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文檔簡介

1、江 蘇 省 交 通 科 學(xué) 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE橡膠瀝青及其工程應(yīng)用技術(shù)橡膠瀝青及其工程應(yīng)用技術(shù)白琦峰白琦峰總經(jīng)理,江蘇燕寧金邦科技發(fā)展公司總經(jīng)理,江蘇燕寧金邦科技發(fā)展公司2010.102010.10上海國際瀝青峰會2江 蘇 省 交 通 科 學(xué) 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE主要內(nèi)容主要內(nèi)容n1 國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀n2 橡膠瀝青斷級配瀝青混合料橡膠瀝青斷級配瀝青混合料AR-ACn3 橡膠瀝青開級配橡膠瀝青開級配AR-OGFCn4 橡膠瀝青應(yīng)力吸收層橡膠

2、瀝青應(yīng)力吸收層SAMIn5 橡膠瀝青橋面防水層橡膠瀝青橋面防水層n6 其他工程技術(shù)其他工程技術(shù)3江 蘇 省 交 通 科 學(xué) 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE我國橡膠瀝青的應(yīng)用區(qū)域n據(jù)不完全統(tǒng)計, 大約 2/3的省份(自治區(qū)、直轄市)嘗試使用或正在使用橡膠瀝青。使用橡膠瀝青的省份(自治區(qū)、直轄市)使用橡膠瀝青的省份(自治區(qū)、直轄市)4江 蘇 省 交 通 科 學(xué) 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE國內(nèi)廢膠粉應(yīng)用路面中的技術(shù)途徑n大顆粒膠粉n替代細集料、冰凍地區(qū)抗滑n粗膠粉粗膠粉n粗

3、膠粉:1030目n現(xiàn)場加工、高摻量nSAMI、斷級配AR-AC、AR-OGFCn細膠粉n細膠粉:4080目n現(xiàn)場加工、高摻量n斷級配(油石比低)、開級配n細膠粉n替代SBS改性劑n工廠化加工、儲存穩(wěn)定(Terminal Blending)5江 蘇 省 交 通 科 學(xué) 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE江蘇省橡膠瀝青應(yīng)用研究n江蘇交科院n承擔8個研究項目n參與項目推廣400kmn獲得RPA支持n舉辦國際橡膠瀝青大會AR20096江 蘇 省 交 通 科 學(xué) 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTI

4、TUTE橡膠改性瀝青在高速公路上的應(yīng)用研究橡膠改性瀝青在高速公路上的應(yīng)用研究;第一條橡膠瀝青試驗路第一條橡膠瀝青試驗路G328G328泰州段維修。泰州段維修。標志工程:沿海高速公路、常武路維修;標志工程:沿海高速公路、常武路維修;完善了完善了AR-AC13SAR-AC13S設(shè)計方法。設(shè)計方法。標志工程:標志工程:20072007年寧常高速公路年寧常高速公路 ;形成完整技術(shù)體系:形成完整技術(shù)體系:SAMISAMI、AR-AC13SAR-AC13S、AR- AR- OGFC13SOGFC13S、橋面防水粘結(jié)層;、橋面防水粘結(jié)層;20072007年,年,“橡膠瀝青應(yīng)用技術(shù)交流會橡膠瀝青應(yīng)用技術(shù)交流會

5、”。標志工程:寧杭高速公路二期工程;標志工程:寧杭高速公路二期工程;國際認可:承辦國際認可:承辦20092009年國際橡膠瀝青會議年國際橡膠瀝青會議AR2009AR2009。江蘇省橡膠瀝青技術(shù)發(fā)展歷程7江 蘇 省 交 通 科 學(xué) 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE斷級配橡膠瀝青混合料AR-ACn評估國外兩種典型斷級配橡膠瀝青混合料n亞里桑那、加州、佛羅里達州n減少減少2.36mm以下的用量,嚴格控制以下的用量,嚴格控制0.075mm用量;用量;n德州n按照按照SMA的思路,增加粗集料用量,的思路,增加粗集料用量,2.364.75mm間斷

6、,橡膠瀝青構(gòu)成間斷,橡膠瀝青構(gòu)成瑪蹄脂?,斕阒江蘇省形成了具有特色的橡膠瀝青斷級配混合料設(shè)計體系,稱之為AR-AC13S8江 蘇 省 交 通 科 學(xué) 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE江蘇省AR-AC13Sn江蘇省AR-AC13S:n級配更為間斷,礦料間隙率VMA更大,為容納膠粉提供空間;n高油石比,發(fā)揮橡膠瀝青抗裂性能,提高耐久性;n鋪面構(gòu)造深度更大,提高性能安全性。橡膠粉顆粒橡膠粉顆粒斷級配集料斷級配集料9江 蘇 省 交 通 科 學(xué) 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE亞利

7、桑那州德州江蘇AR-AC10江 蘇 省 交 通 科 學(xué) 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE混合料嵌擠密實11江 蘇 省 交 通 科 學(xué) 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTEAR-AC13S型斷級配混合料設(shè)計標準型斷級配混合料設(shè)計標準試驗項目技術(shù)標準馬歇爾試驗指標擊實次數(shù)(次)兩面各75次穩(wěn)定度(kN) 不小于5.0流值(0.1mm)2050空隙率(%)5.51.0瀝青飽和度(%)7085礦料間隙率VMA (%) 不小于20.0性能驗證要求浸水殘留穩(wěn)定度(%) 不小于85凍融殘留強度

8、比(%) 不小于80車轍試驗動穩(wěn)定度(次/mm) 不小于3000彎曲破壞應(yīng)變() 不小于200012江 蘇 省 交 通 科 學(xué) 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE性能比較n混合料類型n橡膠瀝青AR-AC13Sn改性瀝青SMA-13n改性瀝青AC-13C13江 蘇 省 交 通 科 學(xué) 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE高溫性能混合料類型油石比(%)車轍動穩(wěn)定度(次/mm)要求123平均AR-AC138.648464846484648463000SMA-136/p>

9、505992AC-13C5.23938370635003715車轍動穩(wěn)定度試驗14江 蘇 省 交 通 科 學(xué) 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE動態(tài)模量n動態(tài)模量主曲線n(參考溫度25度)15江 蘇 省 交 通 科 學(xué) 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE低溫性能n-10小梁彎曲試驗 混合料類型最大荷載跨中撓度抗彎拉強度(MPa)勁度模量(MPa)破壞應(yīng)變要求(N)(mm)()()AR-AC13S0.500.929.171922.548232000SMA-13S1.260.6210

10、.692767.53270AK-13S0.930.537.672727.2281516江 蘇 省 交 通 科 學(xué) 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE約束試件溫度應(yīng)力試驗約束試件溫度應(yīng)力試驗(TSRST)17江 蘇 省 交 通 科 學(xué) 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE水穩(wěn)定性混合料類型試件空隙率(%)馬歇爾穩(wěn)定度(kN)浸水馬歇爾穩(wěn)定度(kN)殘留穩(wěn)定度SO(%)要求(%)AR-AC13S5.48.637.9792.485SMA-13S4.110.039.2692.3AC-13C

11、5.213.1511.8289.9混合料類型試件空隙率(%)非條件劈裂強度(MPa)條件劈裂強度(MPa)劈裂強度比(%)要求(%)AR-AC13S6.01.00270.815281.380SMA-13S5.31.02390.828880.9AC-13C6.31.06440.901784.7浸水馬歇爾試驗凍融劈裂試驗18江 蘇 省 交 通 科 學(xué) 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE四點梁彎曲疲勞試驗19江 蘇 省 交 通 科 學(xué) 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTEAR-AR13S

12、工程特點n1)路面壓實后的現(xiàn)場空隙率小于7%,路面密實不滲水。n2)路面構(gòu)造深度0.81.2mm,均勻粗糙,具有較好的抗滑性能。n3)混合料粒徑相對單一,瀝青用量高,施工中的離析現(xiàn)象少20江 蘇 省 交 通 科 學(xué) 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTEAR-AR13S工程特點n4)施工中增加了橡膠瀝青現(xiàn)場加工環(huán)節(jié),需要增加現(xiàn)場加工設(shè)備;橡膠瀝青粘度大,需對瀝青泵進行改造,以提高泵送能力。n5)施工工藝、施工難度與SMA混合料相似,拌和溫度比常規(guī)改性瀝青混合料高510,路面壓實采用雙鋼輪振動壓路機,為防止粘輪一般不采用膠輪壓路機。n6)在采

13、用相同路面集料的情況下,由于瀝青用量較高,AR-AR13S混合料的造價較SBS改性瀝青SMA-13高約15%,較SBS改性瀝青AC-13C高約30%。21江 蘇 省 交 通 科 學(xué) 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTEAR-AR13S的適用條件nAR-AR13S的使用范圍較廣,在工程造價許可的前提下,且具備施工條件的情況下,可以替代傳統(tǒng)的AC-13混合料或SMA-13混合料,用于新建或改建的工程項目,作為瀝青路面表層。nAR-AR13S的特別適用于舊水泥混凝土路面、舊瀝青路面罩面項目,以提高面層抗反射裂縫能力,或減薄罩面層厚度,或提高路面

14、抗滑性能。22江 蘇 省 交 通 科 學(xué) 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE項目項目檢查頻率檢查頻率質(zhì)量要求質(zhì)量要求或允許差或允許差試驗方法試驗方法壓實度(壓實度(%)每層每層1次次/200m/車道車道不小于不小于98(馬歇爾密(馬歇爾密度),度),9496.5(最(最大理論密度)大理論密度)現(xiàn)場鉆孔試驗(用核子密度儀現(xiàn)場鉆孔試驗(用核子密度儀隨時檢查)隨時檢查)厚 度厚 度 不 超 過不 超 過1次次/200m/車道車道 4mm鉆孔檢查并鋪筑時隨時插入量鉆孔檢查并鋪筑時隨時插入量取,每日用混合料數(shù)量取,每日用混合料數(shù)量校核校核平 整

15、度平 整 度 不 大 于不 大 于每車道連續(xù)檢測每車道連續(xù)檢測0.8mm用連續(xù)式平整度儀檢測用連續(xù)式平整度儀檢測寬度寬度2處處/100m不小于設(shè)計寬不小于設(shè)計寬用尺量用尺量縱斷面高度縱斷面高度3處處/100m15 mm用水準儀或全站儀用水準儀或全站儀橫坡度橫坡度3處處/100m0.3%用水準儀檢測用水準儀檢測中 線 平 面 偏 位中 線 平 面 偏 位 不 大 于不 大 于4點點/200m20mm用經(jīng)緯儀檢測用經(jīng)緯儀檢測滲 水 系 數(shù)滲 水 系 數(shù) 不 大 于不 大 于1次次/200m/車道車道50ml/min改進型滲水儀改進型滲水儀(80%)摩擦系數(shù)摩擦系數(shù)1處處/200m符合設(shè)計要求符合設(shè)

16、計要求擺式儀擺式儀構(gòu)造深度構(gòu)造深度鋪砂法鋪砂法23江 蘇 省 交 通 科 學(xué) 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE橡膠瀝青應(yīng)力吸收層n橡膠瀝青SAMI室內(nèi)試驗n疲勞性能試驗疲勞性能試驗材料材料改性乳化瀝青改性乳化瀝青下封層下封層橡膠瀝青橡膠瀝青SAMI10萬次殘留勁度(萬次殘留勁度(%)55.069.424江 蘇 省 交 通 科 學(xué) 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE剪切強度試驗結(jié)果(50)室內(nèi)成型室內(nèi)成型現(xiàn)場取芯現(xiàn)場取芯抗剪強度(抗剪強度(MPa)0.330.35破壞面在混和料層

17、破壞面在混和料層25江 蘇 省 交 通 科 學(xué) 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE撒布碎石輪式壓路機碾壓清掃松散碎石灑布橡膠瀝青施工工藝流程 190-200緊跟撒布緊跟碾壓26江 蘇 省 交 通 科 學(xué) 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTEAR-SAMI外觀27江 蘇 省 交 通 科 學(xué) 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE未裹附的碎石撒布28江 蘇 省 交 通 科 學(xué) 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION

18、RESEARCH INSTITUTE預(yù)裹附碎石撒布29江 蘇 省 交 通 科 學(xué) 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE碎石預(yù)裹附(瀝青用量0.3%)30江 蘇 省 交 通 科 學(xué) 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE容易出現(xiàn)的質(zhì)量問題n碎石撒布量不均勻31江 蘇 省 交 通 科 學(xué) 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE接縫處理不好32江 蘇 省 交 通 科 學(xué) 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEAR

19、CH INSTITUTE過早開放交通33江 蘇 省 交 通 科 學(xué) 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE開級配橡膠瀝青混合料AR-OGFCn橡膠瀝青60粘度可達到高粘瀝青要求(20000Pas),在美國已成為用于OGFC的膠結(jié)料之一;n價格遠低于高粘瀝青,可顯著降低OGFC的造價。34江 蘇 省 交 通 科 學(xué) 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTEAR-OGFC混合料設(shè)計技術(shù)n國外橡膠瀝青開級配混合料設(shè)計方法n(1) 級配范圍級配范圍下列篩孔(下列篩孔(mm)通過百分率)通過百分率1

20、912.59.54.752.361.180.60.075加州加州1009510078892937718010/03德州德州1009510050800804/04佛羅里達州佛羅里達州 1008510055751525510/24亞歷桑那州亞歷桑那州100100100304548/02.5西班牙西班牙10070100508015301022/6133635江 蘇 省 交 通 科 學(xué) 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE(2)成型方法與設(shè)計標準)成型方法與設(shè)計標準 n亞歷桑那州 n成型方法: 靜壓法。n瀝青用量: 預(yù)估橡膠瀝青用量 AC (0.

21、38W + 8.6)2.6/C AC瀝青用量;瀝青用量; W合成吸水率;合成吸水率; C合成毛體積密度合成毛體積密度n性能驗證 n析漏試驗,要求析漏損失不大于析漏試驗,要求析漏損失不大于0.3%。 36江 蘇 省 交 通 科 學(xué) 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTEn(2)加州n維姆法n包括開級配RAC-O和富瀝青開級配RAC-O-HB。項項 目目技術(shù)要求技術(shù)要求空隙率,空隙率, 18析漏試驗,析漏試驗, 0.337江 蘇 省 交 通 科 學(xué) 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTEn(

22、3)德州n采用50次旋轉(zhuǎn)壓實試驗確定混合料體積指標 項項 目目技術(shù)要求技術(shù)要求析漏試驗,析漏試驗, 0.2壓實度(壓實度(50次),次),7882橡膠粉用量,橡膠粉用量, 15飛散試驗,飛散試驗, 2038江 蘇 省 交 通 科 學(xué) 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE橡膠瀝青橡膠瀝青AR-OGFC13設(shè)計方法設(shè)計方法 n(1)級配范圍)級配范圍 n綜合加州、德州、佛羅里達州和亞歷桑那州級配要求,初步提出橡膠瀝青開級配混合料級配范圍。通過下列篩孔(方孔篩,通過下列篩孔(方孔篩,mm)的質(zhì)量百分率()的質(zhì)量百分率(%)1613.29.54.

23、752.360.075上限1001008030154下限100854530039江 蘇 省 交 通 科 學(xué) 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE(2) 試件成型方法n不同擊實次數(shù)空隙率對比。n75次擊實空隙率與靜壓法相差近1倍;n50次擊實空隙率與靜壓法更為接近。靜壓法靜壓法 (Arizona)雙面擊實雙面擊實50次次雙面擊實雙面擊實75次次密度(密度(g/cm3)空隙率(空隙率(%)密度(密度(g/cm3)空隙率(空隙率(%)密度(密度(g/cm3)空隙率(空隙率(%)1.90724.32.04918.72.20112.340江 蘇 省

24、 交 通 科 學(xué) 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTEn不同擊實方法集料擊碎情況n實次數(shù)由50次增加到75次,9.5mm篩孔通過率增加了5.7%,9.513.2mm之間的集料有15左右被擊碎。41江 蘇 省 交 通 科 學(xué) 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE(3)空隙率要求)空隙率要求n排水性能隨空隙率增加而提高,而力學(xué)性能、水穩(wěn)定性、疲勞性能等則隨空隙率增大而降低。n加州:大于18n德州:1822%n我國部頒規(guī)范:1825。n初步確定AR-OGFC13S的空隙率要求為1825。4

25、2江 蘇 省 交 通 科 學(xué) 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE(4)瀝青用量預(yù)估)瀝青用量預(yù)估n亞里桑那州公式預(yù)估油石比:9.2 %nAC (0.38W + 8.6)2.6/C n按照析漏、飛散試驗確定的油石比范圍為8.9%9.4% n推薦按照亞里桑那州公式進行AR-OGFC瀝青用量預(yù)估43江 蘇 省 交 通 科 學(xué) 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE(5)AR-OGFC13混合料技術(shù)要求混合料技術(shù)要求 試驗項目試驗項目單位單位技術(shù)要求技術(shù)要求馬歇爾試件尺寸馬歇爾試件尺寸mm1

26、01.6mm63.5mm馬歇爾試件擊實次數(shù)馬歇爾試件擊實次數(shù)雙面擊實雙面擊實50次次空隙率空隙率1825析漏損失析漏損失 0.3肯特堡飛散損失肯特堡飛散損失 2044江 蘇 省 交 通 科 學(xué) 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTEn結(jié)合室內(nèi)試驗、江蘇省OGFC應(yīng)用經(jīng)驗和橡膠瀝青性能特點,提出了橡膠瀝青開級配混合料AR-OGFC13S的設(shè)計方法。45江 蘇 省 交 通 科 學(xué) 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTEAR-OGFC13S技術(shù)要求技術(shù)要求 試驗項目試驗項目單位單位技術(shù)要求技術(shù)

27、要求馬歇爾試件尺寸馬歇爾試件尺寸mmmm101.6mm101.6mm63.5mm63.5mm馬歇爾試件擊實次數(shù)馬歇爾試件擊實次數(shù)兩面各擊實兩面各擊實5050次次空隙率空隙率18182525析漏損失析漏損失0.30.3肯特堡飛散損失肯特堡飛散損失202046江 蘇 省 交 通 科 學(xué) 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTEAR-OGFC13S設(shè)計實例(寧高高速)設(shè)計實例(寧高高速)AR-OGFC13S馬歇爾試驗油石比(%)穩(wěn)定度(kN)流值(0.1mm)空隙率(%)VMA(%)VFA(%)毛體積密度(g/cm3)理論密度(g/cm3)8.93.783622.436.236.71.9512.512AR-OGFC13S析漏試驗析漏1(%)析漏2(%)析漏3(%)平均(%)要求(%)0.20.30.30.30.3AR-OGFC13S飛散試驗飛散率1(%)飛散率2(%)飛散率3(%)平均(%)要求(%)14.513.814.514.32047江 蘇 省 交 通 科 學(xué) 研 究 院JIA

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