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境的不利影響，用鑄造廢砂代替不同比例0～5mm等質量的集料加入到瀝青綜合料中，然后進行相關實驗，如車轍實驗、小梁彎曲和凍融劈裂的實驗，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定性及水穩定性的變化。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，當廢砂的用量到達最大，即為10%，然而整體的動穩定度變化次數稍小.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;水穩定性與鑄造廢砂的用量成反比。

【關鍵詞】 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

鑄造業作為機械制造業發展的一部分，在中國改革開放的大好前提下與中國工業的快速發展的前提下，它也在增強自身的“實力”。具相關報道中國的鑄件和砂量的反復利用分別是3500萬噸往上和35000萬噸左右。砂子在生產鑄件中起到了不了替代的作用，在生產鑄件的過程中產生大量的鑄造廢砂是不能循環利用的。基于對廢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境的影響，受到了全民的關注。隨著社會的快速發展，對資源就會消耗很大，開發資源的成本越來越高，所以就要學會資源的利用，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等質量的材料用于瀝青綜合物里面。通過以上一系列的相關的實驗，和分析相關影響因素，在做出相關因素影響的評價。

1 ?原料的特性和配合比的設計

配合比設計：

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的等質量材料。用Excel的相關功能來得出相關的結果。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，用小梁彎曲實驗對C-13瀝青綜合料進行測試。對瀝青綜合料的低溫抗裂性進行分析用破壞應變、拉彎強度和拉模量進行評價。瀝青綜合料的裂性到達最大時，對于鑄造廢砂的摻量來說就有可能不完全相同，這是由于個標不能總是正確的反應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驗數據來表達;εc為應力峰值時的應變。用低溫彎曲的模擬實驗來得到上升階段的應力與應變的關系，可以用三次多項式對實驗的結果進行模擬，如式（2）所示：

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

用低溫小梁彎曲的實驗數據回歸得到式（2）的材料參數如表3所示。

用回歸算出的系數代入到式（3）中，就可以體現出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系，后者隨前者的增加而先增高在降低 可以當成廢砂摻量。

3 ?結論

我們通過了相關的實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，得到了以下三點結論：

（1）車轍試驗的結果表現出：級配的范圍變化程度不是很大時，鑄造廢砂摻量與動穩定度的關系是后者隨著前者的增加而先增高后降少，且整體動穩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，與水穩定性也成反比。所以對于水穩定性的保證，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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