石墨烯增强型沥青可节省32%的成本

诺丁汉大学的诺丁汉交通工程中心一直在与肯特郡议会(KCC)及其高速公路承包商Amey合作，评估使用Gipave修复和重铺路面的利弊。

该研究是价值2290万英镑的环境、经济、规划和运输总监协会(ADEPT)智能场所现场实验室计划的一部分，建立在KCC和Amey于2020年7月进行的Gipave试验的基础上，其中Gipave沥青车道的核心样本显示出许多结构因素的改善，包括断裂韧性、刚度模量和疲劳。

Gipave是一种石墨烯增强型聚合物超级改性剂，当石头与沥青混合时，将颗粒（包含石墨烯和回收塑料）熔化到骨料混合物中。结果表明，与非Gipave替代品相比，所得产品的预期表面寿命延长了约2.5倍——预计可持续长达25年。

含有石墨烯和再生塑料的颗粒

为了更好地估计Gipave在用于建造或修复人行道时的使用寿命，诺丁汉大学进行了人行道设计分析，旨在模拟Gipave在现实世界中在各种不同道路类型和铺面材料上可能表现出的结构性能。

通过与Amey的Kent高速公路团队和KCC合作，确定了最近重新铺设的四条不同施工类型的道路，提供了核心样本结果，诺丁汉大学为每个站点进行了一组比较路面设计分析(PDA)。PDA研究了Gipave与石乳香沥青(SMA)、Gipave与沥青混凝土(AC)以及Gipave与聚合物改性沥青(PMB)的对比。

来自PDA的建模得出的结论是，通过使用Gipave，所有站点的寿命延长都会有所改善，在自上而下的裂缝开始出现之前，有一个站点使用Gipave的持续时间是SMA的四倍以上。它还表明，延长寿命的规模受到Gipave表面以下基层和粘合剂层的质量的限制。然而，与任何沥青层一样，Gipave沥青混合料的性能取决于路面的结构特性。

诺丁汉大学的NickThom教授说：“已经确定了两个案例，Gipave可能会带来显着的好处。第一种情况是SMA表面和粘结层在水硬结合（例如胶结）或冷拌沥青基层上的情况；第二种是厚沥青路面，包括SMA面层和粘结层。在这两种情况下，Gipave添加剂在重大维护之前延长寿命方面的益处预计为2.5到3倍。”

使用PDA的输出，Amey的团队与肯特郡议会合作制作了一个资产生命周期模型，该模型提供了使用Gipave产品的成本和碳减排估算，表明在超过65年的资产寿命中，碳减排23公斤二氧化碳/平方米可以在EastHill、Dartford等计划中实现（占地2,700平方米），以及超过1.5吨将回收到沥青表面的废塑料。尽管首先铺设材料的成本更高，但建模显示在其生命周期内成本降低了32%。

Amey交通基础设施业务改进负责人SunitaDulai表示：“与诺丁汉大学合作，我们能够展示现场研究试验背后的科学，并为我们的客户提供引入新的、环保产品到传统的维修和保养工作。”

根据诺丁汉大学的研究结果，KCC计划在今年晚些时候与Gipave就其他三个计划开展合作，以在更广泛的地点和道路类型中试用这种材料。这些试验将寻求复制达特福德东山350米试验的测试结果，并测试Gipave的商业可行性。根据这些进一步试验的结果，KCC正在考虑使用Gipave重新铺设其一些最繁忙的道路，以尽量减少多年来对最敏感地点的干扰——减少15年后再次重新铺设路面的需要。