技术简介

成果简介：本项目针对公路建设对聚合物材料与天然石料的大量需求，结合固体废弃物无法有效利用带来的环境与社会问题，系统地开展了以下研究：1.基于聚合物废旧材料的高性能沥青复合改性技术研究针对沥青路面不同层位路用性能的要求，选用废旧车辆轮胎、日用塑料、农用薄膜等废旧聚合物材料，按照化学组成、物理特性的不同进行材料的复合改性研究；采用材料预处理、分子动力学模拟、预溶胀、物理共混等技术，制备基于层位功能的环保型沥青复合改性剂系列材料。2.基于无机非金属废旧材料的天然石料替代技术研究选用赤泥、白泥、粉煤灰等无机非金属类固体废弃物材料，采用物理共混与表面改性相结合的技术手段，建立了沥青混合料用赤泥的组分优化与改性方法，提出了满足沥青混合料填料指标要求的高性能赤泥改性设计方案；基于骨架密实型沥青混合料级配设计理论，提出了基于赤泥合理化利用的沥青混合料设计方法与制备工艺。该项目所取得的成果已经在山东省部分高速公路进行了推广应用，研究成果可以提高高速公路运营服务质量、延长路面结构使用寿命、降低路面养护维修成本；同时，为消解大宗固废材料提供了新的途径，有效解决环境压力。项目研究成果的应用有显著的经济效益、环境效益和社会效益。 典型的沥青胶浆-集料基质界面在干湿条件下的破坏面应用情况：1.基于聚合物废旧材料的高性能沥青复合改性技术研究本项目研发的复合改性沥青混合料抗车辙技术研究成果可直接应用于指导山东地区高速公路沥青路面的设计、施工与养护。研发的复合改性抗车辙材料与常规抗车辙材料相比成本降低40%以上，动稳定度提升10%，低温弯曲应变提升30%。2017年在**高速路面维修工程中对自主研发的复合改性抗车辙材料进行了现场应用，起点桩号K6+000，止点桩号K8+000，单幅两车道全长2km，厚度不小于6cm。该路段在不改变原有路面结构的前提下，使用AC-20复合改性抗车辙沥青混合料替代普通AC-20沥青混合料进行中面层铺筑。试验段铺筑完成后，按照《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）对施工质量进行了综合检测，检测结果满足验收要求。通过对试验路长期跟踪观测，目前该路段服役状态优异，有效抑制了车辙的发生发展。该成果的应用，可有效缓解重载交通下路面车辙病害严重的问题，延长道路使用寿命，具有良好的经济社会效益。2017年试验路铺筑使用高性能复合改性沥青混合料9450吨，每吨单价500元，新增销售额472.5万元；试验路铺筑后，可有效减缓高速公路车辙病害的发展，保守测算维修周期由5年提高到8年，以每公里中修单价330万元计算，每年可节约资金62.3万元。项目分析了山东省典型高速公路沥青路面的应力、应变分布规律，揭示了车辙病害的发展机理，并提出了基于变形控制的沥青路面中面层材料设计参数，开发了以再生PE与再生胶粉为主要材料的环保型复合改性抗车辙沥青混合料，突破了传统抗车辙材料低温易开裂的技术困境，在显著提高沥青混合料高性抗车辙性能的同时，有效兼顾了沥青混合料的低温性能。这些研究成果对于区域内城市道路、高速公路路面病害的处置，以及其他地区路面车辙病害的处治以及相关研究具有重要参考价值，社会效益显著。2.基于无机非金属废旧材料的天然石料替代技术研究研发了基于物理混掺的赤泥填料改性方法，建立了沥青混合料用赤泥的组分优化工艺，提出基于赤泥合理化利用的沥青混合料设计方法与制备工艺。采用改性赤泥替代石灰岩矿粉生产的沥青混合料，动稳定度相较于常规沥青混合料提高50%，水稳定性和低温抗裂性能均达到或优于普通沥青混合料水平。同时，采用赤泥替代石灰岩矿粉可以节约填料价格60%，每吨沥青混合料可以节省生产成本约4.5元，以单个沥青拌合站年产量40万吨计算，每年仅填料成本就能节省180万元，若省内沥青混合料均采用改性赤泥作为填料，则能节约成本数亿元，经济效益非常显著。基于“以废改废”的指导思想，建立了基于复合改性工艺的赤泥表面性能调控方法，实现了赤泥对石灰岩矿粉的100%替代；研究了不同赤泥改性工艺对集料-沥青胶浆界面强度及其水稳定性的改善效果，明确了其对沥青混凝土路用性能的影响规律，设计出综合性能优良的改性赤泥沥青混凝土，实现工业赤泥在沥青路面工程中的资源化利用。不仅可以缓解赤泥堆存的环境压力，而且能够显著降低沥青混合料的生产成本，具有显著的经济效益和环境效益。拟合作方式：□技术转让R技术开发□技术咨询□技术服务