废玻璃沥青混合料应用的初步研究.pdf

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Engineering Material& Equipment
废瓌璃沥青混合料应用的初步研究
李烽,伍衡山,黄定平2,廖一平
(1.南华大学,南衡阻421001;2.衡阳路源建设有限公司,湖南衡阳421001)
摘要;介绍并分析了废玻璃回收再利用的意义,指出将废弃玻璃用于沥青混合料路面是一种有效途径,并从玻璃沥青
混合料的路用性能等各方面进行了分析评价,发现玻璃沥青混合料的路用性能满足各项指标要求,在加人消石灰等外加
剂后其路用性能可以接近普通沥青混合料。相比普通沥混合料而言,豉璃沥青混合料具有更好的光学效果,可以使路
面的反光度增加,确保了夜间行车的安全,在城市中具有较好的景观效果。
关键词:道路;废弢璃;沥青混合料;路用性能;反光性
中图分类号:U414
文献标志码
文章编号:1009-7767(2013)02-0130-04
reliminary Study on the Application of Waste Glass Asphalt Mixture
Li Feng, Wu Hengshan, Huang Dingping, Liao Yiping
随着越来越多的人开始认同可持续发展,作为工业的认可,众多学者对玻璃沥青混合料中玻璃的掺量也
废物和生活垃圾之一的废玻璃开姈受到了人们的关注。进行了一定的研究,但由于碎玻璃集料属于酸性集料,
据欧美一些发达国家相关部门统计,废弃玻璃数量占城其性能与普通碎石集料稍有差别,如果以不同比例掺
市坡圾总量的4%~8%。据估计,美国的玻璃废弃物在入沥青混合料中,会对沥青混合料的路用性能产生
1980年是1500万t,由于塑料容器的使用增加,玻璃总定的影响。蒋灏等人指出:最大的碎玻璃掺量可以达
量有所磁少,1988年减少到1200万t,但玻璃废料依到20%以上。后来在众多关于玻璃沥青混合料的研究
然占美国固体废弃物总量的6%~11%。据调查,我国中,由于没有统一的替代标准,所以碎玻璃掺量一般
每年的废夼玻璃数量为450~700万t,占城市生活垃为5%~20%不等
圾的3%~5%。国外对于废弃玻璃的回收再利用已经1.2玻璃沥靑混合料路用性能的评价
形成完整体系,回收率在70%左右,日前我国的废玻璃
对于沥青混合料的路用性能,主要从高温稳定性
回收率仅为10%左右,相比丁其他发达国家,我们还有低温抗裂性、水稳定性以及抗滑性等方面进行评价。因
待提高'到在国外,通过对沥青混凝土的研究发现,将废此宋程等人?通过在沥青混合料中入6%~10%的
玻璃破碎后再经过筛选,具有与河砂相近的物理性质。玻璃集料对坡璃沥青混合料进行了上述性能檢验。
玻璃捲量的分析与玻璃沥青混合料路用性能的评价1.2.1高温稳定性
1.1玻璃掺分析
车橄试验是一种较为直观,月与沥青路面车辙深
目前,已有大多数国家开始用破碎的废玻璃作为度有着较好相关性的评价试验方法。试验结果见图1。
集料摻人到沥青混合料中使用。美国的新泽西州交通
72
部在实践经验的基础上,在其1991年出版的相关玻璃
沥青混凝士规范上注明,玻璃的掺量不宜超过10%
郑3000
另外,在关国的细约、H尔的摩、旧金山等地,均有玻
2000
璃沥青混凝土的相关试验和使用记录。1970年,加拿大
球00
的 Bramalea还曾将玻璃沥青混凝土用于重型货车使用
的道路上,并取得良好的使用效果习。在我国,由于对
碎玻璃摻量/%
其路用性能尚未确定,玻璃沥青滉合料尚未得到统一
图1车辙试验结果
130欧故木2013No2(Mar)vol31
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工程材料与设备田
Engineering Material Equipment
1.2.2低温抗裂性
掺入碎玻璃后,玻璃沥青混合料的稳定度、浸水马歇
低温抗裂性的评价指标有破坏劲度模量、劈裂抗尔残留稳定度、冻融劈裂强度比、动稳定度、劈裂抗拉
拉强度、破坏拉伸应变等。试验结果见图2、3。
强度、破坏劲度模量等指标均有不同程度的下降。其原
因是玻璃集料属于酸性集料,所以相比传统集料而言
58.18
沥青与玻璃集料之间的黏结力下降,混合料的剥落率
三制塔
增大,从而一定程度上降低了沥青混合料的各项路用
性能。随着玻璃掺量的提高,各项路用指标的下降速
率呈增高的趋势,但在玻璃掺量高达10%且未掺入抗
剥落性质的外加剂的同时,玻璃沥青混合料的各项路
碎玻璃摻量%
用性能指标,仍然能满足规范所需。该试验结果为玻璃
图2破坏劲度模量试验结果
沥青混合料做为路用沥青混合料提供了有力的依据。
2玻璃沥青混合料的黏结机理
2.1黏结力分析
沥青混合料黏结力大小除了与沥青材料自身的内
聚力有关,还取决于沥青与矿料的交互作用。矿质集料
颗粒对于包裹在表面的沥青分子具有一定的化学吸
附作用,这种化学吸附比矿料与沥青间的分子力吸附
(即物理吸附)要强得多,并使矿料表面吸附沥青组分
碎玻璃摻量/%
重新分布,形成1层吸附溶化表面沥青使组分重新分
图3劈裂抗拉强度试验结果
布的溶化膜。该膜亦称为“结构沥青”,且膜层较薄,貓
1.2,3水稳定性
度较高,与矿料之间有着较强的黏结力。在“结构沥青
较好的水稳定性使得沥青路面能有足够的抵抗层之外未与矿料发生交互作用的是“自由沥青”,仍保
水损害”的能力。其主要评价试验方法有浸水马歇尔持着沥青的初始内聚力。
试验、冻融劈裂试验。试验结果见图4、5。
由于矿料颗粒表面对沥青的化学吸附是有选择的,
100995
所以沥青与矿料表面交互作用程度大小还取决于矿
料的岩石学特征。化学反应理论表明,碱性矿料与泑青
94.7
94.6
有较好的黏附性,这是因为沥青中的酸性成分与矿料
89.7
表面碱性活性中心发生了反应。酸性矿料则缺乏这种
碱性活性中心,故较少有化学反应发4,所以与沥青
黏附性差,易发生剥落8
碎玻璃摻量%
同时还有试验结果表明,沥青在不同矿物组成的
图4残留稳定度试验结果
矿料颗粒表面形成不同成分和不同厚度的吸附溶化膜
因此有碱性石料(如石灰石)对石油沥青的吸附性强,
而酸性石料(如石英石等)对沥青的吸附性弱的特性。
說鼍送
2.2酸性集料抗剥落性的改善
75.4
由于酸性集料缺乏碱性活性中心,对沥青的吸附
性弱,易发生剥落,所以在玻璃沥青混合料中,需要加
70
人外加剂来提高集料的黏聚力,以达到抗剥落的效果。
何真等人叫通过在玻璃沥青混合料中分别掺人0.4%
碎玻璃摻量/
的抗剥落剂、1%和2%的消石灰来改善玻璃沥青混合
图5冻融劈裂试验结果
料的抗剥落性,并进行了相关试验,其结果见表1~3
1.2.,4试验结果分析
(其中M表示普通沥青混合料,G表示玻璃,AS表示
由图1~5可以看出,与普通沥青混合料相比,在抗剥落剂,L表示消石灰)。
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