摻鑄造廢砂瀝青混合料路用性能研究

曹耀兮

【摘 ? 要】 本文的寫作目的是鑄造廢砂對破壞環(huán)境的不利影響，用鑄造廢砂代替不同比例0～5mm等質(zhì)量的集料加入到瀝青綜合料中，然后進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗，如車轍實(shí)驗、小梁彎曲和凍融劈裂的實(shí)驗，研究在不同摻量下的鑄造廢砂AC-13的混合物瀝青在低溫抗裂性和高溫穩(wěn)定性及水穩(wěn)定性的變化。研究表明了，鑄造廢砂的用量與瀝青的用量成正比，而高溫穩(wěn)定性的變化情況是廢砂摻量的增多使其先增加到一定程度后又降低了，當(dāng)廢砂的用量到達(dá)最大，即為10%，然而整體的動穩(wěn)定度變化次數(shù)稍小.對于低溫抗裂性來說整體的趨勢是先增大然后減少，廢砂的用量此時為整體的1/10為最大;水穩(wěn)定性與鑄造廢砂的用量成反比。

【關(guān)鍵詞】 鑄造廢砂;AC-13;瀝青綜合料;路用性能

Road performance of waste sand asphalt mixture mixed with foundry

Cao Yaoxi

[Abstract] In order to reduce the negative effect of waste sand stacking on the environment， the cast waste sand is mixed into asphalt mixture with different proportion and equal quality instead of 0～5mm aggregate， and the rutting test is carried out. The variation of high temperature， low temperature crack resistance and water stability of AC-13 asphalt mixture with different content of cast waste sand were studied by trabecular bending test and freeze-thaw splitting test. The results show that the amount of asphalt increases with the increase of the amount of cast waste sand， and the high temperature stability increases first and then decreases with the increase of the amount of waste sand， and reaches the maximum when the amount of cast waste sand is 10， but the total amount of asphalt increases.

[Keywords] foundry waste sand; AC-13; asphalt mixture; road performance

鑄造業(yè)作為機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的一部分，在中國改革開放的大好前提下與中國工業(yè)的快速發(fā)展的前提下，它也在增強(qiáng)自身的“實(shí)力”。具相關(guān)報道中國的鑄件和砂量的反復(fù)利用分別是3500萬噸往上和35000萬噸左右。砂子在生產(chǎn)鑄件中起到了不了替代的作用，在生產(chǎn)鑄件的過程中產(chǎn)生大量的鑄造廢砂是不能循環(huán)利用的?；趯U砂的處理難度非常大所以最好的處理方法是全都廢棄。對于鑄造廢砂的處理問題和如何降低它對環(huán)境的影響，受到了全民的關(guān)注。隨著社會的快速發(fā)展，對資源就會消耗很大，開發(fā)資源的成本越來越高，所以就要學(xué)會資源的利用，把瀝青綜合物中的河沙用廢砂來代替可以提高資源的利用率。到現(xiàn)在為止，還需要研究資源的再回收利用，比如廢砂在建筑、制造中還沒有完全的利用。本文的中心就是將鑄造砂以不同比例代替0～5mm等質(zhì)量的材料用于瀝青綜合物里面。通過以上一系列的相關(guān)的實(shí)驗，和分析相關(guān)影響因素，在做出相關(guān)因素影響的評價。

1 ?原料的特性和配合比的設(shè)計

配合比設(shè)計：

研究對為瀝青綜合物AC-13，摻量分別為0、5%、10%、15%、20%的廢砂代替0～5mm的等質(zhì)量材料。用Excel的相關(guān)功能來得出相關(guān)的結(jié)果。最終的級配見表1所示。

從表中可以得出鑄造廢砂的摻量與油石比成正比，從而使瀝青的使用量增加。

2 摻入鑄造廢砂瀝青綜合料的路用性能

低溫抗裂性：考慮低溫抗裂性的影響變化，加入鑄造廢砂觀察，用小梁彎曲實(shí)驗對C-13瀝青綜合料進(jìn)行測試。對瀝青綜合料的低溫抗裂性進(jìn)行分析用破壞應(yīng)變、拉彎強(qiáng)度和拉模量進(jìn)行評價。瀝青綜合料的裂性到達(dá)最大時，對于鑄造廢砂的摻量來說就有可能不完全相同，這是由于個標(biāo)不能總是正確的反應(yīng)出綜合料的低溫性能。對于瀝青綜合料的低溫抗裂性來說能最有效的評價方法是單位體積的破壞。單位體積的破壞能公式為：

Wf為瀝青綜合料單位體積的破壞能。對于單位體積的破壞能計算方法是用低溫彎曲的實(shí)驗數(shù)據(jù)來表達(dá);εc為應(yīng)力峰值時的應(yīng)變。用低溫彎曲的模擬實(shí)驗來得到上升階段的應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系，可以用三次多項式對實(shí)驗的結(jié)果進(jìn)行模擬，如式（2）所示：

公式中的A B C D 為材料的參數(shù)與材料的類型有關(guān)系 把式（2）代入（1）得出：

用低溫小梁彎曲的實(shí)驗數(shù)據(jù)回歸得到式（2）的材料參數(shù)如表3所示。

用回歸算出的系數(shù)代入到式（3）中，就可以體現(xiàn)出AC-13型瀝青綜合料在不同比例鑄造廢砂摻量中單位體積的破壞能。我們可以看出：鑄造廢砂摻量與瀝青綜合料的單位體積破壞能的關(guān)系，后者隨前者的增加而先增高在降低 可以當(dāng)成廢砂摻量。

3 ?結(jié)論

我們通過了相關(guān)的實(shí)驗鉆研了用鑄造廢砂代替0～5mm的材料對AC-13瀝青綜合料的路用性能的影響，得到了以下三點(diǎn)結(jié)論：

（1）車轍試驗的結(jié)果表現(xiàn)出：級配的范圍變化程度不是很大時，鑄造廢砂摻量與動穩(wěn)定度的關(guān)系是后者隨著前者的增加而先增高后降少，且整體動穩(wěn)定度的變化程度相對較小。就是說摻入廢砂后的瀝青綜合料的高溫穩(wěn)定性只有微小的變化。（2）鑄造廢砂的摻量與瀝青綜合料的單位體積破壞能的關(guān)系是后者隨著前者的增加而先增加后降低。廢砂摻入量較小時，瀝青綜合料的低溫性能就會有一定的改善效果。當(dāng)廢砂的摻入量超過一定的范圍后瀝青綜合料的低溫抗裂性能的下降程度會非常的明顯。（3）鑄造廢砂摻入量與瀝青綜合料的水穩(wěn)定性成反比。綜合料中的鑄造廢砂摻量與瀝青與石料的黏附性成反比，與水穩(wěn)定性也成反比。所以對于水穩(wěn)定性的保證，有加入鑄造廢砂的瀝青綜合料中加入比較合適的抗脫落擠。

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