摻粉煤灰AC型瀝青混合料試驗研究
摘要：粉煤灰是工業(yè)廢渣之一，對人們的身體健康和生活環(huán)境具有很大的危害,。將粉煤灰作為一種資源與瀝青,、集料進(jìn)行混合，通過混合料級配設(shè)計制作兩種細(xì)粒式密級配瀝青混合料AC-13與AC-10,。將兩種粉煤灰瀝青混合料制成馬歇爾試件,，測定試件的體積參數(shù)與穩(wěn)定度。結(jié)果表明,，AC-13型粉煤灰瀝青混合料可作為二,、三、四級公路的路面面層材料,，AC-10型粉煤灰瀝青混合料可作為各級公路的路面面層材料,。
關(guān)鍵詞： 粉煤灰 瀝青混合料 路用性能
粉煤灰是一種工業(yè)廢物，但具有一定利用價值,。在混凝土中摻加粉煤灰可以節(jié)約水泥和細(xì)骨料和用水量,，改善了混凝土拌和物的和易性，減少了混凝土的徐變,，水化熱和熱能膨脹性,，提高混凝土抗?jié)B能力，增加混凝土地修飾性,。此外,，粉煤灰還具有資源豐富，價格低廉的優(yōu)點(diǎn),。一般瀝青混合料中摻加的礦粉是一種分散的細(xì)粒礦料,，瀝青混合料中的礦粉多采用石灰石和白云石等礦物經(jīng)加工磨細(xì)后而得到的石粉，在此過程中需要耗費(fèi)很大一部分資源和能源,，而用水泥代替成本過高,。國外的研究成果是用粉煤灰取代石灰石礦粉作為瀝青混合料的填料[1]，國內(nèi)的相關(guān)研究有粉煤灰瀝青混合料高溫穩(wěn)定性研究[2],、粉煤灰瀝青碎石的研究[3],。粉煤灰價格低廉,，不怕過期和受潮[4],，具有非常顯著的優(yōu)點(diǎn),但是在AC型細(xì)粒式瀝青混合料中的研究較少。今后幾年我國要加強(qiáng)公路網(wǎng)絡(luò)化建設(shè),，加快國家高速公路網(wǎng),、農(nóng)村公路建設(shè)，強(qiáng)化連接線,、斷頭路等薄弱環(huán)節(jié)，發(fā)揮公路網(wǎng)絡(luò)效益，提高路網(wǎng)通行能力和效率。加快未鋪裝路面改造,，提高路網(wǎng)路面鋪裝率,，強(qiáng)化公路路面養(yǎng)護(hù),，全面改善路面狀況,。到2015年和2020年，路網(wǎng)（不含村道）路面鋪裝率分別達(dá)到70%和75%以上,。本文將通過對粉煤灰代替礦粉做填料拌制的細(xì)粒式瀝青混合料即AC-13和AC-10做相關(guān)試驗，并分析其穩(wěn)定性，為粉煤灰在細(xì)粒式瀝青混合料路面建設(shè)中的應(yīng)用提供參考,。
1 原材料試驗
1.1 瀝青材料
本試驗選用的瀝青為AH-70的道路石油瀝青，試驗結(jié)果如表1所示,。
|
表1 AH-70型瀝青技術(shù)指標(biāo)
|
1.2 集 料
粗集料和細(xì)集料的表觀密度試驗結(jié)果如表2所示,。
|
表2 集料的表觀密度
|
1.3 粉煤灰
粉煤灰的燒失量為4.5%,，其化學(xué)成分如表3所示,。
|
表3 粉煤灰的化學(xué)成分
|
||||||||||||||
2 混合料設(shè)計及試驗
2.1 礦料組成設(shè)計
本次試驗按照《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40—2004）選用了三種不同粒徑的集料和粉煤灰進(jìn)行AC-13型粉煤灰瀝青混合料和AC-10型粉煤灰瀝青混合料的級配設(shè)計,，拌制混合料后的級配情況如表4所示。
|
表4 AC-10型及AC-13型粉煤灰混合料級配情況表
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2.2 瀝青混合料試件制作
瀝青混合料拌制和試件成型是進(jìn)行各項性能試驗的基礎(chǔ),，這個過程包括按照瀝青混合料的設(shè)計配合比,，采用現(xiàn)場實際材料，在試驗室內(nèi)用小型拌和機(jī),，按規(guī)定的拌制溫度生產(chǎn)瀝青混合料,，然后將瀝青混合料在規(guī)定的成型溫度下，用規(guī)定的方法制成規(guī)定尺寸與形狀的試件,，供測定其試件穩(wěn)定性和抗變形能力[5],。
2.3瀝青混合料穩(wěn)定度試驗
瀝青混合料穩(wěn)定度試驗是將瀝青混合料制成圓柱形試件，在馬歇爾穩(wěn)定度試驗儀上測定其穩(wěn)定度和流值,，以這兩項指標(biāo)來表征其高溫時的穩(wěn)定性和抗變形能力,，相關(guān)試驗數(shù)據(jù)如表5-表8所示。
|
表5 AC-13型粉煤灰瀝青混合料馬歇爾試件體積參數(shù)
|
表6 AC-13型粉煤灰瀝青混合料穩(wěn)定度試驗結(jié)果
|
通過計算AC-13粉煤灰瀝青混合料的最佳瀝青用量為OAC=5.0%,。由表6數(shù)據(jù)可得：除了穩(wěn)定度指標(biāo)滿足其他等級公路的要求之外,，其他指標(biāo)均能滿足各級公路的要求[6]。因此AC-13可作為二,、三,、四級公路的路面面層材料。
|
表7 AC-10型粉煤灰瀝青混合料馬歇爾試件體積參數(shù)
|
|
表8 AC-10型粉煤灰瀝青混合料穩(wěn)定度試驗結(jié)果
|
通過計算AC—10粉煤灰瀝青混合料的最佳瀝青用量為OAC=5.6%,。由表8數(shù)據(jù)可得：AC-10可作為各級公路的路面面層材料,。
3 結(jié) 論
本文通過將礦粉用粉煤灰代替做出兩種密級配瀝青混合料的試驗研究,，得出以下結(jié)論：
（1）AC-13型粉煤灰瀝青混合料的間隙率,、飽和度和流值比AC-10型粉煤灰瀝青混合料相應(yīng)的值較大，而穩(wěn)定度較小,。
（2）AC-10型粉煤灰瀝青混合料的最佳瀝青用量大于AC-13型粉煤灰瀝青混合料,。
（3）通過試驗結(jié)果分析，AC-13型粉煤灰瀝青混合料可作為二,、三,、四級公路的路面面層材料,，AC-10型粉煤灰瀝青混合料可作為各級公路的路面面層材料。
煤炭企業(yè)利用生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品廢棄物,，在主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)鏈的基礎(chǔ)上建立橫向共生產(chǎn)業(yè)鏈之一是粉煤灰－建筑材料,。粉煤灰用于筑路材料中具有顯著的環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會效益,。主要表現(xiàn)在節(jié)約水資源,、減少SO2排放、減少粉煤灰排放,，實現(xiàn)廢物資源化,、減少繳納排污費(fèi)，提高煤炭資源利用水平,，促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展,、為社會剩余勞動力提供就業(yè)機(jī)會、利于社會穩(wěn)定,、提高區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平及居民收入,、改善了當(dāng)?shù)鼐用竦纳钯|(zhì)量。
粉煤灰替代礦粉在道路工程建設(shè)中的應(yīng)用,，既解決了作為工業(yè)廢渣粉煤灰的環(huán)境污染問題,，又節(jié)約了大量的能耗和建筑材料，符合煤炭企業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的趨勢,。
參考文獻(xiàn)：
[1] 楊應(yīng)信.粉煤灰代礦粉拌制瀝青砼路面的試驗與應(yīng)用[J].粉煤灰綜合利用,，1999，13(1)：41-43.
[2] 蔣永華.粉煤灰瀝青混合料高溫穩(wěn)定性試驗研究[J].山西建筑,，2007,，33（36）：161-162.
[3] 陳 新，閆 風(fēng),，楊錫武. 粉煤灰代替礦粉的瀝青穩(wěn)定碎石試驗研究[J]. 公路交通技術(shù),，2007，18（3）：50-52.
[4] 李建占,，張金山.成品粉煤灰在瀝青混合料中的應(yīng)用[J].包頭鋼鐵學(xué)院學(xué)報,，2000，19（1）：66-67.
[5] JTG F40—2004,，公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[S].
[6] JTJ 052—2000,，公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程[S].
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”
