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來源:期刊VIP網(wǎng)所屬分類:建筑工程時間:瀏覽:次
正確認(rèn)識瀝青的作用有哪些,在工程建設(shè)中如何合理正確的使用瀝青呢,有關(guān)混合料的應(yīng)用上又有什么技巧呢?本文從溫拌瀝青混合料研究與應(yīng)用現(xiàn)狀和溫拌瀝青混合料的性能特點以及溫拌瀝青混合料現(xiàn)階段存在的問題等各個方面最了闡述。
摘要:瀝青是由不同分子量的碳?xì)浠衔锛捌浞墙饘傺苌锝M成的黑褐色復(fù)雜混合物,是高黏度有機(jī)液體的一種,呈液態(tài),表面呈黑色,可溶于二硫化碳。瀝青是一種防水防潮和防腐的有機(jī)膠凝材料。瀝青主要可以分為煤焦瀝青、石油瀝青和天然瀝青三種:其中,煤焦瀝青是煉焦的副產(chǎn)品。石油瀝青是原油蒸餾后的殘渣。天然瀝青則是儲藏在地下,有的形成礦層或在地殼表面堆積。瀝青主要用于涂料、塑料、橡膠等工業(yè)以及鋪筑路面等。
關(guān)鍵詞:瀝青,混合材料,工程論文
一、溫拌瀝青混合料研究與應(yīng)用現(xiàn)狀
1、國外研究應(yīng)用現(xiàn)狀
20世紀(jì)80年代~90年代,工業(yè)化發(fā)展迅猛,溫室氣體排放量急劇增加,世界各國越來越意識到節(jié)能環(huán)保的重要性,溫拌瀝青混合料技術(shù)(WMA)就是在這種大背景下產(chǎn)生的。1995年,歐洲的Shell和Kolo-Veidekke公司首先研制出了WMA,并于1996年進(jìn)行了現(xiàn)場試驗。早期的WMA路用性能良好,但生產(chǎn)成本較高。1998年,Shell和Kolo-Veidekke公司改進(jìn)了生產(chǎn)工藝,開始用泡沫瀝青和軟瀝青來生產(chǎn)溫拌瀝青混合料,不僅保證了WMA的路用性能,而且降低了生產(chǎn)成本。隨后,歐洲和日本等國開始學(xué)習(xí)和引進(jìn)WMA技術(shù),并將其應(yīng)用于工程實踐,生產(chǎn)出了大量的WMA。與此同時,溫拌技術(shù)迅速發(fā)展,許多新的溫拌技術(shù)被開發(fā)出來,溫拌技術(shù)日益成熟。2002年,美國道路工程方面的專家赴歐洲考察了WMA技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展,次年在美國瀝青路面協(xié)會(NAPA)的年會上重點提出WMA,2004年美國第一條溫拌瀝青混合料路面建設(shè)成功。此后,溫拌技術(shù)的發(fā)展如雨后春筍,極其迅猛,歐洲和美國開發(fā)出了多種溫拌瀝青混合料。迄今為止,WMA技術(shù)有三大體系,數(shù)十種溫拌瀝青混合料技術(shù)。
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2、國內(nèi)WMA研究應(yīng)用
我國的溫拌技術(shù)起步較晚,主要是學(xué)習(xí)和引進(jìn)國外的先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用和創(chuàng)新。2005年,我國的第一條溫拌瀝青混合料試驗路在北京鋪設(shè)成功。該試驗路段是中美合資,采用的是乳化瀝青溫拌技術(shù)。此后,WMA技術(shù)在我國得到了迅速發(fā)展,各個省市開始研究和應(yīng)用WMA。此外,我國還開發(fā)出了改性瀝青溫拌技術(shù),并于2006年成功鋪設(shè)了世界上第一條改性瀝青SMA溫拌試驗路。隨著溫拌技術(shù)的日益發(fā)展,各省市也制定了一些溫拌技術(shù)的設(shè)計規(guī)范和施工規(guī)范,如河北省的《溫拌瀝青混合料施工技術(shù)指南》、青海省的《寒區(qū)溫拌瀝青混合料路面技術(shù)規(guī)范》等,這些規(guī)范都有利于WMA技術(shù)的推廣和實施。
二、溫拌瀝青混合料的性能特點
1、溫拌瀝青混合料技術(shù)的原理和制備方法
在高溫下,瀝青變得松軟,能夠發(fā)揮其膠結(jié)作用,將集料良好地裹附在一起,形成一個整體,在荷載作用下不致松散,而瀝青良好的流動性和潤滑作用又使混合料具有較強(qiáng)的變形能力,在荷載作用下集料不會被擠壓破碎。溫拌瀝青混合料就是采取若干技術(shù)措施(使用改性瀝青或者加入溫拌劑),使得混合料能夠在較低溫度下拌合和攤鋪,瀝青能夠很好地裹覆在集料上,較好地發(fā)揮其粘結(jié)和潤滑作用,同時保持混合料路用性能不低于HMA。歸納起來,目前國內(nèi)外WMA生產(chǎn)技術(shù)主要有三大類:有機(jī)添加劑法、泡沫法、化學(xué)添加劑法。
2、溫拌瀝青混合料優(yōu)點
(1)節(jié)能減排,低碳環(huán)保。由于采用了較低的溫度,在混合料生產(chǎn)和施工工程中將會節(jié)省大量的電能,煤料和燃油,CO2等溫室氣體排放量也大大減少,這既是減輕溫室效應(yīng)的有效措施,也符合生態(tài)社會和可持續(xù)發(fā)展的需求。另外,溫拌瀝青混合料在攤鋪過程中,基本可以實現(xiàn)無煙作業(yè),有毒有害氣體排放明顯減少,很大程度上保護(hù)了施工技術(shù)人員的身體健康。(2)減輕瀝青的老化程度,延長混合料使用壽命。較低的溫度降低了瀝青的初期老化程度,提高了混合料的路用性能。(3)延長施工季節(jié),提高施工效率。施工時溫度降低,混合料與室外環(huán)境溫差減小,可以延長施工季節(jié)及日施工時間。(4)較低的溫度能夠較好地保護(hù)施工設(shè)備,延長其壽命,并較快開放交通。
3、溫拌瀝青混合料的路用性能
(1)高溫性能。抗車轍性能是評價瀝青混合料高溫性能的重要指標(biāo)。室內(nèi)試驗表明,在孔隙率基本相同的情況下,WMA的動穩(wěn)定度比HMA的動穩(wěn)定度提高10%左右,其高溫穩(wěn)定性優(yōu)于熱拌瀝青混合料,具有良好的抗車轍性能。(2)低溫性能。混合料的低溫彎曲試驗表明,WMA與HMA試件破壞時的應(yīng)變相差不大,二者低溫抗裂性無異。分析可知,加入溫拌劑后,溫拌劑摻量大小對瀝青混合料的低溫性能影響不大,混合料的低溫性能主要由瀝青本身決定。(3)水穩(wěn)定性。研究表明,加入溫拌劑后,瀝青裹附到集料表面,在水的作用下,混合料抗剝落能力增強(qiáng)。進(jìn)一步實驗表明,無論是浸水馬歇爾實驗,還是凍融劈裂實驗,WMA的實驗結(jié)果都高于HMA,這說明溫拌瀝青混合料的水穩(wěn)定性要優(yōu)于熱拌瀝青混合料。實驗表明,在一定的范圍內(nèi),溫拌劑摻量越多,溫拌瀝青混合料的水穩(wěn)定性越好。(4)疲勞性能。通過中點加載彎曲實驗,得出不同應(yīng)力比下混合料試件破壞時的疲勞壽命次數(shù),繪出混合料疲勞方程曲線。結(jié)果表明,溫拌瀝青混合料的疲勞曲線略高于同級配的熱拌瀝青混合料,說明WMA的疲勞性能優(yōu)于同級配的HMA。
三、溫拌瀝青混合料現(xiàn)階段存在的問題
溫拌瀝青混合料在應(yīng)用中主要存在的問題有:
(1)初建成本較高。實踐表明,相對于熱拌瀝青混合料,由于溫拌劑的添加,溫拌瀝青混合料成本增加6%左右。(2)設(shè)計規(guī)范尚未制定。由于溫拌技術(shù)起步較晚,理論技術(shù)尚處于研究階段,除了制備方法不同,其設(shè)計和施工都是采用熱拌瀝青混合料的相關(guān)規(guī)范。為了使溫拌技術(shù)得到推廣,急需制定設(shè)計、施工和養(yǎng)護(hù)等相關(guān)規(guī)范。(3)對原材料要求較高。雖然溫拌瀝青混合料具有節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點,但其對原瀝青和集料的質(zhì)量要求很高,質(zhì)量稍差的碎石及尾礦砂等固體廢棄物應(yīng)用于WMA的研究還很少見。同熱拌瀝青混合料一樣,今后應(yīng)大力研究不同廢棄物在溫拌瀝青混合料中的應(yīng)用,這有利于道路建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。(4)其他問題。如WMA在低溫條件下存在水損害現(xiàn)象、長期路用性能有待評估、難以精確評價其節(jié)能環(huán)保性能等,這些問題都需要進(jìn)一步的研究。
四、結(jié)語
溫拌瀝青混合料技術(shù)以其節(jié)能環(huán)保的優(yōu)勢和良好的路用性能得到人們的青睞,其應(yīng)用前景十分廣闊。今后,溫拌瀝青混合料技術(shù)在排水降噪,長大隧道工程,低溫季節(jié)和寒冷地區(qū)等一些特殊功能瀝青路面中的應(yīng)用將會更加廣泛。