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钢渣沥青混合料设计与重金属元素浸出试验研究
| 论文题名： | 钢渣沥青混合料设计与重金属元素浸出试验研究 |
| 关键词： | 沥青路面;钢渣沥青混合料;重金属;浸出行为 |
| 摘要： | 将钢渣代替天然集料用于沥青路面的建设，不仅能节约天然石料，而且能减少开山采石带来的环境污染。但钢渣中含有重金属元素（主要包括Pb、Hg、Cd、As、Cr、Ni、Cu、Mn、Zn等），将钢渣用于道路工程的建设之中后，其在雨水的冲刷与浸泡下，是否会带来环境污染尚有待于研究，基于此，本文重点研究钢渣以及钢渣沥青混合料的重金属浸出行为，以此来判断是否会带来环境污染。 本文通过对钢渣的物理力学性能、体积稳定性、微观结构等的分析，得出钢渣的压碎值、磨耗值等优于石灰岩，确定了钢渣可代替天然集料用于沥青混合料之中。针对钢渣重金属浸出行为，分析了不同粒径钢渣在不同pH溶液浸泡下，重金属元素(Fe、Mn、Zn、Cu、Cr)浸出量随时间变化的趋势，结果表明:在一定浸泡时间内:Fe、Mn、Zn、Cu、Cr的重金属浸出量均随浸泡时间的延长表现出增加的趋势，且粒径越小，比表面积越大，重金属浸出量越多。结合正交试验中极差分析与方差分析，得到Fe、Zn、Cu重金属浸出量影响的主次顺序为pH＞天数＞粒径、Mn重金属浸出量主次顺序为pH＞粒径＞天数、Cr浸出量中影响主次顺序为天数＞pH＞粒径。根据浸出试验结果可知，钢渣不经处理直接堆放以及做为路基填料时，如果长时间在酸雨浸泡下，应注意钢渣浸泡液对周围水资源的影响。 基于体积法对钢渣进行质量换算，对不同沥青下的AC-13与PAC-13进行了设计及路用性能研究，在此基础上，通过重金属浸出试验，分析了不同因素对AC-13与PAC-13钢渣沥青混合料中重金属元素浸出的影响，结果表明:针对Fe、Mn、Cu三种元素，PAC-13中重金属浸出量远高于AC-13，对于同一种结构，不同沥青裹腹下重金属浸出量差别不大，且随着沥青用量的增大，重金属浸出量减小。另外，随着温度的升高，Fe、Cu浸出量明显增大，Mn在60℃下浸出量远高于20℃、40℃，且20℃、40℃浸出量相差不大。根据浸出试验结果可知，各类钢渣沥青混合料均不存在重金属浸出污染风险。 |
| 作者： | 邹均芳 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 李闯民 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长沙理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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