石墨烯增強型瀝青可節省32%的成本
發布時間：
2022-06-25
諾丁漢大學的諾丁漢交通工程中心一直在與肯特郡議會(KCC)及其高速公路承包商Amey合作，評估使用Gipave修復和重鋪路面的利弊。
該研究是價值2290萬英鎊的環境、經濟、規劃和運輸總監協會(ADEPT)智能場所現場實驗室計劃的一部分，建立在KCC和Amey于2020年7月進行的Gipave試驗的基礎上，其中Gipave瀝青車道的核心樣本顯示出許多結構因素的改善，包括斷裂韌性、剛度模量和疲勞。
Gipave是一種石墨烯增強型聚合物超級改性劑，當石頭與瀝青混合時，將顆粒（包含石墨烯和回收塑料）熔化到骨料混合物中。結果表明，與非Gipave替代品相比，所得產品的預期表面壽命延長了約2.5倍——預計可持續長達25年。
為了更好地估計Gipave在用于建造或修復人行道時的使用壽命，諾丁漢大學進行了人行道設計分析，旨在模擬Gipave在現實世界中在各種不同道路類型和鋪面材料上可能表現出的結構性能。
通過與Amey的Kent高速公路團隊和KCC合作，確定了最近重新鋪設的四條不同施工類型的道路，提供了核心樣本結果，諾丁漢大學為每個站點進行了一組比較路面設計分析(PDA)。PDA研究了Gipave與石乳香瀝青(SMA)、Gipave與瀝青混凝土(AC)以及Gipave與聚合物改性瀝青(PMB)的對比。
來自PDA的建模得出的結論是，通過使用Gipave，所有站點的壽命延長都會有所改善，在自上而下的裂縫開始出現之前，有一個站點使用Gipave的持續時間是SMA的四倍以上。它還表明，延長壽命的規模受到Gipave表面以下基層和粘合劑層的質量的限制。然而，與任何瀝青層一樣，Gipave瀝青混合料的性能取決于路面的結構特性。
諾丁漢大學的NickThom教授說：“已經確定了兩個案例，Gipave可能會帶來顯著的好處。第一種情況是SMA表面和粘結層在水硬結合（例如膠結）或冷拌瀝青基層上的情況；第二種是厚瀝青路面，包括SMA面層和粘結層。在這兩種情況下，Gipave添加劑在重大維護之前延長壽命方面的益處預計為2.5到3倍。”
使用PDA的輸出，Amey的團隊與肯特郡議會合作制作了一個資產生命周期模型，該模型提供了使用Gipave產品的成本和碳減排估算，表明在超過65年的資產壽命中，碳減排23公斤二氧化碳/平方米可以在EastHill、Dartford等計劃中實現（占地2,700平方米），以及超過1.5噸將回收到瀝青表面的廢塑料。盡管首先鋪設材料的成本更高，但建模顯示在其生命周期內成本降低了32%。
Amey交通基礎設施業務改進負責人SunitaDulai表示：“與諾丁漢大學合作，我們能夠展示現場研究試驗背后的科學，并為我們的客戶提供引入新的、環保產品到傳統的維修和保養工作。”
根據諾丁漢大學的研究結果，KCC計劃在今年晚些時候與Gipave就其他三個計劃開展合作，以在更廣泛的地點和道路類型中試用這種材料。這些試驗將尋求復制達特福德東山350米試驗的測試結果，并測試Gipave的商業可行性。根據這些進一步試驗的結果，KCC正在考慮使用Gipave重新鋪設其一些最繁忙的道路，以盡量減少多年來對最敏感地點的干擾——減少15年后再次重新鋪設路面的需要。
信息來源：公眾號【Carbontech】
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