废植物油预润式泡沫沥青冷再生混合料性能研究

来源 :北京建筑大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mustang2001
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近年来绿色发展的理念已经深入人心,建设资源节约型、环境友好型社会已经成为大势所趋。道路建设行业也响应国家号召,针对废旧道路材料的循环利用进行了大量研究。其中,利用泡沫沥青进行废旧沥青路面的冷再生技术,因其旧料掺配率高、施工污染的排放小等优势,被广泛应用于各等级公路和城市道路大中修再生工程。然而,当前泡沫沥青冷再生技术中,未充分考虑废旧路面材料中老化沥青的性能恢复,再生后的混合料路用性能较热再生沥青混合料差,仅能满足路面基层的使用要求,制约了泡沫沥青冷再生混合料的应用。本研究以提升泡沫沥青再生混合料的路用性能为目标,创新采用具有粘度低、不饱和度高等特点的废植物油作为预润剂,对废旧沥青路面材料进行预润处理,恢复老化沥青的使用性能,再与泡沫沥青结合,使再生后的沥青混合料满足面层沥青混合料的性能要求。首先为了选取与原样老化沥青老化程度相近的室内模拟老化沥青,对三种基质沥青(沥青-A、沥青-C、沥青-B)进行发泡试验,确定了发泡效果最佳的基质沥青为沥青-C。采用此基质沥青进行RTFOT和PAV老化试验得到不同老化程度的模拟老化沥青,以沥青路面铣刨废旧沥青混合料中老化沥青的性能为判据,确定了室内沥青模拟老化的方法为RTFOT加热165℃,75min,PAV,110℃,2.1MPa,40h制备老化沥青。其次为了研究废植物油预润剂对老化沥青性能的影响,采用废植物油预润掺量为5.0%、6.0%、7.0%,预润时间为20min、40min、60min对老化沥青进行预润处理。在宏观上采用三大指标、粘度、表面自由能等指标对废植物油预润剂对老化沥青宏观性能的影响进行了分析研究,发现废植物油预润剂的加入能够有效的软化老化沥青,降低老化沥青的粘度,提升老化沥青的温度敏感性能和抗裂性能;在微观上采用组分变化率、羰基指数(CI)与亚砜基指数(SI)以及沥青表面的蜂状结构的变化等指标分析了废植物油预润剂对老化沥青微观组成以及表观形貌的影响,发现废植物油预润剂的加入能够补充沥青老化缺失的组分,抑制苯甲基与硫化物的氧化反应的发生,增加沥青表面的蜂状结构,提升由于沥青老化造成的表面的粗糙程度。最终通过宏观和微观的两角度的综合分析,确定了废植物油预润剂的最佳预润掺量为7.0%,预润时间为60min;最后为了探究经过预润的废旧沥青混合料制备的废植物油预润式泡沫沥青冷再生混合料受废植物油的掺量的影响的大小,应用标准击实试验和劈裂试验确定不同废植物油预润剂掺量下废植物油预润式泡沫沥青冷再生混合料的配合比。通过采用了动稳定度、最大弯拉应变、残留稳定度与冻融劈裂强度作为评价指标分别对高温性能、低温抗裂性能和水稳定性能进行评价,试验结果表明废植物油的掺加能够改善泡沫沥青混合料的低温抗开裂性能和水稳性能,高温性能虽不及低温性能和水稳性能的改善效果,但是仍然满足规范中对面层材料的高温性能的规定。
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