【摘要】：我國公路現(xiàn)處于由“建設為主”時期向“建養(yǎng)并重”時期過渡階段,大量的公路養(yǎng)護、改擴建工程將產(chǎn)生巨量的廢棄混凝土路面材料。如何將廢棄混凝土路面材料再利用,實現(xiàn)公路的“綠色養(yǎng)護”成為研究熱點之一。同時,我國經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)由于工程建設需要,經(jīng)常出現(xiàn)天然砂石遠距離運輸、甚至供不應求的現(xiàn)象。另外發(fā)達地區(qū)城市化程度高,建筑物改建頻率快、數(shù)量大,廢棄混凝土的處置問題成為難題之一。將廢棄混凝土破碎得到的再生集料用于鋪筑道路墊層、基層甚至面層,既能夠緩解建筑廢棄物棄置帶來的環(huán)境污染問題,也能夠破解大城市缺乏天然砂石資源的困境。鑒于目前國內(nèi)尚無再生集料用于泡沫瀝青混合料的研究,以及現(xiàn)有的再生集料利用方法存在不足,論文對再生集料在泡沫瀝青混合料中的利用方法進行了系統(tǒng)研究。首先采用3種瀝青進行發(fā)泡試驗。試驗結果表明發(fā)泡溫度與發(fā)泡用水量對瀝青發(fā)泡效果影響顯著。應根據(jù)備選瀝青的發(fā)泡試驗結果選擇瀝青及相應瀝青的最佳發(fā)泡條件。然后對再生集料泡沫瀝青混合料的設計進行了研究。試驗結果表明,由于再生集料密度小、吸收性強,隨再生集料摻量的增加,混合料的最佳含水量隨之增大,最大干密度隨之減小。泡沫瀝青混合料的最佳瀝青用量隨著再生粗集料摻量的增加而增大,再生細集料的添加會進一步增大混合料的最佳瀝青用量。再進一步地對再生集料泡沫瀝青混合料的性能進行了研究。試驗結果表明,在最佳瀝青用量條件下,不同再生集料摻量泡沫瀝青混合料的抗拉、抗壓、水穩(wěn)定、高溫穩(wěn)定等性能優(yōu)良,基本能夠滿足路面下面層材料的使用要求(全再生集料除外)。最后采用單因素變量法對再生集料泡沫瀝青混合料的設計指標——干劈裂強度(ITS)與干濕劈裂強度比(TSR)進行了研究。試驗結果表明,內(nèi)因(礦料級配、再生集料摻量、瀝青含量、瀝青標號、水泥摻量、拌和用水量、紅磚摻量)決定了泡沫瀝青混合料的最終強度水平,外因(養(yǎng)生時間、養(yǎng)生溫度、壓實度)影響泡沫瀝青混合料的強度形成過程,對混合料最終的劈裂強度也有一定程度的影響。研究成果為再生集料泡沫瀝青混合料的優(yōu)化設計提供了試驗數(shù)據(jù)支撐。
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U414
【圖文】：

最大化[6-9]。表 1-2 建筑垃圾的組成及比例國家或城市荷蘭 德國 西班牙愛沙尼亞渥太華(加拿大)加利福尼亞(美國)上海(中國)臺灣(中國)統(tǒng)計年份 2001 2007 2005 2006 2007 2008 2014 2002混凝土 40% 70% 12% 17% 9% 4.1% 22.6%-42.9% 51.7%砂漿 25% - 54% - 3% - 38.3%-63.8% -瀝青 26% 27% 5% 9% 17% 10.7% 0 -木材 2% - 4% - 26% 49.8% 8.4%-11.2% 10.9%金屬 2% - 3% 40% 9% - 3.1%-6.5% 5.5%石膏 - 0.4% 0.2% - - 5.5% 1.1%-2.1% -塑料 - - 2% - - - 0 2.4%其它 6% 2.6% 19.8% 34% 36% 29.9% 0 29.5%

2.1 瀝青發(fā)泡技術2.1.1 泡沫瀝青發(fā)泡原理泡沫瀝青發(fā)泡原理如圖 2-1 所示，當冷水滴（環(huán)境溫度）與高溫瀝青（140℃以上）接觸時，立即發(fā)生連鎖物理反應：熱瀝青與小水滴表面發(fā)生熱量（能量）交換，立即將水滴加熱至 100℃，同時瀝青降溫冷卻。因為瀝青傳遞的熱量超過水滴汽化的潛熱，水滴急劇膨脹產(chǎn)生大量體積的水蒸汽聚集于膨脹腔內(nèi)。膨脹腔里的蒸汽泡在壓縮空氣的推動下壓入瀝青的連續(xù)相，伴隨融有大量蒸汽泡的瀝青從噴嘴噴出，蒸汽膨脹從而使得略微變涼的瀝青形成薄膜狀，并依靠薄膜的表面張力將氣泡完全裹覆。在蒸汽膨脹過程中，瀝青膜產(chǎn)生的表面張力抵抗蒸汽壓力直到趨于一種亞穩(wěn)態(tài)的平衡狀態(tài)。但由于氣泡容易破滅，保存難度較大，因此泡沫瀝青一般現(xiàn)制現(xiàn)用。

2.1 瀝青發(fā)泡技術2.1.1 泡沫瀝青發(fā)泡原理泡沫瀝青發(fā)泡原理如圖 2-1 所示，當冷水滴（環(huán)境溫度）與高溫瀝青（140℃以上）接觸時，立即發(fā)生連鎖物理反應：熱瀝青與小水滴表面發(fā)生熱量（能量）交換，立即將水滴加熱至 100℃，同時瀝青降溫冷卻。因為瀝青傳遞的熱量超過水滴汽化的潛熱，水滴急劇膨脹產(chǎn)生大量體積的水蒸汽聚集于膨脹腔內(nèi)。膨脹腔里的蒸汽泡在壓縮空氣的推動下壓入瀝青的連續(xù)相，伴隨融有大量蒸汽泡的瀝青從噴嘴噴出，蒸汽膨脹從而使得略微變涼的瀝青形成薄膜狀，并依靠薄膜的表面張力將氣泡完全裹覆。在蒸汽膨脹過程中，瀝青膜產(chǎn)生的表面張力抵抗蒸汽壓力直到趨于一種亞穩(wěn)態(tài)的平衡狀態(tài)。但由于氣泡容易破滅，保存難度較大，因此泡沫瀝青一般現(xiàn)制現(xiàn)用。

【參考文獻】

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本文編號：2746709