课题基金 / 基金详情

高RAP掺量沥青混合料的预处理橡胶多尺度作用机制研究

批准号:
52108398
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
葛冬冬
依托单位:
学科分类:
道路与轨道工程
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
葛冬冬

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
废旧沥青混合料(RAP)与废旧轮胎的回收再利用,是实现我国道路建设绿色环保与节能减排的有效举措。而我国废旧沥青混合料与废旧轮胎的回收利用率不高,仍有关键技术难题需要突破。课题研究发现,通过合适的混合料设计,轮胎橡胶可显著提升含RAP沥青混合料的弹性性能及低温抗开裂性能。通过对橡胶进行预处理,可避免橡胶改性沥青混合料制备过程中,因橡胶溶胀作用对混合料性能带来的影响。因此提出通过使用与沥青成分类似的再生剂预处理橡胶,达到控制橡胶溶胀作用及提高沥青混合料中RAP掺量的目的。课题研究将首先探究再生剂处理橡胶的作用机理并优化制备工艺;接着通过多尺度试验及模拟,建立再生剂-橡胶-沥青不同成分间的作用机理;通过分析再生剂处理橡胶对混合料设计的影响,指导设计含高RAP掺量的沥青混合料。研究将为简化橡胶改性含RAP沥青混合料的应用提供指导,为推动提高废旧沥青混合料及废旧轮胎的回收再利用率提供理论基础。
英文摘要
The recycling and reusing of Reclaimed Asphalt Pavement (RAP) and waste tires is an effective strategy to fulfill green environmental protection, energy-saving, and emission reduction of the road construction. However, the recycling rate of waste asphalt mixture and waste tires is still low in China, and there are several critical technical problems that need to be solved. Based on previous research, crumb rubber could effectively improve the elastic property and low temperature cracking performance of asphalt mixture with RAP if appropriate mixture design was adopted. By pretreating crumb rubber, the influence of rubber swelling on the performance of asphalt mixture during the production of rubber modified asphalt mixture could be eliminated. Based on this, pretreating crumb rubber with rejuvenator, which had similar components as asphalt binder, will be proposed. With the implementation of the new technology, the swelling effect of crumb rubber could be controlled, and the RAP dosage in the asphalt mixture could be increased. The research study will firstly focus on the mechanism of treating crumb rubber with rejuvenator and preparation process optimization. Based on multi-scale tests and simulations, the interaction mechanism among different components of rejuvenator, crumb rubber, and asphalt binder will be established. The influence of treating crumb rubber with rejuvenator on mixture design will be analyzed, so as to guide the design of asphalt mixture with high content of RAP. The research could provide guidance on simplifying the application of rubber modification on the mixture with high RAP content. The study could lay basic in promoting the recycling percentage of RAP and waste tires.
废旧沥青混合料(RAP)与废旧轮胎的回收再利用,是实现我国道路建设绿色环保与节能减排的有效举措。而我国废旧沥青混合料与废旧轮胎的回收利用率不高,仍有关键技术难题需要突破。课题研究首先探究再生剂处理橡胶的作用机理并优化制备工艺,接着通过多尺度试验及模拟,建立再生剂-橡胶-沥青不同成分间的作用机理,通过分析再生剂处理橡胶对混合料设计的影响,指导设计含高RAP掺量的沥青混合料。研究对比分析了植物油、脂肪酸、芳烃油、妥尔油、石蜡油五类类再生剂,分别开展了不同再生剂预处理橡胶试验,提出了预处理优化方案,并建立了制备工艺流程。植物油的加入可大幅度提升胶粉改性沥青的施工和易性。在植物油/胶粉复合改性沥青中,胶粉是提供高温性能的主要成分,植物油赋予沥青良好的低温性能。在制备植物油/胶粉复合改性沥青的过程中,胶粉并不能完全溶胀,这些未完全反应的胶粉仍以颗粒状存在。不同轻质油可以不同程度地降低胶粉改性沥青的黏度,妥尔油使20%胶粉改性沥青黏度降低76.9%,降黏效果最好。石蜡油保持沥青弹性性能的能力最强,5%石蜡油/胶粉复合改性沥青和10%石蜡油/胶粉复合改性沥青在64 °C时均能通过极其拥挤“E”的交通荷载等级。妥尔油在保持胶粉改性沥青高温性能的同时,还可以增强沥青的低温抗裂能力与抗老化性能,5%妥尔油/胶粉复合改性沥青的PG等级为PG 82-34。妥尔油/胶粉复合改性沥青的高低温性能最为优异,其促进胶粉在沥青中的溶解程度最高,妥尔油是制备轻质油/胶粉复合改性沥青的较为理想的材料。高温稳定性能方面,5%芳烃油橡胶改性沥青混合料表现最佳,其车辙试验总变形量降低了49.92%。单轴压缩疲劳寿命方面,10%芳烃油组疲劳寿命在不同应力比的情况下均高于基质沥青混合料。在高温稳定性、低温抗裂性等方面,芳烃油橡胶改性沥青混合料性能对轻质油掺量变化较为敏感。研究成果为推动提高废旧沥青混合料及废旧轮胎的回收再利用率提供理论基础。
橡胶改性沥青老化机制及其靶向再生机理研究
  • 批准号:
    2025JJ70117
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2025
  • 负责人:
    葛冬冬
  • 依托单位:
国内基金
海外基金