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原文传递生活垃圾焚烧飞灰沥青混合料的路用性能研究

论文题名：	生活垃圾焚烧飞灰沥青混合料的路用性能研究
关键词：	沥青混合料;生活垃圾焚烧飞灰;配合比设计;路用性能
摘要：	随着经济的高速发展和人民生活水平的提高，城市生活垃圾日益增多，给生态环境及人类健康造成一系列的危害。在众多常规垃圾处理方式中，焚烧法以其减量化、无害化、资源化等显著优点在国内广泛应用。但垃圾焚烧的最终产物焚烧飞灰其中含有大量的重金属及无机氯盐，极易形成二次污染，对环境及人体健康都是严重的威胁。目前，针对焚烧飞灰的处置，最常用的就是采用水泥固化，然后按照国家标准经行处理后进行危险废弃物填埋。如此一来，必将带来昂贵的处理费用，也会给生态及人类健康带来巨大的隐患。因此，探寻有一种合适的焚烧飞灰处置方法具有非常现实的社会效益。　　结合沥青的粘结性、不透水性、化学稳定性及包覆性等良好的特性，本文拟将焚烧飞灰经过不同的预处理方式应用到沥青混合料中，既完成对焚烧飞灰中重金属的固化，又实现焚烧飞灰的资源再利用。本文以重庆市某垃圾焚烧厂提供的焚烧飞灰为样品展开研究，主要包括以下几个方面: 　　首先，根据国内外焚烧飞灰的相关研究资料了解飞灰的基本特性，利用X射线荧光光谱实验对焚烧飞灰化学组分进行分析，结果显示，本样品中除重金属元素外，还含有大量氯元素，活性金属氧化物，这种组合在遇水情况下极易形成水溶性盐;基于焚烧飞灰的理化性质分析，针对焚烧飞灰中的重金属及水溶性盐，本文提出了水解、水洗、水泥固化、水泥+化学药剂处理及水泥飞灰造粒等五种预处理方式，并对这五种进行对应的沥青混合料路用性能研究。　　其次，沥青混合料配合比设计。本文中配合比设计分为两部分:AC-20C型纤维改性沥青混合料和AC-20C型普通沥青混合料，前者主要针对前四种飞灰预处理方法，后者则针对水泥造粒方法。针对不同飞灰/矿粉比例的沥青胶浆进行DSR、BBR试验，探究不同飞灰相对比例下沥青胶浆的高低温性能，试验结果说明，在一定比例范围内飞灰相对比例对沥青胶浆的高低温性能有显著的影响。为了改善水稳定性能，本文采用水泥造粒方案及聚酯纤维+SBS改性沥青组合，结果表明，水稳定性能在一定程度上得到改善，且焚烧飞灰最大掺量有所提升。　　再者，探究各种不同预处理工艺对应沥青混合料的路用性能，结果显示，无论哪种类型的沥青混合料，焚烧飞灰的掺入后高温稳定性能、水稳定性能都能达到规范要求，而低温抗裂性能则不太理想。这其中，水泥造粒方法中飞灰∶水泥=1∶1.5时表现出来的综合效果最好。基于水溶性盐对沥青混合料的破坏机理研究分析，大量试验数据表明焚烧飞灰中无机氯盐对沥青混合料的水稳定性能影响很大。　　最后，进行经济社会效益分析，结果表明，这五种预处理方法具有显著的经济社会效益。环境评估方面，初期的监测结果显示效果良好，但由于后期跟踪监测周期较长，本文未作深入探讨。
作者：	匡耀
专业：	交通运输工程；道路与铁道工程
导师：	周进川
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2016