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  • 《公路沥青路面施工技术规范》-橡胶沥青应用技术

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    1 1 橡胶沥青应用技术 橡胶沥青应用技术 交通运输部科学研究院 交通运输部科学研究院 陈景 陈景 研究员 研究员 2010.3 2010.3 2 2 目目录录1. 1. 背景 背景 2. 2. 橡胶沥青国内外发展现状 橡胶沥青国内外发展现状 3. 3. 橡胶沥青的特点 橡胶沥青的特点 4. 4. 橡胶沥青原材料技术要求 橡胶沥青原材料技术要求 5. 5. 橡胶沥青混合料的配合比设计 橡胶沥青混合料的配合比设计 6. 6. 橡胶沥青混合料的施工工艺 橡胶沥青混合料的施工工艺 7. 7. 橡胶沥青的工程应用 橡胶沥青的工程应用 3 3 1、背景11月 月15 15日,全国交通运输工作会议在北 日,全国交通运输工作会议在北 京隆重召开,国务院副总理张德江出席会 京隆重召开,国务院副总理张德江出席会 议并做了重要讲话. 议并做了重要讲话. 交通运输系统要深入贯彻落实科学发展 交通运输系统要深入贯彻落实科学发展 观,加快调整结构、转变发展方式,建设 观,加快调整结构、转变发展方式,建设 " "畅通、高效、安全、绿色 畅通、高效、安全、绿色" "的交通运输体 的交通运输体 系. 系. 4 4 李盛霖部长也强调:优化调整运输结 李盛霖部长也强调:优化调整运输结 构,转变发展方式. 构,转变发展方式. 要加快发展现代交通运输业,加快三个 要加快发展现代交通运输业,加快三个 转变. 转变. 由主要依靠增加物质资源消耗向科技进 由主要依靠增加物质资源消耗向科技进 步、行业创新、从业人员素质提高和 步、行业创新、从业人员素质提高和资源节 资源节 约、环境友好 约、环境友好转变. 转变. 5 5 部党组按照科学发展观的要求,于2007正式 启动了"材料节约与循环利用专项行动计划". 降低资源消耗,保护环境,为交通建设资源的 高效利用和循环使用提供示范. 沥青路面再生技术、 水泥混凝路面再生技术、 废旧橡胶粉筑路应用技术 废旧橡胶粉筑路应用技术 等六项技术专项行动计划 的重点. --- ---橡胶沥青技术 橡胶沥青技术 6 6 我国已经连续几年用于公路建设的投资超 我国已经连续几年用于公路建设的投资超 过过3000 3000多亿,在刚刚过去的 多亿,在刚刚过去的2009 2009年,全国新开 年,全国新开 工高速公路建设项目 工高速公路建设项目111 111个、建设里程 个、建设里程1.2 1.2万公 万公 里,计划总投资更是达到了 里,计划总投资更是达到了7000 7000亿元. 亿元. 截止到 截止到2009 2009年底,全国通车的高速公路里 年底,全国通车的高速公路里 程已经超过 程已经超过6 6万万5 5千公里, 千公里,2010 2010年开工建设的高 年开工建设的高 速公路达 速公路达1.6 1.6万公里.我国用不到二十年的时 万公里.我国用不到二十年的时 间走完了发达国家半个多世纪的发展历程. 间走完了发达国家半个多世纪的发展历程. 7 7 ?废旧轮胎污染:我国的汽车工业发展迅 速,2005年全国汽车保有量为3300万辆,废旧轮胎产生量约为1.2亿条,并以 每年12%的速度增加,到2010年将达到 2.21亿条. 8 8 ?废轮胎作为固体废弃物已造成严重的社会 环境问题. ?传统处理方式:堆放、填埋、焚烧.问题: 污染环境、占用土地资源、滋生蚊虫、传播 疾病. ?目前处理方式:生产胶粉:国家政策鼓励 推广(占10%).再生胎:脱硫工艺污染大、 能耗高,被国家限制(占90%).土法炼油: 污染严重,国家严令禁止. 9 9 2 2、橡胶沥青国内外发展现状 、橡胶沥青国内外发展现状 10 10 橡胶沥青 橡胶沥青 英文 英文AR AR : :Asphalt Rubber Asphalt Rubber缩写 缩写 美国 美国ASTM D8 ASTM D8- -88 88: : ? ?向基质沥青加入 向基质沥青加入15% 15%以上的橡胶粉粒 以上的橡胶粉粒 ? ?180 180? ?C C以上的温度下共炼反应 以上的温度下共炼反应45 45分钟 分钟 ? ?基质沥青与橡胶粉充分熔胀而形成了一 基质沥青与橡胶粉充分熔胀而形成了一 种新的胶结料 种新的胶结料 ? ?胶结料具有较强的硫化橡胶特性 胶结料具有较强的硫化橡胶特性. . 11 11 橡胶沥青有多种形式: 橡胶沥青有多种形式: ? ?橡胶粉 橡胶粉+ +沥青 沥青 ? ?橡胶粉(改性) 橡胶粉(改性)+ +沥青 沥青 ? ?橡胶粉 橡胶粉+ +沥青 沥青+ +添加剂(芳香烃油分) 添加剂(芳香烃油分) ? ?橡胶粉 橡胶粉+ +沥青 沥青+ +天然橡胶 天然橡胶 ? ?橡胶粉 橡胶粉+ +沥青 沥青+ +聚合物(如: 聚合物(如:SBS SBS、 、PE PE) ) (橡胶改性沥青, (橡胶改性沥青,Rubber Modified Asphalt Rubber Modified Asphalt) ) 12 12 橡胶沥青在国外的应用 橡胶沥青在国外的应用 美国:始于 美国:始于60 60年代,国家推动,多个州制 年代,国家推动,多个州制 定了规范,应用橡胶沥青最多. 定了规范,应用橡胶沥青最多. ? ?美国通过了 美国通过了1991 1991年联邦地表协调联运效率 年联邦地表协调联运效率 法案( 法案(ISTEA ISTEA) )1038 1038条款(要求在路面工程 条款(要求在路面工程 中逐步增加回收橡胶的用量),同时,大多 中逐步增加回收橡胶的用量),同时,大多 数州启动了相关立法程序,极大地促进了废 数州启动了相关立法程序,极大地促进了废 旧轮胎在道路工程中的利用,橡胶粉路用研 旧轮胎在道路工程中的利用,橡胶粉路用研 究进入了新的阶段. 究进入了新的阶段. 13 13 橡胶沥青在国外的应用 橡胶沥青在国外的应用 美国 美国特点 特点: : ? ?推荐采用的方法是湿法工艺 推荐采用的方法是湿法工艺, , ? ?集料的级配采用间断级配和开级配,一般不采用 集料的级配采用间断级配和开级配,一般不采用 密实级配混合料 密实级配混合料. . ? ?橡胶粉的掺量为沥青质量的 橡胶粉的掺量为沥青质量的5% 5%~ ~25% 25%. . ? ?橡胶沥青的应用类型包括热拌沥青混合料、稀浆 橡胶沥青的应用类型包括热拌沥青混合料、稀浆 封层和应力吸收层等 封层和应力吸收层等. . 14 14 橡胶沥青在国外的应用 橡胶沥青在国外的应用 南非: 南非: 拥有一整套橡胶沥青相关的技术体系. 拥有一整套橡胶沥青相关的技术体系. 南非 南非60% 60%以上的道路沥青使用橡胶沥青,而且 以上的道路沥青使用橡胶沥青,而且 根据他们的经验,认为对于重载交通环境, 根据他们的经验,认为对于重载交通环境, 橡胶沥青路面比较有利. 橡胶沥青路面比较有利. 15 15 橡胶沥青在国外的应用 橡胶沥青在国外的应用 法国: 法国: 截止到 截止到1995 1995年,橡胶沥青开级配路面累 年,橡胶沥青开级配路面累 积已经摊铺了超过 积已经摊铺了超过100 100万平方米. 万平方米. 法国的实践表明:采用橡胶沥青铺筑的 法国的实践表明:采用橡胶沥青铺筑的 多孔性路面,比普通多孔性路面在保持排水 多孔性路面,比普通多孔性路面在保持排水 性能、抵抗重交通、抗剪切和不良气候影响 性能、抵抗重交通、抗剪切和不良气候影响 等方面有明显的优势. 等方面有明显的优势. 16 16 橡胶沥青在国外的应用 橡胶沥青在国外的应用 瑞典、日本等还将废旧轮胎橡胶颗粒用 瑞典、日本等还将废旧轮胎橡胶颗粒用 于防冻路面. 于防冻路面. 其他:加拿大、比利时、奥地利、澳大 其他:加拿大、比利时、奥地利、澳大 利亚、印度、葡萄牙、西班牙、巴西等. 利亚、印度、葡萄牙、西班牙、巴西等. 17 17 我国橡胶沥青的发展历程 我国橡胶沥青的发展历程 ? ? 在上世纪七十年代末八十年代初,也开展了一些橡 在上世纪七十年代末八十年代初,也开展了一些橡 胶沥青的研究,并运用于一些实体工程. 胶沥青的研究,并运用于一些实体工程. ? ? 早期研究以 早期研究以" "干法 干法" "为主,采用连续级配,与橡胶沥 为主,采用连续级配,与橡胶沥 青特性不适应,路用性能不理想,未能推广应用. 青特性不适应,路用性能不理想,未能推广应用. ? ? 由于橡胶粉加工工艺落后,加工的橡胶粉颗粒比较 由于橡胶粉加工工艺落后,加工的橡胶粉颗粒比较 粗,成本也较高,直到九十年代初关于这方面的研 粗,成本也较高,直到九十年代初关于这方面的研 究几乎一直停滞不前. 究几乎一直停滞不前. 18 18 我国橡胶沥青的发展历程 我国橡胶沥青的发展历程 ? ? 近 近几年来 几年来, ,橡胶沥青日益引起国内工程界关注, 橡胶沥青日益引起国内工程界关注, 研究、应用力度加大,取得了不少技术进步 研究、应用力度加大,取得了不少技术进步. . ? ? 2001 2001~ ~2003 2003年,交通部公路科学研究院与同济大 年,交通部公路科学研究院与同济大 学、山东省交通科学研究所等单位合作承担了西 学、山东省交通科学研究所等单位合作承担了西 部交通建设科技项目 部交通建设科技项目" "废旧橡胶粉用于筑路的技 废旧橡胶粉用于筑路的技 术研究 术研究" ". . ? ? 国内其他的科研单位如北京市政设计研究院、北 国内其他的科研单位如北京市政设计研究院、北 京市路政局、天津市公路局、重庆交通科研设计 京市路政局、天津市公路局、重庆交通科研设计 院等也进行了橡胶沥青的相关研究. 院等也进行了橡胶沥青的相关研究. 19 19 我国橡胶沥青的发展历程 我国橡胶沥青的发展历程 ? ? 交通运输部 交通运输部" "材料节约与循环利用专项行动计划 材料节约与循环利用专项行动计划" " 推广项目系列指南之三 推广项目系列指南之三" "橡胶沥青及混合料设计施 橡胶沥青及混合料设计施 工技术指南 工技术指南" " ? ? " "北京市废胎胶粉沥青及混合料设计施工技术指 北京市废胎胶粉沥青及混合料设计施工技术指 南南" "2006 2006- -12 12- -15 15 ? ? " "天津市废轮胎胶粉改性沥青路面技术规 天津市废轮胎胶粉改性沥青路面技术规 程程" "2006 2006- -2 2- -28 28 ? ? 江苏省高指 江苏省高指" "橡胶沥青路面施工指导意见 橡胶沥青路面施工指导意见" "2006 2006- - 9 9- -10 10 20 20 3 3、橡胶沥青的特点 、橡胶沥青的特点 优点: 优点: ? ? 在沥青中掺加了废胎胶粉,有较大的弹 在沥青中掺加了废胎胶粉,有较大的弹 性和弹性恢复性能; 性和弹性恢复性能; 21 21 延缓反射裂缝 22 22 ? ? 提高了沥青胶结料的稠度,提高了沥青混合 提高了沥青胶结料的稠度,提高了沥青混合 料的抗车辙性能. 料的抗车辙性能. ? ? 降低了沥青路面的温度敏感性,在低温性能 降低了沥青路面的温度敏感性,在低温性能 不降低的情况下改善了抗疲劳开裂的性能, 不降低的情况下改善了抗疲劳开裂的性能, 提高了路面的耐久性; 提高了路面的耐久性; ? ? 有较高粘度,混合料油膜较厚而不易析漏或 有较高粘度,混合料油膜较厚而不易析漏或 泛油,提高了路面的抗老化性能; 泛油,提高了路面的抗老化性能; 23 23 1993年在加利福尼亚伯克莱国家实验室,由 加州交通运输部及南非科学与工业研究委员 会共同主持试验 75mm普通 沥青混凝土 38mm橡胶 沥青混凝土 25mm橡胶 沥青混凝土 24 24 优点: 优点: ? ? 降低噪音,与水泥路面及其它改牲沥青比较、橡 降低噪音,与水泥路面及其它改牲沥青比较、橡 胶沥青在降噪音方面功效显著 胶沥青在降噪音方面功效显著 ; ; 美国一些州使用橡胶沥青路面的减噪效果(与一般沥青砼比较) 美国一些州使用橡胶沥青路面的减噪效果(与一般沥青砼比较) 25 25 优点: 优点: ? ? 在相同的使用效果前提下,使用橡胶沥青 在相同的使用效果前提下,使用橡胶沥青 可减薄沥青混凝土面层的厚度; 可减薄沥青混凝土面层的厚度; 26 26 优点: 优点: ? ? 开级配或间断级配橡胶沥青路面防滑功 开级配或间断级配橡胶沥青路面防滑功 能高、减低溅水、改善视野、大大提高 能高、减低溅水、改善视野、大大提高 道路安全.在美国德州的一项测试,使 道路安全.在美国德州的一项测试,使 用了橡胶沥青以后,同期交通意外伤亡 用了橡胶沥青以后,同期交通意外伤亡 数目减低了一半! 数目减低了一半! 27 27 缺点: 缺点: ? ? 橡胶沥青不适用于小型工程施工.这主要是 橡胶沥青不适用于小型工程施工.这主要是 因为,橡胶沥青的生产以及生产设备的费用 因为,橡胶沥青的生产以及生产设备的费用 较高; 较高; ? ? 施工对温度要求高,橡胶沥青及其混合料施 施工对温度要求高,橡胶沥青及其混合料施 工时,温度要求更加严格; 工时,温度要求更加严格; ? ? 橡胶沥青施工时,气味较大,如果是封闭环 橡胶沥青施工时,气味较大,如果是封闭环 境施工,需进行防护; 境施工,需进行防护; ? ? 施工质量控制很关键. 施工质量控制很关键. 28 28 缺点: 缺点: ? ? 由于橡胶沥青级配较粗、胶结料较稠,橡胶 由于橡胶沥青级配较粗、胶结料较稠,橡胶 沥青混合料难以进行手工作业; 沥青混合料难以进行手工作业; ? ? 橡胶沥青的使用时间的限制.如果橡胶沥青 橡胶沥青的使用时间的限制.如果橡胶沥青 生产后超过 生产后超过48 48小时还未使用,就不能使用 小时还未使用,就不能使用 了; 了; ? ? 使用条件的限制.在温度较低或降雨时不易 使用条件的限制.在温度较低或降雨时不易 进行橡胶沥青及其混合料的施工 进行橡胶沥青及其混合料的施工. . 29 29 4、橡胶沥青原材料技术要求 30 30 胶粉 胶粉 ? ? 路用废胎胶粉应选用常温研磨粉碎的轮胎 路用废胎胶粉应选用常温研磨粉碎的轮胎 胶粉,且宜选择斜交胎胶粉或天然胶含量 胶粉,且宜选择斜交胎胶粉或天然胶含量 较高的胶粉,并应满足相应物理、化学指 较高的胶粉,并应满足相应物理、化学指 标. 标. 31 31 胶粉技术要求 胶粉技术要求 ? ? 物理指标: 物理指标: 相对密度 相对密度 1.10~1.30 1.10~1.30 含水量、纤维含量 含水量、纤维含量<1% <1% 金属含量 金属含量<0.05% <0.05% ? ? 化学指标: 化学指标: 灰分含量 灰分含量≤ ≤8% 8% 丙酮抽出油 丙酮抽出油≤ ≤22% 22% 炭黑含量 炭黑含量≥ ≥28% 28% 橡胶烃含量 橡胶烃含量≥ ≥42% 42% 32 32 胶粉 胶粉 ? ? 在保证易于碾压成型,且满足使用性能要 在保证易于碾压成型,且满足使用性能要 求的前提下,应尽量选用较粗的废胎胶粉. 求的前提下,应尽量选用较粗的废胎胶粉. 无论是干拌工艺还是湿拌工艺,宜选择 无论是干拌工艺还是湿拌工艺,宜选择 20 20~ ~80 80目之间的路用废胎胶粉. 目之间的路用废胎胶粉. 33 33 橡胶沥青技术要求 橡胶沥青技术要求 ? ? 以粘度指标为核心,兼顾现行的沥青指标体系; 以粘度指标为核心,兼顾现行的沥青指标体系; ? ? Brookfield Brookfield 黏度; 黏度; ? ? 分区的适应性和相对性; 分区的适应性和相对性; ? ? 老化指标的取消; 老化指标的取消; ? ? 粘度的高低应考虑施工的和易性. 粘度的高低应考虑施工的和易性. 项目 项目 寒区 寒区③ ③ 温区 温区④ ④ 热区 热区⑤ ⑤ 基质沥青 基质沥青 110# 110#、 、90# 90# ⑥ ⑥ 90# 90#、 、70# 70#⑥ ⑥ 70# 70#、 、50# 50#⑥ ⑥ 180 180℃ ℃旋转黏度( 旋转黏度(Pa Pa· ·s s) )② ② 1.0~3.0 1.0~3.0 2.0~4.0 2.0~4.0 2.5~5.0 2.5~5.0 25 25℃ ℃针入度( 针入度(0.1mm) 0.1mm) 60 60~ ~100 100 40~80 40~80 30~70 30~70 软化点(℃ 软化点(℃) ) >50 >50 >58 >58 >65 >65 弹性恢复( 弹性恢复(% %) ) >50 >50 >55 >55 >60 >60 5 5℃ ℃延度( 延度(cm cm) ) >10 >10 >10 >10 >5 >5 34 34 5、橡胶沥青混合料的配合比设计 35 35 橡胶沥青混凝土配合比设计与其他 橡胶沥青混凝土配合比设计与其他 类型的沥青混合料基本相同.使用 类型的沥青混合料基本相同.使用 马歇尔击实法确定沥青混合料的配合比. 马歇尔击实法确定沥青混合料的配合比. 国内外研究表明,橡胶沥青混合料优 国内外研究表明,橡胶沥青混合料优 选的级配是断级配或开级配. 选的级配是断级配或开级配. 36 36 ? ? 两种断级配橡胶沥青混合料 两种断级配橡胶沥青混合料 – – 亚里桑那、加州、佛罗里达州, 亚里桑那、加州、佛罗里达州,AR AR- -AC13A AC13A ? ?减少 减少2.36mm 2.36mm以下的用量,严格控制 以下的用量,严格控制0.075mm 0.075mm 用量; 用量; – – 德州, 德州,AR AR- -AC13B AC13B ? ?按照 按照SMA SMA的思路,增加粗集料用量, 的思路,增加粗集料用量, 2.36~4.75mm 2.36~4.75mm间断,橡胶沥青构成玛蹄脂. 间断,橡胶沥青构成玛蹄脂. 37 37 国内外橡胶沥青混合料级配对比 国内外橡胶沥青混合料级配对比 筛孔 筛孔mm mm 19 19 16 16 12.5/ 12.5/ 13.2 13.2 9.5 9.5 6.7 6.7 4.75 4.75 2.36 2.36 1.18 1.18 0.6 0.6 0.3 0.3 0.15 0.15 0.075 0.075 亚利桑那州 亚利桑那州 100 100 ~ ~ 80~ 80~ 100 100 65~80 65~80 ~ ~ 28~42 28~42 14~22 14~22 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 0~ 0~ 2.5 2.5 加利福尼亚 加利福尼亚 州州断断100 100 ~ ~ 90~ 90~ 100 100 83~87 83~87 ~ ~ 33~37 33~37 18~22 18~22 8~ 8~ 12 12 ~ ~ ~ ~ ~ ~ 2~7 2~7 开开100 100 ~ ~ 95~ 95~ 100 100 78~89 78~89 ~ ~ 29~37 29~37 7~18 7~18 0~ 0~ 10 10 ~ ~ ~ ~ ~ ~ 0~3 0~3 澳大利亚 澳大利亚 14 14型型100 100 ~ ~ 90~ 90~ 100 100 65~75 65~75 40~50 40~50 30~40 30~40 12~25 12~25 10~19 10~19 7~15 7~15 5~10 5~10 4~8 4~8 3~5 3~5 南非 南非 连续 连续 100 100 ~ ~ 84~ 84~ 96 96 70~84 70~84 ~ ~ 45~63 45~63 29~47 29~47 19~33 19~33 13~25 13~25 10~18 10~18 6~13 6~13 4~ 4~ 10 10 半开 半开 100 100 ~ ~ 70~ 70~ 100 100 50~82 50~82 ~ ~ 16~38 16~38 8~22 8~22 4~ 4~ 15 15 3~10 3~10 3~8 3~8 2~6 2~6 1~4 1~4 38 38 国内外橡胶沥青混合料级配对比 国内外橡胶沥青混合料级配对比 筛孔 筛孔mm mm 19 19 16 16 12.5/ 12.5/ 13.2 13.2 9.5 9.5 6.7 6.7 4.75 4.75 2.36 2.36 1.18 1.18 0.6 0.6 0.3 0.3 0.15 0.15 0.075 0.075 中国指南 中国指南 13 13型型密级 密级 配配100 100 95~ 95~ 100 100 62~71 62~71 ~ ~ 25~35 25~35 20~28 20~28 15~23 15~23 12~19 12~19 10~15 10~15 8~ 8~ 12 12 6~ 6~ 10 10 中国指南 中国指南 13 13型型开级 开级 配配100 100 95~ 95~ 100 100 52~64 52~64 ~ ~ 15~25 15~25 10~19 10~19 6~15 6~15 4~11 4~11 2~9 2~9 2~7 2~7 1~ 1~ 5 5 39 39 马歇尔设计指标 马歇尔设计指标( (指南建议 指南建议) ) ? ? 马歇尔击实试验方法,(旋转压实) 马歇尔击实试验方法,(旋转压实) ? ? 宜采用设计空隙率确定最佳油石比,同时其他指 宜采用设计空隙率确定最佳油石比,同时其他指 标应满足设计要求. 标应满足设计要求. 指标 指标 密级配混合料 密级配混合料 开级配型混合料 开级配型混合料 马歇尔击实次数(次) 马歇尔击实次数(次) 75 75 75 75 稳定度(流值为 稳定度(流值为3mm 3mm) ) >8KN >8KN >5kN >5kN 设计空隙率( 设计空隙率(% %) ) 3 3~ ~5 5 18 18~ ~24 24 沥青饱和度( 沥青饱和度(% %) ) 70 70~ ~85 85 - - 40 40 动稳定度指标 动稳定度指标( (指南建议 指南建议) ) 交通量等级 交通量等级 层位 层位 上面层 上面层 中面层 中面层 下面层 下面层 轻交通 轻交通 动稳定度(次 动稳定度(次/mm /mm) ) 2000 2000 1200 1200 800 800 相对变形( 相对变形(% %) ) 15 15 15 15 20 20 中等交通 中等交通 动稳定度(次 动稳定度(次/mm /mm) ) 2500 2500 1500 1500 1000 1000 相对变形( 相对变形(% %) ) 10 10 10 10 15 15 重载交通 重载交通 动稳定度(次 动稳定度(次/mm /mm) ) 3000 3000 2000 2000 1500 1500 相对变形( 相对变形(% %) ) 5 5 10 10 10 10 特重交通 特重交通 动稳定度(次 动稳定度(次/mm /mm) ) 4000 4000 2500 2500 2000 2000 相对变形( 相对变形(% %) ) 3 3 5 5 10 10 41 41 水稳定性指标 水稳定性指标( (指南建议 指南建议) ) 气候条件和指标 气候条件和指标 相应于下列气候分区的技术要求( 相应于下列气候分区的技术要求(% %) ) 年降雨量( 年降雨量(mm mm) ) 及气候分区 及气候分区 〉 〉1000 1000 500~1000 500~1000 250~500 250~500 < 250 < 250 潮湿区 潮湿区 湿润区 湿润区 半干区 半干区 干旱区 干旱区 T 0709 T 0709 浸水马歇尔试验残留稳定度( 浸水马歇尔试验残留稳定度(% %),不小于 ),不小于 指标 指标 85 85 80 80 T 0729 T 0729 冻融劈裂强度比值( 冻融劈裂强度比值(% %),不小于 ),不小于 指标 指标 80 80 75 75 42 42 低温性能指标 低温性能指标( (指南建议 指南建议) ) 气候条件与 气候条件与 技术指标 技术指标 相应于下列气候分区所要求的破坏应变( 相应于下列气候分区所要求的破坏应变(με με) ) 年极端最低 年极端最低 气温(℃) 气温(℃) < < - -37.0 37.0 - -21.5~37.0 21.5~37.0 - -9.0~ 9.0~- -21.5 21.5 > > - -9.0 9.0 气候分区 气候分区 冬严寒区 冬严寒区 冬寒区 冬寒区 冬冷区 冬冷区 冬温区 冬温区 指标 指标 3000 3000 2800 2800 2500 2500 43 43 ? ? 当橡胶沥青混凝土作为抗滑表层时,其构造深度 当橡胶沥青混凝土作为抗滑表层时,其构造深度 不小于 不小于0.65mm 0.65mm,渗水系数不大于 ,渗水系数不大于100mL/min 100mL/min. . ? ? 橡胶沥青混凝土的线膨胀量不大于 橡胶沥青混凝土的线膨胀量不大于1% 1%. . 44 44 6、橡胶沥青混合料的施工工艺 45 45 橡胶沥青的生产工艺 橡胶沥青的生产工艺 ? ?" "干法 干法" "生产 生产的橡胶沥青 的橡胶沥青 ? ?" "湿法 湿法" "生产 生产的橡胶沥青 的橡胶沥青 ? ?" "沥青库混合法 沥青库混合法" "生产 生产的橡胶沥青 的橡胶沥青 46 46 " "干法 干法" ": : " "干法 干法" "生产 生产橡胶沥青是先将橡胶粉 橡胶沥青是先将橡胶粉 与集料混合,然后再加入沥青进行拌和 与集料混合,然后再加入沥青进行拌和 ,该方法是将橡胶粉可看作是集料的一 ,该方法是将橡胶粉可看作是集料的一 部分,但一般橡胶粉的掺量都不能太高 部分,但一般橡胶粉的掺量都不能太高 . . 该用法较少. 该用法较少. 47 47 " "湿法 湿法" ": : " "湿法 湿法" "是先将一定量的橡胶粉与 是先将一定量的橡胶粉与 沥青进行混合,在高温下进行反应而形 沥青进行混合,在高温下进行反应而形 成的具有一定性质的混合物,是目前应 成的具有一定性质的混合物,是目前应 用得最广泛的橡胶沥青生产方法. 用得最广泛的橡胶沥青生产方法. 48 48 湿法橡胶沥青 湿法橡胶沥青 49 49 " "沥青库混合法 沥青库混合法" " : : " "沥青库混合法 沥青库混合法" "是指废胶粉在炼油厂 是指废胶粉在炼油厂 或沥青库与热沥青进行混融,然后配送到 或沥青库与热沥青进行混融,然后配送到 沥青混凝土搅拌站或施工现场. 沥青混凝土搅拌站或施工现场." "沥青库 沥青库 混合法 混合法" "其实也可作为 其实也可作为" "湿法 湿法" "生产的一种 生产的一种 ,但其废橡胶粉用量一般都不超过 ,但其废橡胶粉用量一般都不超过10% 10%, , 橡胶粉用量较低,与橡胶沥青( 橡胶粉用量较低,与橡胶沥青(" "湿法 湿法" "生生产)相比粘度较低,胶粉需要进行活化处 产)相比粘度较低,胶粉需要进行活化处 理. 理. 50 50 沥青库混合法 沥青库混合法 ? ? 储存稳定性好 储存稳定性好 ? ? 弹性活化橡胶沥青改性剂能与沥青和其他复合改性剂完全融 弹性活化橡胶沥青改性剂能与沥青和其他复合改性剂完全融 合,形成良好的协同效应 合,形成良好的协同效应 ? ? 弹性性能好 弹性性能好 ? ? 粘附力增强 粘附力增强 ? ? 粘度低,便于施工 粘度低,便于施工 湿法橡胶沥青 湿法橡胶沥青 沥青库混合法 沥青库混合法 51 51 拌拌和和温温度度??当橡胶沥青粘度大于 当橡胶沥青粘度大于2.5Pa 2.5Pa· ·s s时,橡胶沥青的加 时,橡胶沥青的加 热温度应再提高 热温度应再提高5 5~ ~10 10℃ ℃. . 类型 类型 石料加热 石料加热 温度(℃) 温度(℃) 沥青温度 沥青温度 (℃) (℃) 出料温度 出料温度 (℃) (℃) 废弃温 废弃温 度度(℃) (℃) 湿拌 湿拌 法法180 180~ ~200 200 175 175~ ~195 195 >180 >180 210 210 干拌 干拌 法法190 190~ ~210 210 155 155~ ~165 165 >180 >180 210 210 52 52 摊铺、碾压 摊铺、碾压 ? ? 橡胶沥青路面施工的最低气温应不低于 橡胶沥青路面施工的最低气温应不低于 15 15℃ ℃,寒冷季节遇大风降温,不能保证迅 ,寒冷季节遇大风降温,不能保证迅 速压实时不得铺筑橡胶沥青混合料. 速压实时不得铺筑橡胶沥青混合料. ? ? 对高等级道路,橡胶沥青混合料的松铺系 对高等级道路,橡胶沥青混合料的松铺系 数应通过试验路段的试铺、试压确定. 数应通过试验路段的试铺、试压确定. 53 53 ? ? 橡胶沥青混凝土的初压温度一般不宜低于 橡胶沥青混凝土的初压温度一般不宜低于 155 155℃ ℃,复压温度不宜低于 ,复压温度不宜低于135 135℃ ℃,终压的 ,终压的 结束温度不宜低于 结束温度不宜低于90 90℃ ℃.当混合料的摊铺 .当混合料的摊铺 厚度大于 厚度大于80mm 80mm时,初压温度不宜低于 时,初压温度不宜低于150 150℃ ℃. . ? ? 橡胶沥青混合料宜采用重型胶轮压路机初 橡胶沥青混合料宜采用重型胶轮压路机初 压压2 2~ ~3 3遍,提高混合料碾压的密实性. 遍,提高混合料碾压的密实性. 54 54 橡胶沥青具有很多优点,但是如果 配合比设计或者施工控制不好,也易引 起病害! 55 55 密级配的橡胶沥青混凝土还不如普通混凝土 56 56 7、橡胶沥青的工程应用 57 57 桥面防水粘结层 桥面防水粘结层 水泥路面 水泥路面" "白改黑 白改黑" " 抗车辙型沥青混凝土 抗车辙型沥青混凝土 低噪音沥青混凝土 低噪音沥青混凝土 排水沥青混凝土 排水沥青混凝土 …… …… 58 58 2006年上海浦东高科东路橡胶沥青SMA摊铺现场 59 59 橡胶沥青应力吸收层( 橡胶沥青应力吸收层(SAMI SAMI)的应用 )的应用 水泥路面加铺方案对比: ? 传统"5+4"技术方案 ? 橡胶沥青"白+黑"技术方案 60 60 传统 传统" "5+4 5+4" "加罩方案 加罩方案 61 61 传统 传统" "白白+ +黑黑" "道路常见病害 道路常见病害 62 62 " "白白+ +黑黑" "橡胶沥青超薄罩面方案 橡胶沥青超薄罩面方案 63 63 橡胶沥青应力吸收层( 橡胶沥青应力吸收层(SAMI SAMI) ) ? ? 这种由橡胶沥青胶结料、单粒径集料组 这种由橡胶沥青胶结料、单粒径集料组 成的应力吸收薄膜夹层对减缓反射裂缝 成的应力吸收薄膜夹层对减缓反射裂缝 的产生与扩展有明显的效果,可使半刚 的产生与扩展有明显的效果,可使半刚 性基层或旧路面裂缝处相对位移产生的 性基层或旧路面裂缝处相对位移产生的 应力传到罩面层时大为减少,降低应力 应力传到罩面层时大为减少,降低应力 强度因子,从而达到延缓反射裂缝产生 强度因子,从而达到延缓反射裂缝产生 的目的. 的目的. 64 64 橡胶沥青应力吸收层 橡胶沥青应力吸收层 στ στ 橡胶沥 橡胶沥 青应力 青应力 吸收层 吸收层 可改善层间应力状态 可改善层间应力状态 延缓反射裂缝的发生 延缓反射裂缝的发生 避免 避免推移、坑槽现象 推移、坑槽现象的产生 的产生 直接加铺: 直接加铺: 产生反射裂缝 产生反射裂缝 65 65 橡胶沥青应力吸收层( 橡胶沥青应力吸收层(SAMI SAMI)的优点 )的优点 ? ? 防水 防水 ? ? 提高层间粘结力 提高层间粘结力 ? ? 应力吸收 应力吸收 66 66 施工质量控制要点 施工质量控制要点 ? ? ( (1 1)生产设备 )生产设备 ? ? ( (2 2)预拌石料 )预拌石料 ? ? ( (3 3)沥青洒布量 )沥青洒布量 ? ? ( (4 4)碎石撒布 )碎石撒布 ? ? ( (5 5)碾压 )碾压 67 67 ( (1 1)生产设备 )生产设备 ? ? 橡胶沥青应力吸收层 橡胶沥青应力吸收层SAMI SAMI施工需要配备 施工需要配备 专用橡胶沥青的生产设备. 专用橡胶沥青的生产设备. ? ? 施工中采用特殊的沥青撒布车. 施工中采用特殊的沥青撒布车. 68 68 ( (2 2)预拌石料 )预拌石料 ? ? 为保证撒布的石料与橡胶沥青的充分粘 为保证撒布的石料与橡胶沥青的充分粘 结结, ,石料需预先采用热沥青 石料需预先采用热沥青(0.4 (0.4~ ~0.6%) 0.6%) 进行预拌. 进行预拌. ? ? 最低撒布温度不低于 最低撒布温度不低于120 120℃ ℃. . 69 69 ( (3 3)沥青洒布量 )沥青洒布量 ? ? 橡胶沥青用量 橡胶沥青用量2 2~ ~3kg/m 3kg/m2 2 ,沥青洒布量要 ,沥青洒布量要 严格控制,不宜多也不宜少.沥青纵向 严格控制,不宜多也不宜少.沥青纵向 衔接应与已洒布部分重叠 衔接应与已洒布部分重叠10cm 10cm左右. 左右. 70 70 ( (4 4)碎石撒布 )碎石撒布 ? ? 施工过程中,必须保证碎石能铺满,不 施工过程中,必须保证碎石能铺满,不漏漏" "黑黑" "(沥青),不散失为度,对于局 (沥青),不散失为度,对于局 部碎石撒铺量不足的地方,应人工补足, 部碎石撒铺量不足的地方,应人工补足, 碾压后将多余的碎石清扫掉. 碾压后将多余的碎石清扫掉. 71 71 ( (5 5)碾压 )碾压 ? ? 施工中为了确保碾压的温度,要求胶轮 施工中为了确保碾压的温度,要求胶轮 紧随碎石撒布车后面碾压,距离不能超 紧随碎石撒布车后面碾压,距离不能超 过过5 5米米, ,碾压遍数 碾压遍数2 2~3遍为宜. ~3遍为宜. 72 72 注意事项 注意事项 ? ? 施工时,气温和路面温度不易低于 施工时,气温和路面温度不易低于13 13℃ ℃ ? ? 路面应洁净、干燥 路面应洁净、干燥 ? ? 应注意风速,风速应不能影响到工程的施工 应注意风速,风速应不能影响到工程的施工 ? ? 雨天和即将下雨的天气不能进行橡胶沥青碎石 雨天和即将下雨的天气不能进行橡胶沥青碎石 封层的施工 封层的施工 73 73 橡胶沥青应力吸收层的施工工艺和质量控 制是关键 1、橡胶沥青应力吸收层可以遏制、延缓老 路面的反射裂缝. 2、旧路面的处理情况直接影响裂缝反射. 3、施工工艺和细节非常重要,直接影响应 力吸收层作用的发挥. 74 74 本人参编的标准、规范、指南: 本人参编的标准、规范、指南: ? ?《公路沥青路面施工技术规范》 《公路沥青路面施工技术规范》 ? ?《公路沥青和沥青混合料试验规程》 《公路沥青和沥青混合料试验规程》 ? ?《公路工程集料试验规程》 《公路工程集料试验规程》 ? ?《公路路基路面现场测试规程》 《公路路基路面现场测试规程》 ? ?《公路沥青玛碲脂碎石 《公路沥青玛碲脂碎石SMA SMA路面施工技术 路面施工技术 指南》 指南》 75 75 ? ? 道路结构设计方法研究: 道路结构设计方法研究:半刚性基层、柔性路面、组 半刚性基层、柔性路面、组 合式基层、永久性路面、 合式基层、永久性路面、" "白白+ +黑黑" " 、钢桥面铺装、机 、钢桥面铺装、机 场跑道铺装 场跑道铺装…… …… ? ? 道路工程材料性能与应用技术研究: 道路工程材料性能与应用技术研究:SMA SMA、 、OGFC OGFC、 、 ATB ATB、温拌沥青、橡胶沥青、沥青路面再生 、温拌沥青、橡胶沥青、沥青路面再生…… …… ? ? 公路养护技术及材料研究 公路养护技术及材料研究 ? ? 公路工程技术咨询 公路工程技术咨询 ? ? 公路工程检测 公路工程检测 主要研究方向 主要研究方向 76 76 谢谢谢! 谢! 交通运输部科学研究院 交通运输部科学研究院 道路结构与材料研究中心 道路结构与材料研究中心 陈景 陈景 副主任 副主任/ /研究员 研究员 电话: 电话: 135 0124 6685 135 0124 6685 010 010- -5827 5827 8611 8611 电子邮箱: 电子邮箱:cjtransport@163.com cjtransport@163.com
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