SBS 改性瀝青后, 由于石料成本保持不變, 節(jié)約瀝青成本即為節(jié)省混合料材料成本。因此上面層每噸混合料可節(jié)約 19. 56 元材料成本。


          (2) 能耗成本: 使用直投式聚乙烯改性瀝青混合料出料溫度可降低 10 ~ 15 ℃ , 瀝青儲存溫度降低15 ℃ , 據(jù)此測算, 使用直投式聚乙烯改性劑每噸混合料可節(jié)省的能源成本約 2. 47 元。


          (3) 根據(jù)上述分析, 上面層每噸混合料總成本可節(jié)約 22. 03 元。在 雙 向 4 車 道 的 高 速 上, 鋪 設100 km 的直投式聚乙烯改性劑上面層 (雙向瀝青鋪設寬度 22. 5 m, 厚度 4 cm, 總混合料約為 237 600 t),可產(chǎn)生的經(jīng)濟效益約為 523. 4 萬元。


          高速公路的中面層結(jié)構(gòu)一般為 6 cm 的 AC-20C,SBS 改性瀝青 AC-20 混合料的油石比可按 4. 3%計算,直投式改性劑加入量為瀝青混合料質(zhì)量的 0. 35%。1 t直投式聚乙烯改性混合料的經(jīng)濟效益情況如表 12 所示。由成本分析可知:


          (1) 材料成本: 用直投式聚乙烯改性劑替代SBS 改性瀝青后, 由于石料成本保持不變, 節(jié)約瀝青成本即為節(jié)省混合料材料成本。因此中面層每噸混合料可節(jié)約 6. 47 元材料成本。


          (2) 由于每噸混合料節(jié)省能耗成本約 2. 47 元,因此, 中面層每噸混合料總成本可節(jié)省 8. 94 元。


          (3) 在雙向 4 車道的高速上, 鋪設 100 km 的DP 改性劑中面層 (雙向瀝青鋪設寬度 22. 5 m, 厚度6 cm, 總混合料約為 341 550 t), 可產(chǎn)生的經(jīng)濟效益約為 305 萬。


          4  結(jié)論

          (1) 通過室內(nèi)配合比試驗可以看出, 采用直投式聚乙烯改性后的瀝青混合料高溫穩(wěn)定性好, 動穩(wěn)定度約為 SBS 改性瀝青混合料的 1. 3 ~ 1. 5 倍, 說明采用直投式改性對于高溫穩(wěn)定改善效果顯著。

          (2) 直投式聚乙烯改性瀝青混合料的低溫彎曲破壞應變高于規(guī)范要求的 2 500 με, 優(yōu)于基質(zhì)瀝青,但低溫彎拉強度和彎拉應變均低于 SBS 改性瀝青混合料, 說明對于低溫影響性能改善不明顯。

          (3) 工程驗證的結(jié)果與室內(nèi)試驗結(jié)果相當, 表明直投式聚乙烯改性瀝青混合料具有良好的路用性能, 動穩(wěn)定度改善明顯, 水穩(wěn)定性較好。從造價方面來說, 采用直投式聚乙烯改性相對于 SBS 改性造價低, 具有良好的經(jīng)濟價值。

          (4) 直投式瀝青改性劑可直接混入礦料和基質(zhì)瀝青之中, 并通過混合攪拌等方式產(chǎn)出改性瀝青混合料。這樣可有效減少改性劑加工、 儲存等諸多繁瑣的環(huán)節(jié), 有效實現(xiàn)資源和能源成本的節(jié)約, 將廢舊的聚乙烯作為一種路用直投式改性劑具有良好的環(huán)保效益和經(jīng)濟效益, 有很大的應用環(huán)境。


          原創(chuàng)作者:劉興東, 張 亮,中交第二公路勘察設計研究院有限公司, 湖北 武漢 430056

          標簽:今日頭條,綜合論文,技術(shù)中心改性瀝青
          免責聲明: 本文僅代表作者本人觀點,與中國瀝青網(wǎng)無關(guān)。本網(wǎng)對文中陳述、觀點判斷保持中立,不對所包含內(nèi)容的準確性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保證。請讀者僅作參考,并請自行承擔全部責任。本網(wǎng)轉(zhuǎn)載自其它媒體的信息,轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)贊同其觀點和對其真實性負責。如因作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問題需要同本網(wǎng)聯(lián)系的,請在一周內(nèi)進行,以便我們及時處理。郵箱:23341570@qq.com
          微信關(guān)注WeChat
          掃描關(guān)注微信,獲取涂料最新資訊 公眾號:中國瀝青網(wǎng) 您還可以直接查找
          全站地圖

          深圳網(wǎng)絡警察報警平臺 深圳網(wǎng)絡警
          察報警平臺

          公共信息安全網(wǎng)絡監(jiān)察 公共信息安
          全網(wǎng)絡監(jiān)察

          經(jīng)營性網(wǎng)站備案信息 經(jīng)營性網(wǎng)站
          備案信息

          中國互聯(lián)網(wǎng)舉報中心 中國互聯(lián)網(wǎng)
          舉報中心

          中國文明網(wǎng)傳播文明 中國文明網(wǎng)
          傳播文明

          深圳市市場監(jiān)督管理局企業(yè)主體身份公示 工商網(wǎng)監(jiān)
          電子標識