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回收粉对沥青路面的影响

 论文栏目:资源回收论文     更新时间:2018/1/3 9:59:37   

摘要:通过回收粉对沥青路面用矿粉性能指标的影响研究,回收粉掺量对沥青混合料的稳定度、流值、残留稳定度、高温性能、水稳定性具有一定程度的负面影响,由于施工过程中,回收粉的掺量和品质难于控制,建议沥青路面施工中,禁止使用回收粉,以保证沥青混合料的质量。

关键词:沥青路面;回收粉;矿粉;路用性能

在沥青混合料组成中,填料(粒径小于0.075mm)是一重要的组成部分,沥青只有吸附在其表面形成薄膜,形成胶结料与其他粗、细集料产生粘附作用,所以沥青混合料才能真正结合良好。一般情况下我们用矿粉来作为沥青混合料中的填料,但有的沥青热拌站基于各种原因用回收粉来部分代替矿粉。《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)中规定:拌和机采用干法除尘的粉尘可作为矿粉的一部分回收使用。回收粉尘的用量不得超过填料总量的25%,掺有粉尘的填料的塑性指数不得大于4%,其余质量要求应与矿粉相同。使用回收粉可以减少矿粉的用量、减少回收粉的排放量,减少清理布袋次数,减少了机械(排放、运输)及人工的支出,为施工单位带来一定的经济效益。但实际应用中,通过我们对多个沥青热拌站的观测中发现,要想严格控制回收粉的品质是很难实现的。首先,回收粉的细度难以控制。在干燥滚筒中回收的粉尘是通过负压来控制的,而拌和站的操作人员要随时根据原材料的含水量情况来调整负压,增减火焰燃烧长度,使进入拌和锅内的材料满足要求的温度。随着负压的变化,被吸入回收仓中的回收粉的细度也是随时变化的;负压大,粒径变大;负压小,粒径变小。以往工程经验表明,有时0.6mm筛余达到40%,而有时0.075mm通过量达到99%,变化是非常大的,无法做到矿粉的均一性。其次,塑性指数变化大。规范要求使用回收粉时其塑性指数小于4%,而实际的试验结果一般均超过4%。回收粉的组成一般是石屑、砂的0.6mm以下部分及泥土。而随着铲车铲料部位的不同,原料中的含泥量也是随时变化的,这部分的泥土对沥青混合料的粘结性极其有害。因为无法控制泥土含量,所以回收粉的泥土成分是随时变化的,这对回收粉的塑性指数影响极大。再次,在混合料中的掺量不易控制。回收粉的填加很多是与矿粉共用一个电子称,而回收粉与矿粉的比例是无法准确控制的。一般操作人员都是控制回收粉喷入的秒数来控制其重量,而这里的冲量我们无法确定,所以回收粉与矿粉的比例也是一个变量,不能保证规范要求的不超过填料总量25%的数值。基于上述原因,本文通过添加不同掺量的回收粉,进行沥青混合料的性能试验,分析回收粉对沥青混合料的影响。

1回收粉对矿粉性能影响

在现行规范中,矿粉的塑性指数是较为关键的指标。为了研究回收粉对矿粉性能的影响,本文开展了不同回收粉掺加量对塑性指数的影响研究。试验结果如下所示。从上述试验结果来看,随着回收粉掺量的增加,矿粉的塑性指数逐渐增大。由于回收粉的组成一般是石屑、机制砂的0.6mm以下部分及泥土,因此对于由岩性单一的石灰岩磨细而成的矿粉而言,掺入回收粉会大大影响其液限和塑限。组成回收粉的原料中的含泥量由于是随时变化的,这部分的泥土对沥青混合料的粘结性极其有害。因为无法控制泥土含量,所以回收粉的泥土成分是随时变化的,这对回收粉的塑性指数影响极大。

2回收粉对沥青混合料性能影响

2.1矿料级配

为了研究回收粉对沥青混合料性能的影响,选择回收粉掺量为25%的情况开展沥青混合料的性能对比试验。所使用的级配组成及合成级配结果如下所示。

2.2沥青混合料配合比设计

沥青混合料配合比设计结果如下所示。2.2.1旋转压实试验结果2.2.2马歇尔击实试验结果上述试验结果表明:从旋转压实试验结果来看,纯矿粉沥青混合料的最佳沥青用量为5.1%,回收粉掺量为25%时沥青混合料的最佳沥青用量提高到5.3%。由此带来的影响为:最佳沥青用量增大(增大0.2%),沥青饱和度和矿料间隙率增大,粉胶比降低。

2.3沥青混合料性能试验影响分析

沥青混合料性能试验结果如下所示。2.3.1马歇尔稳定度、残留稳定度试验上述试验结果表明:(1)回收粉掺量对沥青混合料的稳定度、流值、残留稳定度具有一定影响,虽然掺入25%回收粉的沥青混合料的稳定度、流值和残留稳定度能够满足现行规范要求,但与不掺加回收粉的混合料相比性能均出现降低。(2)掺入25%回收粉的沥青混合料与未掺加回收粉的沥青混合料相比:稳定度降低比例为10%左右,残留稳定度数值降低5%左右。2.3.2高温性能试验上述试验结果表明:回收粉掺量对沥青混合料的高温稳定性具有较为明显的影响,虽然掺入25%回收粉的沥青混合料的动稳定度能够满足现行规范要求,但其在数值上要低于纯矿粉沥青混合料1100次/mm,衰减幅度达到25%。2.3.3水稳定性试验上述试验结果表明:回收粉掺量对沥青混合料的水稳定性具有一定的影响,掺入25%回收粉的沥青混合料冻融劈裂强度比虽然能够满足现行规范要求,但其在数值上要低于纯矿粉沥青混合料3%左右,衰减到81.5%,靠近规范要求的下限值。

3结论

从前面的试验结果来看:(1)随着回收粉掺量的增加,矿粉的塑性指数逐渐增大。由于回收粉的组成一般是石屑、机制砂的0.6mm以下部分及泥土,因此对于由岩性单一的石灰岩磨细而成的矿粉而言,掺入回收粉会大大影响其液限和塑限。组成回收粉的原料中的含泥量由于是随时变化的,这部分的泥土对沥青混合料的粘结性极其有害。(2)从旋转压实试验结果来看,纯矿粉沥青混合料的最佳沥青用量为5.1%,回收粉掺量为25%时沥青混合料的最佳沥青用量提高到5.3%。由此带来的影响为:最佳沥青用量增大(增大0.2%),沥青饱和度和矿料间隙率增大,粉胶比降低。(3)回收粉掺量对沥青混合料的稳定度、流值、残留稳定度、高温性能、水稳定性具有一定影响,虽然掺入25%回收粉的沥青混合料的基本性能能够满足现行规范要求,但与不掺加回收粉的混合料相比性能均出现降低。掺入25%回收粉的沥青混合料与未掺加回收粉的沥青混合料相比:稳定度降低比例为10%左右,残留稳定度数值降低5%左右;沥青混合料的动稳定度在数值上要低于纯矿粉沥青混合料1100次/mm,衰减幅度达到25%;沥青混合料冻融劈裂强度比在数值上要低于纯矿粉沥青混合料3%左右,衰减到81.5%,靠近规范要求的下限值。综上所述,在沥青混合料中不建议在矿粉种掺加回收粉,在以后的沥青路面施工中,建议应规定禁止使用回收粉,以保证沥青混合料的质量。

参考文献:

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[2]NCHRP4-30.TestsMethodsforCharacterizingAggregateShape,AngularityandTexture.

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[4]JTGE42-2005,公路工程集料试验规程.

[5]郑晓光,吕伟民.集料泥土污染对沥青混合料水稳定性的影响.重庆交通学院学报,200524(4):67-70.

[6]孙立军.沥青路面结构行为理论.人民交通出版社,2005.11.

[7]朱道元,吴诚鸥,秦伟良.多元统计分析.南京:东南大学出版社,999.

作者:姜祎 闫卫喜 单位:天津市公路养护管理中心 天津高速公路集团有限公司

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