固废添加物对沥青混合料疲劳性能影响研究

固废添加物对沥青混合料疲劳性能影响研究
发布时间：2022-10-21T07:30:05.380Z 来源：《工程管理前沿》2022年第12期作者：唐福贤[导读] 本文总结了几种目前应用较为广泛的固废对沥青混合料疲劳性能的影响。

唐福贤
（重庆交通大学土木工程学院，重庆 400074）摘要：结合目前大宗固废资源利用不充分、生态环境影响大、存放处理困难等问题，国内外大量专家学者关于掺固废对沥青混合料路用性能的影响进行了大量研究，本文总结了几种目前应用较为广泛的固废对沥青混合料疲劳性能的影响。

关键词：固废；沥青混合料；疲劳 Abstract： In combination with the current problems of insufficient utilization of bulk solid waste resources, large impacts on the ecological environment, and difficulties in storage and disposal, a large number of experts and scholars at home and abroad have conducted a lot of research on the impact of solid waste on the road performance of asphalt mixtures. This article summarizes several current. The effect of widely used solid waste on the fatigue performance of asphalt mixtures. Key words：solid waste； asphalt concrete； fatigue 1 引言
目前国内对沥青疲劳性能的研究虽然不少，但主要集中在基质沥青或改性沥青的疲劳性能影响因素、疲劳破坏判断方法及疲劳方程推导等方面，涉及再生沥青疲劳性能的研究相对较少，而考虑添加剂的再生沥青疲劳性能分析却较少。

2 评价指标
3 沥青混合料抗疲劳性能的影响
相关人员通过不断地研究与实验，开发出了很多种能够提高沥青性能的固废添加剂，这些添加剂的使用提高了沥青的部分性能，对沥青混合料疲劳性能有着不同程度的影响。

3.1 橡胶
橡胶沥青是将废旧轮胎原质加工成为橡胶粉粒、添加高聚合物改性剂，再按一定的粗细级配比例进行组合并在高温条件下与基质沥青充分拌合、熔胀反应后形成。

Arabani等研究了芳香油和橡胶粉对沥青混合料疲劳参数的影响，结果表明：其可以改善橡胶改性沥青耐久性、抗车辙能力、抗水损害能力以及疲劳性能。

3.2 玻璃
碎玻璃具有例如耐磨性、滑动阻力、光反射性和渗透性的特性，Arabani等通过变化废旧玻璃颗粒的掺量同时添加其质量3%～5%的熟石灰进行研究，结果表明：由于玻璃颗粒能增加混合料的内摩擦角和咬合力，从而减少试件开裂，改善沥青混合料抗疲劳性能。

3.3 废铁
国内外对钢铁粉的生产工艺、性能等进行了大量的研究，Arabani等通过变化废旧铁粉的掺量进行ITFT试验，结果表明：铁粉能够显著地减小沥青试件的拉应变，改善混合料的抗疲劳性能，因其有更大的刚度和表面粗糙度，含铁粉集料的棱角性更好，弹性模量较大。

申爱琴等基于现象学法，以应变水平和钢渣掺量为变量，对钢渣沥青混合料的疲劳性能进行研究。

结果表明：钢渣掺量是影响沥青混合料疲劳性能的重要因素，适量掺加钢渣可有效提高沥青混合料疲劳寿命，其最佳掺量为30%。

3.4 飞灰
粉煤灰是火力发电厂和大型企业锅炉燃烧后产生的工业废料，产量大、分布广且对环境污染比较严重。

粉煤灰在路面基层的应用主要集中在二灰稳定材料以及水泥粉煤灰稳定材料两个方面。

吴平等通过对粉煤灰掺量为0%～20%的混合料进行疲劳性能分析，分析得出：粉煤灰掺量小于15%时能够改善再生混合料的疲劳性能，且降低再生混合料对施加应力的敏感程度。

3.5 塑料
Modarres等通过变化塑料颗粒的掺量进行ITFT试验，试验温度为5℃和10℃，结果表明：在两种试验温度下，塑料颗粒改善了混合料的抗疲劳性能。

Wu Shenghua等认为确定合适的塑料量将废塑料回收成沥青混合料，则可能减少垃圾填埋，减少对不可再生资源的依赖，并使沥青路面的建筑选择多样化。

3.6 纤维
纤维在适宜的温度下能改善沥青与集料的黏附性，提高沥青混合料的黏聚性。

研究者通过纤维对混合料的影响研究，研究表明：纤维可以降低混合料的刚度，改善其韧性，掺加适量的纤维可以减小疲劳参数，改善抗疲劳性能。

郭鹏等借助动态剪切流变仪的温度扫描和线性振幅扫描，分析基质沥青与改性木质纤维沥青的高温性能和疲劳性能，证明掺入纤维能提高沥青的高温性能并显著提高沥青的疲劳寿命。

4 存在的问题及发展方向
固废处理方法过于单一，面对不同的固废来源，采取相同的处理方法容易忽略不同类型固废之间的的差异。

固废在沥青混合料中的应用很多时候还停留在理论阶段，实际铺设路面的使用效果还需要铺设试验路甚至是实际道路通过使用来检验。

应加强对不同来源、种类固废的标准化处理，随着固废在再生沥青混合料中的应用不断发展成熟，不但要满足路用性能的要求，更要尽可能去替代不可再生资源。

5 结语
特殊环境使用合适的掺固废沥青混凝土能起到突出的效果，例如橡胶颗粒的掺入使基质沥青由匀质体变成两相连续共混体系，提高了橡胶沥青的黏度；玻璃颗粒能增加混合料的内摩擦角和咬合力；铁粉、纤维能够显著增强沥青试件的应力传递，提高其整体性；飞灰、塑料可改善混合物的热敏性以及沥青与骨料之间的粘合力。

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