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原文传递改性飞灰催化废旧PE裂解制备沥青温拌剂及温拌性能研究

论文题名：	改性飞灰催化废旧PE裂解制备沥青温拌剂及温拌性能研究
关键词：	道路建设;温拌沥青混合料;飞灰;PE裂解物;温拌性能
摘要：	温拌沥青混合料因具有更低的能耗与污染气体排放等特点广泛运用于道路建设，但常见的温拌剂成本较高；塑料制品使用后产生的垃圾加大了对环境的污染，焚烧是一种常见的废塑料处理方式，虽然在此过程中产生大量的热能，但也生成了有毒有害气体以及固体残留物质，如何减少固体废弃物带来的环境问题的同时将废塑料资源化利用起来为温拌剂的获取提供了新思路。本论文对垃圾焚烧后的残留物质飞灰用硫酸改性制备为催化剂，在压力反应釜内催化裂解废旧线性低密度聚乙烯（LLDPE）得到聚乙烯蜡（PEW），用PEW对沥青改性，期望降低沥青黏度，降低沥青混合料施工温度。具体开展了以下研究工作：　　（1）将飞灰（Fly Ash）原样进行水洗、醇洗、烘干、煅烧、硫酸处理，制备两种催化剂（FA1和FA2），通过X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜能谱仪（SEM-EDS）分析催化剂的主要成分、微观形貌及元素含量。结果表明，FA1 产生新的物质主要成分为 CaCO3，呈不规则颗粒状；FA2 产生新的物质主要成分为CaSO4，呈片状；与FA相比FA1、FA2碳元素含量减少，氧元素含量增加，钙元素含量明显增多，其他金属元素含量减少。在高压反应釜中用改性飞灰催化裂解废旧LLDPE制备裂解蜡，在相同反应时间45min下，改变裂解温度，确定能得到固体蜡的最佳裂解温度范围为250℃~270℃，在最佳温度范围内，改变反应温度、时间以及催化剂类型得到7种PEW。　　（2）将PEW按照6%的初始掺量与70#基质沥青共混制备PEW改性沥青。通过三大指标、布氏黏度、温度扫描、黏附性试验和差式扫描量热试验探究PEW对基质沥青性能的影响。试验结果表明，裂解温度为270℃、时间为45min，使用FA2裂解LLDPE得到的PEW-6具有良好的降黏效果，PEW-6改性沥青较基质沥青的高温稳定性和黏附性有所提升，但低温性能较基质沥青变差。　　（3）对不同掺量的PEW-6温拌沥青进行三大指标、布氏黏度、温度扫描以及多重应力蠕变恢复试验，分析不同掺量PEW-6对基质沥青性能的影响。试验结果表明，当 PEW-6 的掺量为 6%时，温拌沥青具有最好的高温性能和较小的黏度。对 PEW-6 的掺量为 6%的改性沥青进行荧光显微镜和傅里叶红外光谱试验，结果表明，PEW-6 对基质沥青的改性为物理改性，没有发生化学反应，并且在沥青中分散均匀。　　（4）以AC-13混合料级配进行配合比设计，根据各油石比下的体积参数确定沥青混合料最佳沥青用量，依据等空隙率原则分析掺量为 6%的 PEW-6 对基质沥青混合料试件压实温度的降温幅度，得到在达到相同的空隙率时PEW-6温拌沥青混合料比基质沥青混合料的压实温度下降 23℃。通过沥青混合料室内试验发现，添加掺量为6%的自制温拌剂PEW-6后，沥青混合料的高温抗车辙能力得到提升，但是水稳定性和低温性能下降。
作者：	程滢
专业：	交通运输工程
导师：	李传强
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2023