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研究文章|开放获取
Kumar Jayvant乔杜里,布兰德,古普塔, ”利用废玻璃粉和玻璃复合填料的沥青路面”,土木工程的发展, 卷。2021年, 文章的ID3235223, 17 页面, 2021年。 https://doi.org/10.1155/2021/3235223
利用废玻璃粉和玻璃复合填料的沥青路面
文摘
今天,世界各地的研究人员正在寻找合适的替代传统的填料可以形成灵活的人行道与满意的工程性能在一个环境友好和具有成本效益的方式。本研究调查了工程、经济、和环境的可行性回收废玻璃粉末(GP)和glass-hydrated石灰(GL)复合替代填料,代替石粉(SD)。所有填料的特点,沥青混凝土在不同比例混合合并(4 - 8.5%)被设计使用马歇尔设计方法。分析了沥青混合料的工程性能使用静态蠕变分析,间接拉伸疲劳试验,Cantabro测试,修改Lottman测试,弹性模量测试,混合时间分析,沸水测试。此外,单公里两车道的设计灵活的人行道上利用上述混合从力学上看是按照经验方法建议在IRC 37指南。最后,通过比较经济和环境分析其材料成本和全球变暖潜力(GWP)。GL和GP混合表现出更好的抗车辙、疲劳、和低温开裂在最佳沥青含量低于SD混合。然而,GP混合也显示可怜的防潮性和附着力由于医生的高硅量。GL混合了7%满意的抗湿性填充内容由于自然和熟石灰的抗剥落性能。包含GL和GP填充物的路面也降低了材料成本和GWP多达35%,而消费高达74吨的全科医生。
1。介绍
近年来,回收、重用和回收废物的原材料已经成为越来越重要的一个反复出现的主题。交通基础设施发挥关键作用在这种背景下,作为任何新建筑或康复消耗了大量的自然材料(1]。利用废物替代原材料解决了两个重要问题:关于环保废物处理的问题以及实现需要找到合适的替代传统/原材料。全球路面网络主要由柔性路面采用沥青混凝土混合表面和基础课程。沥青混合是一个异构的多相材料,主要包括聚合各种形状和大小、沥青粘结剂和填料。沥青混合是全世界广泛采用灵活的人行道上表面和粘合剂课程与骨料和沥青结合料的结合。大小不同的矿物骨料沥青混合构成刚性骨架而沥青粘结剂的行为作为粘合剂。骨料部分通过200筛(75μ米)称为填料,降低沥青混合的力学性能和耐久性(2- - - - - -4]。在场的填料的沥青与沥青粘结剂结合形成沥青砂胶混合。填料乳香的活动是由于物理硬化和化学相互作用[5]。基于这一活动,填料可以通常分为两类被称为活性填料和被动(惰性)填料。展览的填充物胶粘剂的化学活动由于其自然和酸性碱性粘结剂的性质称为活跃填料(5- - - - - -7]。据报道,这种化学反应提高抗衰老的潜力,附着力,耐高温沥青砂胶和混合7,8]。它是主要依赖于填料和粘合剂的组成和基本特征。熟石灰等填充剂、水泥、钢渣等都属于积极的填充物。另一方面,惰性或被动填料展览在沥青砂胶没有化学活动。然而,他们通常负责导致刚度或物理硬化的沥青砂胶由于其物理特性。石屑等填充物、石灰岩和花岗岩陷入被动填料的分类(9]。总体而言,沥青混合料的性能与困苦像永久变形,负载和空载依赖开裂、老化,水分敏感性很大程度上依赖于填料的物理和化学特性(3,10- - - - - -12]。因此,可以说,填料的性质和数量是至关重要的,以确保成本效益和持久性能灵活的人行道上。水泥,石灰石粉,主要是作为传统的填料。然而,各种机构促进废物利用和二次副产品代替传统材料不仅减少垃圾填埋场的废物和节省成本的传统材料也确保可持续路面施工通过限制温室气体排放的总量。至关重要的是,沥青混合料用替代材料应该表现出令人满意的工程性能具有成本效益和环境友好的方式。增强性能的沥青混合料含铝土矿残渣等替代固体废物填充剂(13];生物质灰(14];砖粉(15];粉煤灰(16,17];和石灰窑尘埃18]随着填料启发研究者调查其他废弃物形成技术上的可行性,经济和环境可行的灵活的人行道上。然而,大多数可用的研究涉及工程性能的研究沥青混合和非常有限的注意力一直在沥青路面材料成本和环境适应性的分析由这些混合。
玻璃是一种主要用于商品有很多应用,如餐具、照明、窗口货架,地板、电器、太阳能电池板和光纤电缆。废玻璃的处理已成为一个主要的环境问题,由于对垃圾填埋空间日益增长的需求和增加强调碳足迹减少建筑行业。玻璃是一种可降解材料由于其惰性自然。再利用的垃圾,玻璃需要100万年才能分解,占据了宝贵的垃圾填埋空间。废玻璃处理已成为一个主要的环境问题,由于垃圾填埋空间日益增长的需求和增加强调碳足迹减少建筑行业。玻璃是一种广泛使用的材料的全球年产量估计超过1.3亿吨(19]。废玻璃通常被称为碎瓶的副产品,玻璃窗、玻璃和其他物品获得的工业和市政废物流。然而,相当数量的废物也获得废物浆生产的玻璃在切割和抛光操作板玻璃行业(20.]。最近,废玻璃已成功用于生产产品,如胶结绑定材料(21],耐酸混凝土[22),路面基层(23),地质聚合物(24),和陶瓷25]。然而,只有少数研究试图把碎玻璃和玻璃粉末总量(细和粗)和填充沥青混合,分别。早期的研究(26,27)观察到的玻璃粉末在不同数量作为填料形成了较高的沥青混合料马歇尔稳定相比,包含传统沥青混合填充物像水泥和石灰粉尘。Arabani et al。15)观察到包含玻璃粉作为填料的沥青混合料表现出优越的马歇尔稳定度和比传统沥青混合料车辙和抗疲劳性。他们得出的结论是,玻璃粉末填料的物理和化学特性负责与沥青粘结剂更好的物理化学相互作用,最终提高沥青混合料的性能。
西蒙et al。28]也观察到的玻璃粉末填充沥青乳香的刚度的增加可能导致形成沥青混合有更好的承载力和发情的阻力。然而,尽管对车辙和裂缝使沥青混合料的性能优越,一些最近的研究(29日- - - - - -31日]报道穷人的行为包含玻璃沥青混合粉对剥离和松散。这是归因于低沥青玻璃和石英含量高吸收的成分(29日,31日,32]。为了建立玻璃作为备选填料,它是至关重要的,沥青混合料用它表现出令人满意的抗湿性。因此,都需要尝试引入玻璃粉末的形式以及一个抗剥落剂复合填料,以确保满意的对防潮性使沥青混合料的性能。然而,这种方法的主要挑战是确定适当的抗剥落剂及其最佳配比的复合填料。
氢氧化钙是一个著名的抗剥落剂用于减少水分损失(剥离)。熟石灰不仅加强asphalt-aggregate债券还与沥青的高极性分子反应生成强化学键减少剥离。混合添加熟石灰也僵住了,减少了剥离通过增加asphalt-aggregate债券的机械强度。因此,添加少量的熟石灰和玻璃粉末可以减少剥离的可能性会增加玻璃的许用百分比。氢氧化钙添加改善沥青混合的机械性能和抗老化性(33]。因此,氢氧化钙可以混在一个最优数量的玻璃粉末形成glass-hydrated石灰复合填料可以和优越的抗车辙和裂缝形成沥青混合在不牺牲其水分的敏感性。有非常有限的研究,利用玻璃作为建筑材料和熟石灰。Lachance-Tremblay et al。34)检查玻璃骨料和熟石灰的影响内容线性粘弹性(活)沥青混合料的性质,和包含玻璃骨料沥青混合料有较低的刚度值比传统沥青混合(即。,没有玻璃骨料)。Raschia et al。35]调查玻璃填料的性能,结合熟石灰在寒冷的乳化沥青混合料作为复合填料。结果表明,养护期后三天,稳定与玻璃粉末都无法达到令人满意的弹性模量和力学性能的不良反应与沥青粘结剂的硅/水。另一方面,复合填料由玻璃和熟石灰交付更好的表演由于氢氧化硅和钙之间的反应。在这项研究中,作者已经完成了调查,在此描述来填补这个巨大的差距的研究开发glass-hydrated石灰复合填料和工程适用性的分析包含玻璃沥青混合粉和glass-hydrated石灰复合(新开发)填料对传统沥青混合含石粉填充。此外,这是第一个研究调查了经济和环境的适宜性沥青混合包含玻璃粉末和glass-hydrated石灰复合混合。
2。目标和研究的简要概述
本研究的总体目标是最大化利用废玻璃粉末(GP)在沥青混凝土混合填料在不影响与工程、经济、和环境适应性的沥青混合料。先前的文献发现GP是导致沥青混合料剥离臭名昭著,因此医生是合并的形式不仅作为填料,也glass-hydrated石灰复合填料(GL)。GL作为填料制备的意图避免moisture-sensitive组合形成的可能性由于高硅含量的玻璃通过添加一个名义HL作为抗剥落剂。
为了实现这一目标,研究分为四个部分:(1)资格预审评估玻璃粉(GP),氢氧化钙(HL)和石屑(SD)填料;包含GP(2)设计的沥青混合料,GL,和SD填料在不同数量(4 5.5 7,8.5%体重沥青混合);(3)评价的力学性能和耐久性设计与相关的静态和动态测试;和(4)设计和成本分析柔性路面使用MEPDG-based IITPAVE软件利用混合设计的表面。废玻璃粉末收集从垃圾场的玻璃工厂,生成干浆。GL填料是由固定的比例熟石灰在各自的填料的混合比例达到2%(4 - 8.5%)和分配平衡的全科医生。的最大容许极限HL用于沥青混合被指定为2%,印度路面设计指南(4]。因此,熟石灰是固定在2%的比例在GL设想的最大利用率GP(按照客观)在不影响沥青混合的防潮性。沥青混合料配合比设计是根据MS-2规范(36]。的比较等方面的力量,使沥青混合料的体积性质、车辙、疲劳和抗低温开裂,水分敏感性,松散性、弹性模量、主动和被动粘连根据相关测试规范。柔性路面的设计和成本分析利用上述混合在面层与IITPAVE软件是根据印度路面设计指南IRC 37: 201837]。这项研究的研究方法以流程图的形式显示,如图1。
3所示。材料和实验调查
3.1。材料
白云石骨料被利用,表中提到他们的特征1。设计级配的沥青混凝土的制备是在桌子上2。
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VG 30沥青粘结剂(同义PG 76 - xx粘结剂),表中提到的属性1研究中使用。SD和HL在本地收集从城市瓦拉纳西,当医生采购玻璃工厂转储的院子坐落在博帕尔市的印度。
3.2。测试机
得到了不同特征属性的填料按相关规范。比重是评估根据ASTM D854-14 [38]。填料的粒度分布曲线与莫尔文mastersizer画,和细度模数(FM)和平均粒径(D50)进行评估。扫描电子显微镜(SEM)分析分析的形状和纹理填充剂。德国填充测试是为了确定填料的孔隙度(39]。用x射线衍射(XRD)分析Rigaku台式XRD设备获取矿物填料。有害的粘土含量是评估按照EN 933 - 940]。最后,填料对粘结剂和水的相对亲和力比较通过确定其亲水系数按照JTG E42 [41)规范。
3.3。沥青混凝土试验
3.3.1。马歇尔和体积属性
沥青混合料设计根据马歇尔混合料配合比设计过程中,粘结剂含量对应于4%的含气率被认为是OAC [4,42]。粘结剂含量在4.5 - -6.5%的范围不同,和三个标本准备在每一个活页夹的水平,和240标本(5×4种填料粘结剂内容×4×3复制)填充内容准备OAC的决心。的分级混合选择按MoRTH规范如表所示24之间,填充内容不一,5.5,7,聚合物的重量的8.5%。填料比例增加了减少细集料的比例,帮助保持选择的层次。正如在前一节中提到的,沥青混凝土混合合并GL填料设计取代2%的全科医生在每个填料用量与霍奇金淋巴瘤。马歇尔(稳定和流)和平均体积特性(孔隙在矿物骨料(VMA)和孔隙填充粘合剂(VFB))的混合也在OAC确定。三个标本准备在每个OAC,共有48个标本(4种填料×4×1填充内容OAC×3复制)准备马歇尔和体积的计算特性,并报告平均值。明显的膜厚度(尾)的混合估计根据以下方程: 在哪里年代年代=骨料的比表面积(m2/公斤);P年代=总量的百分比(%);Gmb=容重;和VBE=有效沥青含量(%)
3.3.2。发情的阻力
发情的抵抗决心使用单轴静态蠕变试验。测试是按照BS 598 - 111年实行静态压缩负荷标本并确定其轴向变形随时间(43]。评价的可逆形变的一部分是由删除加载和测量变形恢复。标本的恒定负载应用生成100 kPa轴向应力加载期间60分钟,而测试的卸货时间为30分钟。三个标本准备在每个OAC,共有48个标本(4种填料×4×1填充内容OAC×3复制)准备发情的阻力的计算,和平均值。
3.3.3。裂纹阻力
有两个主要类型的裂缝在沥青混合,即低温热裂解和疲劳裂纹。低温开裂是由于过度生成产生的拉伸应力和由于低温脆化44]。低温开裂是在0°C通过计算确定间接抗拉强度(其)/ ASTM D 6931 - 12 (45)规范。它的值对应于高耐低温开裂,反之亦然(44,46]。
疲劳裂纹开始底部层沥青混合料的抗拉应力的产生由于重复交通荷载在中间温度(47]。沥青混合料的疲劳寿命计算按照EN 12697 - 24指南。测试是在25°C控制压力条件下,压力测试是作为它的40%。半正矢加载应用通过半正矢加载脉冲加载段0.1 0.4休息时间的年代。三个标本准备在每个OAC,共有48个标本(4种填料×4×1填充内容OAC×3复制)准备的计算低温开裂和抗疲劳性,和平均值。
3.3.4。沥青集料粘附和水分敏感性
沥青混合沥青粘结剂之间必须有良好的粘附和聚集在干燥和潮湿的条件。附着力损失aggregate-binder接口的主要责任混合的高水分敏感性的机制。它可以分成两个部分,即积极的附着力和被动的附着力。活跃的粘附的能力完全外套骨料的粘结剂沥青混合的混合操作(48,49]。活跃的附着力也可以代表的混合程度。另一方面,被动的粘附是沥青结合料的能力保持涂层表面聚合时受到外部水分和交通(也表示为水分敏感性)(48,49]。
不同填料对活性的影响分析了附着力测量所需的时间聚集在混合均匀涂上粘合剂。之间的总时间运行时刻的添加粘结剂的聚合物混合涂布测量得到100%。在这项研究中,分析被动粘连松混合/湿度敏感性和压实试样进行了使用两个实证测试按照ASTM D 3625 - 12 (50分别和AASHTO T283指南。宽松的沥青混合料被淹没在沸水10分钟(温度保持在85至100°C),和保留沥青粘结剂涂料总量计算通过视觉观察。三个标本准备在每个OAC, 48集标本(4种填料×4×1填充内容OAC×3复制)准备活动粘附和被动的计算粘附松散的混合,而压实的防潮性混合估计通过比较它们的抗拉强度比(TSR) [51]。马歇尔在这个分析,两组标本(条件和非条件)准备为每个混合含气率7%。6个标本准备在每个OAC,和一组96个标本(4种填料×4×1填充内容OAC×2×3复制)条件的标本准备TSR的计算。条件标本受到冻融循环条件。然后TSR的混合比率的确定是其条件的标本是无条件的标本。混合有更高的TSR值表现出更低的湿度敏感性。
3.3.5。松散的阻力
松散抵抗沥青混合估计Cantabro损失测试按照西班牙规范NLT-352/86 [52]。在该测试中,马歇尔标本放置在洛杉矶磨耗钢(不收费)和受到300的速度旋转33 rpm。三个标本准备每种类型的混合,和共有48个标本(4种填料×4×1填充内容OAC×3复制)准备松散阻力的计算,和平均值。遭受损失的重量百分比标本测量,称为Cantabro损失。受到较小的混合Cantabro损失表现出更好的抵抗松散,反之亦然。
3.3.6。弹性模量
弹性模量(米r)是一个积分参数用于路面设计使用mechanistic-empirical路面设计准则,分析路面层分散负载的能力。米r马歇尔标本决心根据ASTM d4123 - 82 (53在使用万能试验机35°C。测试中使用的压力应该介于10到50%的,因此相对应的负载的10%是用于测试(53]。分析中使用的半正矢负载脉冲1 Hz频率(0.1加载和0.9年代休息期间),而每个混合泊松比为0.3515,54]。三个标本准备每种类型的混合,和共有48个标本(4种填料×4×1填充内容OAC×3复制)准备弹性模量的计算,和平均值。弹性模量是决定使用以下方程: 在哪里米r=弹性模量(MPa),P=重复载荷(N),ν=泊松比,t试样厚度=(毫米),δ=可恢复的水平变形(毫米)。
3.4。柔性路面设计与分析
3.4.1。设计灵活的人行道
本节的目标是设计最经济的柔性路面部分利用各种沥青混凝土混合料面层支持类似的设计流量。分析是根据IRC 37: 2018规范认为路面多层系统,并使用“线性弹性层状理论”的分析(37]。在所有部分,路面系统被认为沥青路面,沥青结合料,granulous基地,和底基层和路基。主要的材料特性(刚度模和泊松比)和层厚度如图2。弹性模量的值和确定在前一节中被采用作为面层弹性模量的值。设计交通量是选为路面的交通总量遇到在其使用寿命。在这项研究中,设计交通量为2亿标准轴(msa),它对应于一个标准的繁忙的高速公路部分有一个非常沉重的交通量。
根据IRC 37: 2018年,面层的层厚度应该选择以这样一种方式获得的应力和应变在关键位置不应超过允许的压力。容许应力或应变称为最大应力或应变发生在关键位置的路面系统导致它的失败。在这种特殊情况下,底部的拉伸应变最下的沥青层的纤维(粘结剂)和压缩应变顶部的路基视为关键位置。
许用压力在这些位置可以确定使用路基发情和沥青疲劳方程(3)和(4)以90%的可靠性因素各自的空隙体积和沥青混合物的体积37]。
允许垂直压缩应变计算路基的顶部以下方程: 在哪里设计交通量和吗顶部的竖向压应变的路基。
底部允许拉应变的纤维粘结剂计算从以下方程: 在哪里是设计交通量,是底部的水平拉伸应变纤维的粘结剂,然后呢的弹性模量(MPa)粘结剂层。
的因素”“称为调整因素考虑到用于体积参数变化的影响(体积含气率和有效粘结剂)的疲劳寿命最低的沥青。 在哪里和代表有效粘结剂的孔隙体积和体积粘合剂的人行道上。在这项研究中,粘合剂是假定和分别为3%和11.5%。这些通常在人行道上首选的网站,以确保满意的路面性能(37]。因此,的价值对应于这些体积属性计算和作为3.155。
对于每个路面系统,表面层的厚度是由试验和错误(保持其他层厚度不变),以确保菌株发生在关键位置不应超过允许的压力。路面系统的菌株在不同的位置决定使用IITPAVE软件由IRC规定:37指南。面层的设计厚度被确定为最低层厚度(最经济)的菌株在关键位置不应超过允许的压力。
3.4.2。设计了路面面层的成本分析
材料成本需要构造一个公里的双车道(7.00米)路面面层设计交通量计算在这一节中。工艺和机械相关的支出不采取的分析,但只考虑材料成本。表层厚度决定在前一节,并相应成分的数量进行了计算。详细步骤参与评估的材料数量和成本可以从最近发表研究的作者(30.]。路面材料的价格是根据规范中央公共工程部,印度(55]。全科医生获得了直接从垃圾场,因此其成本为零。所需的成本转移SD从路面的碎石器位置被认为是相同的运输GP的垃圾场路面的网站。全科医生需要最低限度的处理,因为它已经被发现在自然状态。全科医生处理(工党)成本是隐含材料总成本的0.5%30.]。运输的成本浪费材料被认为是一样的,发生在转移传统SD从采石场到人行道上。
3.4.3。分析全球变暖的潜力(GWP)的表面设计课程
根据政府间气候变化专门委员会(IPCC), GWP组成一切物质造成的气候变化56]。分析GWP,物质的生命周期及其效率作为温室气体估计。任何路面的生命周期由四个不同的阶段:材料生产、建设、使用和维护(57]。在这项研究中,GWP各种沥青混合料是由比较温室气体排放发生在材料生产制造所需1公里的柔性路面部分利用所有十二个类型的沥青混合料面层。
GWP各种沥青混合评估通过对比温室气体(GHG)排放发生在制造业1公里的柔性路面部分利用所有十二个类型的沥青混合料面层。优化设计的计算厚度后表面为每个类型的混合课程,构建所需的材料数量1公里的双车道(7米)表面课程计算。排放的标准数量(公斤的有限公司2等效)由不同的材料(粗和细骨料,石粉(SD)、氢氧化钙(HL)和沥青粘结剂)来自一些先前发表的同行评议研究[58- - - - - -61年]。欧盟的废物框架指令(2008/98 / EC)将“废物”定义为任何物质或对象持有人丢弃或计划或需要丢弃62年]。因为医生是丢弃的机构,它可以被视为浪费。这也是事先声明,这些材料纳入直接没有任何物理或化学改性沥青混合料。因此,考虑到所有这些因素,GWP的医生被认为是零。为了简化、施工、使用和维护阶段没有纳入分析。这是合理的假设不同生产设置为每个建筑材料不影响路面的使用和维护。
4所示。讨论的结果
4.1。填料特性
填料的特点是在桌子上3和数字3(一个)和3 (b)。SD比重最高而HL和GP几乎相似的具体特点。因此,SD占用降低沥青混合每单位重量的体积。粒度分布曲线如图3(一个)。霍奇金淋巴瘤是最好的填料SD和GP是粗填料和更高的调频和D50值。扫描电镜的图像填充剂在图所示3 (b)。GP和SD相对较大,颗粒角与光滑的质地,而霍奇金淋巴瘤与粗糙的纹理有更小的微粒。GP和HL填充物显示相对高孔隙度比SD从德国填料较低的值。填料的高孔隙度可能增加沥青混合(OAC和发情的阻力16]。活性粘土填料可以在存在水和低膨胀填料和沥青之间的附着力,这削弱了沥青混合。然而,所有填料活性粘土含量较低的亚甲蓝值较低。霍奇金淋巴瘤和SD被发现有优势的氢氧钙石和白云石组成。他们两人组成的钙元素的矿物质,可以减少水分的敏感性沥青混合。GP包含大量的硅,石英通常与更大的水分的敏感性沥青混合(63年]。然而,所有填充物显示疏水性质和对沥青粘结剂表现出优越的亲和力。基于详细的初步鉴定,所有材料满足沥青混合填料的要求。
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(一)
(b)
4.2。沥青混凝土混合料的性能
4.2.1。准备马歇尔属性
大多数的马歇尔和体积性质和印度规范(表中满足指定的需求4)[4]。然而,准备与8.5%的GL (13.9%) VMA值略低于必需的。
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填料含量高达7%,马歇尔稳定度(MS)与填料混合倾向于改善内容因为增韧的沥青砂胶数量同步增长的OAC填料以及降低。然而,有微幅下跌女士在GP和GL混合含有8.5%填料可能归因于附着力损失胶粘剂由于低OAC和高硅填料含量。一般来说,可以看出GL混合有更高的女士其次是SD和GP混合由于加强沥青砂胶由于HL细度就越大。然而,填充8.5%,与SD混合稳定性最高,其次是GL和GP混合,可能是因为减少粘附在GP和GL混合引起的高硅含量的玻璃(64年]。OAC降低填料量的增加,由于填料的沥青“extender”行为,使他们形成相同数量的乳香与高填料含量和粘结剂含量较低。因此,高填充法制备混合粘结剂含量低的内容需要到指定的含气率(11,16,64年]。沥青混合包含GP展出最低OAC GP和SD混合紧随其后。霍奇金淋巴瘤是最好的填料GP和SD紧随其后。因此,GL显示沥青extender效应比其他填充物。此外,HL和GP特定重力较低,因此他们占领更大的体积,当纳入同一重量比例。它为粘合剂积累因此叶子较低的体积,从而导致降低的OAC混合(18,65年]。
4.2.2。发情的阻力
沥青混合料的永久变形(蠕变)减少填料含量的增加(表5)。所有填充内容和趋势是一致同意在以前的研究结果16,17,64年]。所有混合,VMA和船尾减少与增加填充内容。先前的研究已经表明,混合有较低的VMA和明显的膜厚度(尾部)倾向于显示更好的发情的电阻(44,66年]。一般来说,GL混合显示的最大发情的阻力GP和SD混合紧随其后。GL混合显示最低的永久变形的混合包含GP和SD因为落后的最低VMA和船尾。浪费和复合填料混合显示较低的永久变形和更高的发情的阻力比传统SD混合。高电阻的GL混合对永久变形也可能由于最小粒度的霍奇金淋巴瘤,趋向于均匀分布的混合和提高刚度。
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4.2.3。裂纹阻力
其值在0°C的混合与填料含量增加无论填料类型(表5)。与填料的增加其内容由于胶粘剂强度的增加是由于填料的增长比例和粘结剂比例下降。混合填料含量的增加也增加了混合密度,这可能也是一个可能的原因的增加它的值(67年]。混合有浪费比SD混合填料显示其优越。GL混合显示最高的GP和SD混合紧随其后。填料的体积分数的增加会增加刚度的乳香和混合,从而改善它。因为GL和GP占据最高音量由于其比重低,他们表现出更高的价值。高GL值和GP混合可能归因于其细度由于他们分配均匀,形成一个集成的结构导致其优越(54,68年]。
疲劳的生活GL和GP混合改进填料量高达7%。然而,在SD混合的情况下,疲劳寿命增加了8.5%(表填充内容5)。这一现象的主要原因是填料的趋势显示“裂纹钉”行为的填料粘结剂砂胶减缓微裂隙的发展通过充当障碍和偏转裂纹扩展(69年- - - - - -71年]。提高疲劳寿命的另一个原因与填充的内容可能是由于测试的模式。观察到疲劳寿命的改进与增长的刚度、应力控制模式时采用的测试(72年,73年]。一般来说,GL混合显示最高其次是GP和疲劳寿命SD混合。霍奇金淋巴瘤和GP的比重低于SD,而他们的混合OAC低于SD混合。因此,填料在高体积像障碍相对较少数量的粘合剂,更多数量的裂纹偏转和改善疲劳的生活,他们的混合。沥青混合的疲劳寿命也依赖于填充沥青粘结。填料的混有8.5%,SD填料保持其与沥青粘结(由于白云石组成),而债券GP和GL填料有削弱(高硅浓度)导致疲劳寿命的减少他们的混合。
4.2.4。沥青集料粘附和水分敏感性
SD混合显示优越的主动和被动粘连GL和GP混合紧随其后,分别为(表5)。他们最小的混合时间和最高比GL和GP混合沥青覆盖,分别(表5)。混合的白云石在SD和更高的OAC可能因素负责更好的附着力。GP混合显示粘连由于存在大量的硅(29日,31日]。填料含有高量的硅形成弱机械(范德华力)与沥青粘结剂附着力差导致(74年,75年]。GL混合显示几乎和SD和类似的性能在4%的内容,这可能是由于附着力促进剂HL的行为。然而,这种影响似乎减少填充内容更高(7%和8.5%)和GL混合性能几乎类似于医生和交付。
被动粘附在压实试样表所示5。TSR的混合值与高填充量减少是由于OAC降低造成的,混合的尾部。所有应该至少80% TSR按照印度使沥青混合料的规格(4]。对水分GP混合显示表现不佳,没有一个医生修改混合满足给定的标准(表5)。然而,发现替代2%的玻璃与熟石灰粉(HL)显著提高TSR的值。性能的改善是由于抗剥落的HL含有氢氧钙石(Ca(哦)2)(12,33]。发现熟石灰来提高沥青混合料的抗湿性互动与粘结剂,形成不溶于水的钙羧酸盐(76年]。防潮性的改善GL混合也可能是由于胶结形成的化合物,因为火山灰复合SiO的反应2和柠檬水的存在(77年]。GL混合比GP和相当高的TSR值显示,显示令人满意的TSR多达7%的混合填充内容。因此,可以说,5%的医生和2%的HL可以令人满意地用作填料。
4.2.5。松散的阻力
松散的阻力混合是他们Cantabro损失(表进行评估比较5)。似乎Cantabro损失减少填充内容限制,后跟一个边际下降。减少Cantabro损失可能归因于胶粘剂硬化与填料的增加比例,提高了抗冲击性的混合(78年]。然而,过度的加强和降低OAC在较高填充内容减少粘连,因此增加了损失。GP和GL混合显示Cantabro损失(4 5.5%)低于SD混合,而SD混合显示更好的性能在高填充内容(7 8.5%)。
4.2.6。弹性模量
弹性模量(Mr是在表描述)的混合5发现随着填料含量增加。这是由于低OBC的浪费填料改性混合,由于填料颗粒细度(54,75年]。一般来说,GL混合显示最高r其次是GP和SD混合值。因此,灵活的人行道GP和GL混合可能支持同样体积的流量与相对低于SD混合层厚度。
4.3。分析柔性路面
4.3.1。结构设计灵活的人行道上
允许垂直抗压和水平拉伸菌株在关键位置被发现是0.273×10−4和0.134×10−3分别按照方程(4)和(5)。最低表层厚度,确保关键位置的应变仍然低于许用压力确定使用IITPAVE软件(37]。每个组合相对应的厚度在桌子上6。看到,填料含量的增长显著提高混合的刚度,这最终导致了相当大的减少表层厚度要求。层厚度的比较各种与SD混合含有4%混合填料(SD 4)也报道在表6。GL混合显示的最低层厚度其次是GP和SD混合。浪费填充物的使用似乎大大减少所需的厚度在材料和制造工艺上没有导致一个重大节省。
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4.3.2。成本分析的灵活的人行道上
原料消耗的数量来构造1公里文体馆表面是在桌子上7随着各自的成本。各种表面的成本比较课程与SD混合含有4%混合填料(SD 4)是由在表8。可以清楚地看到,表面课程成本显著下降,增加填充内容。粘结剂以来最高的成本,成本的降低不同混合归因于其相对储蓄。沥青混合包含GL混合被发现是最经济的GP和SD混合紧随其后。使用GL和GP导致重大的储蓄的33个和35%,分别。在SD混合的情况下,填充内容从4到8.5%的增长导致的成本降低30%。
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请注意。1美元≈74.82印度卢比(13/08/2020)。 |
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4.3.3。分析,采用灵活的人行道上
GWP各种表面的课程进行了分析通过比较他们的温室气体,在表中所示9和10。类似于成本分析,填料含量的增长往往会大大降低GWP表面课程。GP混合可以被认为是最环保的,和使用全科医生数量更高(8.5%)预计将减少35%的温室气体排放。这可能是由于这些混合沥青的低消费。有趣的是,它可以观察到,GL混合显示高温室气体排放中混合,尽管低OAC和表层厚度。这些混合的高GWP可能归因于熟石灰,生成大量的有限公司2在其生产。还必须指出的是,表面层包含GL填料在7和8.5%表现出几乎类似的温室气体如SD 4混合。因此,利用GL在较高填充内容不仅是环保,还可以显著低于常规SD 4混合。GP和GL填充物的使用也节省了重大的不可拆卸的资源(总量、石屑和沥青粘结剂)在每一公里的表层结构(表9)。单公里的两车道的表面层由GL和GP填料有望节省324和312吨聚合和岩粉相比,SD 4混合。使用GL和GL表面层还节省了27岁,30吨沥青粘结剂在每公里道路建设。它也将有助于减少运输的成本,工艺,道路建设的时间。多达74吨的废全科医生可以在建设一个公里的路面,而56吨废物全科医生可以使用GL复合的形式。这将大大解决问题关于医生的安全处理。GL 7组合可以被视为在所有混合最优。不仅这种混合显示令人满意的抵抗水分和优越的刚度和裂缝阻力比SD 4混合而且表面课程由它被发现是更经济的21%。单7公里的GL面层的建筑还可以节约280和28吨的骨料和沥青粘结剂,分别,以及利用45吨的全科医生。
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学结果也由之前的主要文献所表11。可以清楚地观察到,相比之前的文献,本研究探讨了沥青混合料的性能包含变量的GP和GL填充物在更多方面的方式。与以往的研究不同,它解决了一个关键问题有关包含使沥青混合料的水分敏感的全科医生的重要细节。此外,还探讨了有关的成本和环境的可持续性至关重要的方面GP公司,也没有做过。本研究不仅有力地证明了GP的公司作为填料可以提高水分的敏感性沥青混合,也建议的方式最大化利用GP GL的形式复合填料,同时保持工程、经济、和环境准备沥青混合料的可行性。
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请注意。(↑):增加相比,传统的混合;(↓):减少相比,传统的混合。 |
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5。结论
获得的结论如下:(我)GP、SD和HL显示特征良好的填料由于其细度,粘土含量低,和疏水性。沥青混凝土混合了准备与GP和GL填料(GL 8.5%填充法制备混合内容除外)显示优越的马歇尔和体积比传统SD混合属性。(2)OAC填料含量的降低与增长由于填料的沥青粘结剂extender行动。GL填料改性混合显示最低OAC在所有情况下,最高的马歇尔稳定性在大多数情况下。(3)抵抗开裂、车辙和填料含量增加。GL混合表现出更好的抵抗由于GL和低的罚款性质VMA的混合。GL和GP混合也显示令人满意的抵抗松散在低填充内容。(iv)GP显示表现不佳对水分和附着力。GP和未能满足最低要求的TSR在任何填充内容。GL混合显示令人满意的TSR值7%填充内容(GP + 2%石灰5%)。因此,医生可以利用5%和2% HL形成混合满意的抗湿性。(v)GL和GP和高弹性模量和载荷分布行为比SD混合显示。包含这些混合支持类似的路面结构设计交通路面的厚度要低得多。(vi)人行道上GL和医生组成的混合导致降低成本的人行道35和33%相比传统SD 4混合。每公里的面层的施工与这些混合也可以节约324和312吨天然骨料,分别。全科医生将被发现是最环保的,因为他们比SD低GWP 35% 4混合显示(七)GL 7混合被发现在所有混合最优。它表现出更好的实验室性能,沥青路面用也发现21%更经济。使用这个组合也可以节约280吨,28吨常规骨料和粘结剂,分别。
总之,它可以表示,医生利用形式的浪费和复合填料可能是一种有效的解决方案玻璃废物的环保处理。GP和GL填充物的利用率是证明形式表现出优越的工程使沥青混合料的性能更经济和环保的方式。
数据可用性
在研究过程中使用的所有数据和模型生成或包括在本文中。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突。
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