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什么是瀝青混凝土
編輯瀝青混凝土是一種復合材料,通常用于路面路面、停車場、機場,以及堤壩的核心。自二十世紀初以來,瀝青混合物已被用于路面施工。它由礦物骨料結合而成與瀝青一起,分層鋪設,壓實。該過程由比利時裔美國發明家EdwardDeSmedt改進和改進。
術語瀝青(或瀝青質)混凝土、瀝青瀝青混凝土和瀝青混合物通常僅用于工程和施工文件中,這些文件將混凝土定義為由礦物骨料和粘合劑粘合而成的任何復合材料。縮寫AC有時用于瀝青混凝土,但也可以表示瀝青含量或瀝青水泥,指復合材料的液態瀝青部分。
混合物配方
編輯瀝青和骨料的混合是通過以下幾種方式之一完成的:
熱拌瀝青混凝土(通常縮寫為HMA)這是通過加熱瀝青粘合劑以降低其粘度,并在混合之前干燥骨料以去除其中的水分來產生的。混合通常在約300°F(大約150°C)的原始瀝青和330°F(166°C)的聚合物改性瀝青和200°F(95°C)的瀝青水泥下進行。攤鋪和壓實必須在瀝青足夠熱時進行。在許多國家,攤鋪僅限于夏季月份,因為在冬季,壓實的基層會使瀝青冷卻過多,然后才能包裝到所需的密度。HMA是一種瀝青混凝土,最常用于交通繁忙的人行道上,例如主要高速公路、跑道和機場上的人行道。.它還用作垃圾填埋場、水庫和魚類孵化池的環境襯墊。德克薩斯州拉雷多正在運行的瀝青混凝土鋪設機溫拌瀝青混凝土(通常縮寫為WMA)這是通過在混合之前向瀝青粘合劑中添加沸石、蠟、瀝青乳液,有時甚至是水來生產的。這可以顯著降低混合和鋪設溫度,從而減少化石燃料的消耗,從而減少二氧化碳、氣溶膠的排放。和蒸氣。不僅工作條件得到了改善,而且較低的鋪設溫度也使表面的使用速度更快,這對于時間安排緊迫的建筑工地來說很重要。在熱拌瀝青(上圖)中使用這些添加劑可以更容易壓實,并允許寒冷天氣攤鋪或更長的運輸。溫拌的使用正在迅速擴大。一項針對美國瀝青生產商的調查發現,2012年生產的瀝青中有近25%是溫拌瀝青,自2009年以來增加了416%。結合WMA和材料回收可以開發更清潔的路面。溫拌瀝青(WMA)技術具有環境、生產和經濟效益。冷拌瀝青混凝土這是通過在與骨料混合之前用乳化劑將瀝青在水中乳化而產生的。在其乳化狀態下,瀝青粘度較低,混合物易于加工和壓實。足夠的水分蒸發后,乳液會破裂,理想情況下,冷混合物將具有HMA路面的特性。冷拌通常用作修補材料和交通較少的服務道路。減少瀝青混凝土是一種冷拌瀝青,通過在與骨料混合之前將粘合劑溶解在煤油或其他較輕的石油餾分中而生產。在溶解狀態下,瀝青粘度較低,混合物易于加工和壓實。在混合物被放下后,較輕的部分蒸發。由于擔心輕餾分中揮發性有機化合物的污染,稀釋瀝青已在很大程度上被瀝青乳液所取代。乳香瀝青混凝土或片狀瀝青這是通過在綠色蒸煮器(混合器)中加熱硬質吹制瀝青(即,部分氧化的)直到它變成粘性液體,然后添加骨料混合物來生產的。將瀝青骨料混合物煮熟(熟化)約6-8小時,一旦準備好,將膠泥瀝青攪拌機運送到工作現場,經驗豐富的層清空攪拌機,然后用機器或手工將膠泥瀝青內容物鋪在路。膠泥瀝青混凝土通常鋪設到大約3?4–1的厚度+3?16英寸(20–30毫米)用于人行道和道路應用,大約3?8英寸(10毫米)用于地板或屋頂應用。高模量瀝青混凝土,有時用法語首字母縮寫詞EMé(enrobéàmoduleélevé)表示這使用了一種非常硬的瀝青配方(滲透率10/20),有時會進行改性,其比例接近骨料重量的6%,以及高比例的礦物粉(8-10%之間)來制造瀝青混凝土層具有高彈性模量(約13000MPa)。這使得與傳統瀝青相比,可以將基層的厚度減少多達25%(取決于溫度),同時提供非常高的疲勞強度。高模量瀝青層用于加固作業和建造中型和重型交通的新加固物。在基層中,它們往往表現出更大的吸收張力的能力,并且通常具有更好的抗疲勞性。
除了瀝青和骨料之外,還可以添加添加劑,例如聚合物和抗剝離劑,以改善最終產品的性能。
盡管沒有使用柏油碎石工藝建造,但用瀝青混凝土鋪設的區域——尤其是機場停機坪——有時被稱為“停機坪”。
已經開發了各種特種瀝青混凝土混合物以滿足特定需求,例如石基瀝青,旨在確保非常堅固的耐磨表面,或多孔瀝青路面,其具有滲透性并允許水通過路面排出控制雨水。
瀝青混凝土的性能特點
編輯不同類型的瀝青混凝土在表面耐久性、輪胎磨損、制動效率和道路噪聲等方面具有不同的性能特點。原則上,確定合適的瀝青性能特性必須考慮到每個車輛類別的交通量,以及摩擦過程的性能要求。
與波特蘭水泥混凝土表面相比,瀝青混凝土產生的道路噪音更小,并且通常比芯片密封表面的噪音更小。由于輪胎噪音是通過將動能轉換為聲波而產生的,因此隨著車輛速度的增加,會產生更多的噪音。公路設計可能會考慮聲學工程考慮,包括表面鋪裝類型的選擇的想法出現在1970年代初期。
關于結構性能,瀝青性能取決于多種因素,包括材料、負載和環境條件。此外,路面的性能隨時間而變化。因此,瀝青路面的長期性能不同于其短期性能。LTPP是FHWA的一項研究計劃,專門針對長期路面行為。
瀝青混凝土中的其他再生材料
除了RAP和RAS,一系列廢料可以重新使用來代替原始骨料,或用作再生劑。由再生輪胎產生的橡膠屑已被證明可以提高含有RAP的瀝青混合料的抗疲勞性和彎曲強度。在加利福尼亞州,立法授權要求交通部將碎橡膠摻入瀝青鋪路材料中。在美國各地的瀝青混凝土混合物中積極包含的其他回收材料包括鋼渣、高爐渣和纖維素纖維。
已經進行了進一步的研究,以發現可以回收到瀝青混合物中的新形式的廢物。2020年在澳大利亞墨爾本進行的一項研究提出了一系列將廢料摻入瀝青混凝土的策略。研究中提出的策略包括在瀝青粘合劑中使用塑料,特別是高密度聚乙烯,以及使用玻璃、磚、陶瓷和大理石采石場廢料代替傳統骨料。
再生劑也可以由回收材料生產,包括廢機油、廢植物油和廢植物油脂。
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