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保溫板廢料在瀝青混合料中的應(yīng)用

文檔作者：王夕鵬1 王福建1 陳興 2 文檔來源： 1．浙江大學(xué)建筑工程學(xué)院交通工程研究所 2．紹興中基建筑節(jié)能科技有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年04月07日
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第36卷，第4期
2 0 1 1年8月
公 路 工 程
Highway Engineering
Vo1．36，No．4
Aug． ，2 0 1 1
保溫板廢料在瀝青混合料中的應(yīng)用
王夕鵬。，王福建 ，陳興
(1．浙江大學(xué)建筑工程學(xué)院交通工程研究所，浙江杭州310058； 2．紹興中基建筑節(jié)能科技有限公司，浙江紹
興312000)
[摘要]紹興中基建筑節(jié)能科技有限公司在生產(chǎn)發(fā)泡工藝保溫板過程中，不斷產(chǎn)生大量殘次品。考慮將廢
料磨細，取代部分礦粉添加到路面瀝青混合料中。通過全部使用普通礦粉和回收材料取代部分礦粉對比試驗研
究，發(fā)現(xiàn)該廢料取代部分礦粉后，混合料的高溫穩(wěn)定性能和劈裂強度未有明顯變化，結(jié)果表明該廢料可以用來取代
部分礦粉應(yīng)用于瀝青路面，實現(xiàn)廢料的資源化利用。
【關(guān)鍵詞]保溫板廢料；馬歇爾試驗；劈裂試驗；車轍試驗；廢料再利用
[中圖分類號】U 414．1 [文獻標識碼]A [文章編號]1674—0610(2011)04—0207—03
The Application of W asted Heated Board in Asphalt M ixture
WANG Xipeng ，WANG Fujian ，CHEN Xing
(1．Institute of Traffic Engineering，Zhejiang University，Hangzhou，Zhejiang 310058，China； 2．Shaoxing
Zhongji Building and Energy Saving Co．Ltd，Shaoxing，Zhejiang 3 12000，China)
[Abstract]Shaoxing Zhongji building and energy saving Co．Ltd．continuously produces a large
number of defective products in the production of heated board．W e consider to replace part of the miner—
al powder in road asphalt mixture after grinding the waste into powder． By the comparison of tests with
common mineral powder and waste replaced part of the common mineral powder．it’S found that the sta—
bility at high temperature and indirect tension changes little，which shows that the waste can be used to
replace part of the mineral powder used in asphalt pavement to achieve waste utilization．
[Key words]Wasted heated board；Marshall test；Indirect tension test；Rutting test；waste utilization
ZJ-K型無機節(jié)能保溫板是是由紹興中基建筑
節(jié)能科技有限公司生產(chǎn)，采用高分子聚合物改性與
無機材料復(fù)合發(fā)泡工藝，通過聚合物與輕質(zhì)鋁、鎂、
硅等多種氧化物填料聚合反應(yīng)經(jīng)養(yǎng)護加工而成的無
機輕質(zhì)板，產(chǎn)品主要規(guī)格為250 mm ×250 mm ×
30 mm。生產(chǎn)過程中不可避免地產(chǎn)生較多的破損、
殘缺等廢品板塊，大量的廢料堆置占據(jù)場地。并且
由于生產(chǎn)規(guī)模的逐漸擴大，各種殘次品依舊源源不
斷的產(chǎn)生，在造成材料浪費的同時又污染環(huán)境。考
慮到保溫板材料空隙率大、抗壓強度較低，不適合用
作混合料中粗骨料，因此考慮將材料磨細，經(jīng)孑L徑為
0．075 mm篩子篩選后，用作普通礦粉替代物，對廢
料應(yīng)用于路面工程中的可行性進行研究? 。
1 試驗材料準備及基本性質(zhì)
1．1 保溫板廢料(見圖1)
紹興中基建筑節(jié)能科技有限公司提供了正常保
溫板的相關(guān)技術(shù)參數(shù)(見表1)。從表中可以看出，
由于是經(jīng)過發(fā)泡工藝產(chǎn)生的多空隙材料，空隙率大，
【收稿日期]2011—11—05
[作者簡介】王夕鵬(1986一)，男，山東濰坊人，碩士，研究方向：路面結(jié)構(gòu)及交通安全。
圖1 保溫板廢料
Figure 1 W asted Heated Board
公路工程 36卷
故材料質(zhì)輕，密度~<250 kg／m ，抗壓強度較低，易于
粉碎，不能用于粗骨料，但是卻可以利用這一特性將
其制成粉末狀替代普通礦粉。本次研究通過將廢料
進行研磨，經(jīng)孔徑為0．075 mm的篩子篩選后的廢
料粉末用作普通礦粉替代物。
一2005>C2]和《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTC
F40—2004)? 規(guī)定的礦粉相關(guān)試驗要求，對保溫板
廢料粉末的密度、含水量等技術(shù)指標要求進行檢驗，
結(jié)果見表2，可以看出除了由于保溫材料的特殊性
導(dǎo)致的礦粉密度稍低于規(guī)范要求外，其余指標均滿
此外，根據(jù)《公路工程集料試驗規(guī)范》(JTG E42 足 。
表1 保溫板參數(shù)
Table l Material Parameters of the Heated Board
密度／(g·cm ) 含水量／％ 外觀 親水系數(shù)／％ 塑性指效／％ 加熱穩(wěn)定性
經(jīng)觀察礦粉性狀，較干燥，而且該廢料礦粉的親
水性很差，因此推測廢料的成分中含有結(jié)晶水，經(jīng)加
熱后分解產(chǎn)生的質(zhì)量損失，而本身的自由水含量并
不高。
該廢料磨細后經(jīng)0．075的篩子篩余后，經(jīng)與水
和油分別混合后，發(fā)現(xiàn)廢料礦粉親水性較差，親油性
較好，故以煤油作為溶劑，測得密度：2．34 g／cm 。
1．2 級配
本次試驗采用的AC-13級配，見表3和圖2，由
于規(guī)范規(guī)定瀝青混合料所用的礦粉密度≥2．45 g／
cm ，本次普通礦粉的密度為2．87 S／era ，將普通礦
粉和廢料礦粉混合，顯然廢料礦粉添替代比例越高
礦粉密度越小，經(jīng)計算當混合礦粉的密度為規(guī)范最
小值2．45 g／cm ，廢料礦粉和普通礦粉的質(zhì)量比為
3：l，也即用廢料取代普通礦粉的3／4。
本次試驗試件分為兩組，第1組代表全部使用
普通礦粉的級配，第2組指用廢料礦粉替代75％ 普
通礦粉的級配 。
表3 AC-13級配
Table 3 Gradation of AC—l3
圖2 AC一13級配
Figure 2 Gradation of AC一1 3
2 馬歇爾試驗
從偏于安全的角度考慮，研究廢料粉用于一級
公路以下的瀝青路面中的可行性。故本次研究在指
標是否達到規(guī)范要求的試驗中，均是按照一級以下
公路的標準。
為確定最佳油石比，取油石比分別為4、4．5、5、
5．5、6這5個值進行馬歇爾試驗 ，試驗結(jié)果見表4
和表5。
經(jīng)過選擇不同的油石比進行試驗，最終確定的
油石比為：第1組：5．2；第2組5．7。
表4 普通礦粉瀝青混合料馬歇爾試驗結(jié)果
Table 4 Result of Marshall test for asphalt mixture with
common m ineral powder
∞ ∞ ∞
第4期 王夕鵬，等：保溫板廢料在瀝青混合料中的應(yīng)用 209
表5 替代7s％廢料礦粉瀝青混合料馬歇爾試驗結(jié)果
Table 5 Result of Marshall test for asphalt mixture with waste
replacing 75％ of common mineral powder
3 車轍試驗
車轍試驗由于試驗方法簡單、試驗結(jié)果直觀而
且與實際瀝青路面的車轍相關(guān)性甚好，往往用于評
價瀝青混合料高溫穩(wěn)定性能，故本次亦采用車轍試
驗來評價廢料礦粉對瀝青混合料性能的影響? 。
根據(jù)《試驗規(guī)程》 ，采用車轍試驗機，制作
300 mm x300 mm x 50 mm的試件，該車轍試驗制作
試件時。試驗溫度為6O℃ ，碾壓速度為42 r／min。
試驗結(jié)果見表6。
表6 車轍試驗結(jié)果
Table 6 Result of Rutting test
序號
普通礦粉組
摻加廢料組
動穩(wěn)定度／(次·mm ) 平均值／ 規(guī)范要求／
— — — — — 一(次·mm )(次·mm )
4 5o0 3 90o 4 20o
3 0o0
4 3oo 3 800 4 l50
從試驗結(jié)果可知，替代75％ 的廢料礦粉后，動
穩(wěn)定度從4 200次／mm下降到了4 150次／mm，下
降了1．2％ ，基本未發(fā)生變化，可能是試驗誤差引
起，故從車轍試驗的結(jié)果來看，采用廢料礦粉替代普
通礦粉不會降低瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性能。
4 劈裂試驗
瀝青路面中必然由于汽車荷載、溫度荷載的作
用產(chǎn)生拉應(yīng)力，抗拉強度不足極易產(chǎn)生裂縫進而瀝
青路面破壞加快。為了研究廢料礦粉的添加對瀝青
混合料粘結(jié)力的影響，本次通過劈裂試驗求得的劈
裂強度來間接表征抗拉強度，通過比較兩組試件的
結(jié)果來分析替代礦粉的影響，試驗結(jié)果見表7。
表7 劈裂試驗結(jié)果
Table 7 Result of Indirect tension test
可見，用廢料替換后的試件劈裂強度不但沒有
降低，還略有提高，說明廢料礦粉替代普通礦粉后不
會降低性能滿足要求。
5 結(jié)論
① 該種廢料含有結(jié)晶水，由于施工現(xiàn)場拌和溫
度達到160℃ ，將會失去結(jié)晶水，相當于廢料比例降
低，不會降低混合礦粉的密度，對混合料的影響可以
忽略不計。
② 對于車轍試件來講，由于所取得試件質(zhì)量不
同，壓實效果會有出入，因此對實驗的結(jié)果會有影
響。此處對比試驗兩試件取相同質(zhì)量，因此其相對
數(shù)值更有參考意義 。
③ 通過兩個對比試驗可以看出，用該廢料取代
部分礦粉加入到瀝青混合料中，非但沒有使性能降
低，反而有了少許的提高，說明該廢料用于瀝青混合
料實現(xiàn)資源化利用，是可行的。這樣可以實現(xiàn)廢物
利用，減少環(huán)境污染，節(jié)約材料，降低施工成本。
④ 該試驗探索是關(guān)于保溫板廢料磨細成礦粉
應(yīng)用到到瀝青混合料中的可行性。在如今的建設(shè)以
及工業(yè)生產(chǎn)過程中，大量的廢料產(chǎn)生并堆積，不僅占
用大量場地，而且嚴重危害環(huán)境。如何能夠?qū)崿F(xiàn)廢
料的資源化利用將是一個長期的任務(wù)，也將是道路
工程材料發(fā)展的一個很有前景的方向 。
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