粗膠粉斷級(jí)配橡膠瀝青在公路工程中的應(yīng)用

粗膠粉斷級(jí)配橡膠瀝青在公路工程中的應(yīng)用吳春穎博士主任工程師高工江蘇交通科學(xué)研究院2011年3月橡膠瀝青分類材料工藝技術(shù)產(chǎn)品

橡膠粉（輪胎處理）

濕法

干法

橡膠瀝青橡膠粉改性瀝青混合料

現(xiàn)場(chǎng)混合

麥克唐納法

工廠混合

其他特殊工藝

略大型

普通型

大塊型國(guó)外的調(diào)研高粘橡膠瀝青(WetProcess-HighViscosity）——濕拌現(xiàn)場(chǎng)：需要采用較高的橡膠粉用量一般在15％以上，且采用粒徑較大的膠粉（如20目膠粉）其粘度較高，177℃粘度通常要求在1.5Pa·s以上可存儲(chǔ)橡膠瀝青(WetProcess-NoAgitation)——濕拌工廠化：細(xì)橡膠粉并用膠體磨加工，由于橡膠粉很細(xì)，能較好的熔融、分散于瀝青中，可存儲(chǔ)一段時(shí)間不會(huì)發(fā)生離析?？上癯Ｓ玫腟BS改性瀝青一樣廠拌生產(chǎn)，遠(yuǎn)距離運(yùn)輸施工。干法膠粉改性瀝青膠粉直接添加到正在攪拌的拌和樓中，但由于拌和時(shí)間較短，較少的反應(yīng)，膠粉也難以發(fā)生充分的熔脹作用。在國(guó)外一般攤鋪在路面的中下面層或更低的層位，而較少攤鋪在表面層。

橡膠瀝青制備技術(shù)濕拌法高溫?cái)嚢?反應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)加工高摻量20%左右粗膠粉采用20目膠粉膠粉選擇面寬降低能耗，比40目膠粉成本降低200~250元/噸。原材料基質(zhì)瀝青

70號(hào)道路石油瀝青橡膠粉常溫研磨法生產(chǎn)類型貨車輪胎膠粉、小汽車輪胎膠粉細(xì)度20目、40目及60目。膠粉細(xì)度20目40目60目20目40目60目

貨車膠粉橡膠瀝青的復(fù)數(shù)剪切模量

小車膠粉橡膠瀝青的復(fù)數(shù)剪切模量振蕩板膠結(jié)料橡膠粉種類圖3動(dòng)態(tài)剪切試驗(yàn)（76℃）的相位角δ圖4動(dòng)態(tài)剪切試驗(yàn)（76℃）的復(fù)數(shù)模量G*振蕩板膠結(jié)料橡膠粉摻量

不同摻量76℃復(fù)數(shù)剪切模量不同摻量-18℃蠕變勁度S12%16%20%24%177℃粘度膠粉摻量,%12161820試驗(yàn)方法177℃粘度,Pa·s1.301.902.008.10ASTMD4402橡膠瀝青的高溫性能、低溫性能等都隨著摻量增加而提高；綜合考慮施工性能，對(duì)于研究所用的原材料和工藝條件，橡膠瀝青的膠粉摻量以16～18％左右比較合適。橡膠瀝青：現(xiàn)場(chǎng)濕拌法20目橡膠粉應(yīng)用范圍：橡膠瀝青AR-SAMI斷級(jí)配橡膠瀝青AR-AC橡膠瀝青AR-OGFC橡膠瀝青橋面防水層橡膠瀝青抗裂層ARCS橡膠粉技術(shù)要求20目貨車輪胎膠粉密度1.150.05g/cm3

無(wú)鐵絲或其它雜質(zhì)纖維比例應(yīng)不超過(guò)0.5%篩孔尺寸(mm)通過(guò)率(%)2.001001.1865~1000.6020~1000.300~450.0750~5橡膠瀝青技術(shù)要求與膠粉用量設(shè)計(jì)橡膠瀝青技術(shù)要求膠粉用量設(shè)計(jì)方法177℃粘度為設(shè)計(jì)指標(biāo)項(xiàng)目技術(shù)要求試驗(yàn)方法粘度，177℃，Pa·s1.5-4.0T0625－2000針入度，25℃，100g，5s，0.1mm，最小25T0604－2000軟化點(diǎn)，℃，最小57T0606－2000彈性恢復(fù)，25℃，1h，最小80T0662－2000橡膠瀝青制備工藝橡膠粉基質(zhì)瀝青185~190℃高速攪拌175~180℃反應(yīng)60min泵送至拌和樓或短期存放加載—卸載應(yīng)變曲線VS累積應(yīng)變曲線在相同的加載條件下，橡膠瀝青的總變形小、變形回復(fù)能力好，殘余變形小。重復(fù)蠕變?cè)囼?yàn)評(píng)價(jià)指標(biāo)一致表明橡膠瀝青的高溫性能明顯優(yōu)于SBS改性瀝青和基質(zhì)瀝青。橡膠瀝青混合料的發(fā)展史碎石封層應(yīng)力吸收夾層密級(jí)配混合料開(kāi)級(jí)配混合料斷級(jí)配混合料19601970198019902000SerjiAmirkhanian,DirectorofARTSClemsonUniversity-CivilEngineeringDepartment加州運(yùn)輸部關(guān)于厚度減薄的建議在大量室內(nèi)試驗(yàn)和項(xiàng)目實(shí)踐的基礎(chǔ)上(750個(gè)項(xiàng)目)與普通瀝青路面比較厚度減薄超過(guò)50%聯(lián)邦公路管理局認(rèn)可斷級(jí)配橡膠瀝青混合料(AR-AC13S)國(guó)外兩種斷級(jí)配橡膠瀝青混合料亞里桑那、加州、佛羅里達(dá)州，課題稱之為AR-AC13A減少2.36mm以下的用量，嚴(yán)格控制0.075mm用量；德州，課題稱之為AR-AC13B按照SMA的思路，增加粗集料用量，2.36~4.75mm間斷，橡膠瀝青構(gòu)成瑪蹄脂。國(guó)外兩種橡膠瀝青混合料對(duì)比嵌擠性能分析

混合料類型粗集料松方密度（g/cm3）粗集料合成毛體積密度（g/cm3）VCADRCVCAmixAR-AC13A1.672.83040.9841.65AR-AC13B1.672.82940.9735.76水穩(wěn)定性對(duì)比混合料類型非條件（0.5h）條件(48h)殘留穩(wěn)定度S0(%)要求(%)空隙率(%)馬歇爾穩(wěn)定度(kN)空隙率(%)浸水馬歇爾穩(wěn)定度(kN)AR-AC13A4.87.124.87.2090.3≥855.27.655.06.774.78.595.57.14平均值4.97.795.17.04AR-AC13B3.67.163.86.4390.74.07.153.56.893.87.423.66.38平均值3.87.243.66.57水穩(wěn)定性對(duì)比混合料類型非條件條件TSR(%)要求(%)空隙率(%)劈裂強(qiáng)度(MPa)空隙率(%)劈裂強(qiáng)度(MPa)AR-AC13A6.60.87916.50.623481.1≥806.20.89536.70.66405.90.76826.00.7754平均值6.20.84756.40.6876AR-AC13B5.11.08135.00.932781.74.81.05454.50.79724.71.01105.00.8422平均值4.91.04894.80.8574凍融劈裂試驗(yàn)

高溫丸、低黑溫性習(xí)能對(duì)魚(yú)比車轍試那驗(yàn)結(jié)果混合料類型油石比(%)動(dòng)穩(wěn)定度(次/mm)123平均要求AR-AC13A8.23938315030003363≥3000AR-AC13B8.34200420052504550混合料類型抗彎拉強(qiáng)度(MPa)勁度模量(MPa)破壞應(yīng)變(με)要求(με)AR-AC13A7.8612413.23283≥2000AR-AC13B7.9242341.43400低溫小索梁彎曲既試驗(yàn)兩種敘混合遇料外更觀AR-宰AC1屬3A外觀AR-與AC1斜3B外觀AR沫-A釀C1甜3S課題對(duì)王斷級(jí)配鋼橡膠瀝些青混合兄料設(shè)計(jì)道進(jìn)行了婚不斷摸駝索、總跌結(jié)、調(diào)猜整、優(yōu)研化。形成寶了具斃有特西色的信橡膠粗瀝青貪斷級(jí)洽配混導(dǎo)合料惕設(shè)計(jì)已體系盛，稱娛之為AR-歉AC1恩3S。AZTexasAR-AC13S混合雙料——嵌擠密左實(shí)江蘇省AR-瘡AC1我3S江蘇省AR疏-A提C1科3S：級(jí)配更盲為間斷疲，礦料盞間隙率VM器A更大揚(yáng)，為皮容納播膠粉戶提供注空間錢；高油迷石比陜，發(fā)蝴揮橡白膠瀝奔青抗剝裂性恰能，共提高由耐久釘性；鋪面構(gòu)歌造深度掙更大，蔥提高性感能安全使性。橡膠粉顆粒斷級(jí)配集料AR達(dá)-A遮C1鋤3S型斷級(jí)艱配混合兵料設(shè)計(jì)倡標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)項(xiàng)目技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試驗(yàn)指標(biāo)擊實(shí)次數(shù)（次）兩面各75次穩(wěn)定度（kN）不小于5.0流值（0.1mm）20～50空隙率（%）5.5±1.0瀝青飽和度（%）70～85礦料間隙率VMA(%)不小于19.0性能驗(yàn)證要求浸水殘留穩(wěn)定度（%）不小于85凍融殘留強(qiáng)度比（%）不小于80車轍試驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度（次/mm）不小于3000彎曲破壞應(yīng)變(με)不小于2000水穩(wěn)定潑性混合料類型馬歇爾穩(wěn)定度（kN）浸水馬歇爾穩(wěn)定度（kN）殘留穩(wěn)定度SO（%）要求（%）AR-AC13S8.637.9792.4≥85SMA-13S10.039.2692.3AC-13C13.1511.8289.9混合料類型試件空隙率（%）非條件劈裂強(qiáng)度（MPa）條件劈裂強(qiáng)度（MPa）劈裂強(qiáng)度比（%）要求（%）AR-AC13S6.01.00270.815281.3≥80SMA-13S5.31.02390.828880.9AC-13C6.31.06440.901784.7浸水馬臭歇爾試夢(mèng)驗(yàn)凍融劈飼裂試驗(yàn)高溫前性能混合料類型油石比（%）車轍動(dòng)穩(wěn)定度（次/mm）要求123平均AR-AC138.64846484648464846＞3000SMA-136.17000572752505992AC-13C5.23938370635003715車轍動(dòng)價(jià)穩(wěn)定度齒試驗(yàn)低溫性鐘能-10?！嫘×簭澆鹎囼?yàn)混合料類型最大荷載跨中撓度抗彎拉強(qiáng)度（MPa）勁度模量（MPa）破壞應(yīng)變要求(N)（mm）（με）（με）AR-AC13S0.500.929.171922.54823>2000SMA-13S1.260.6210.692767.53270AK-13S0.930.537.672727.22815約束票試件堡溫度欣應(yīng)力跌試驗(yàn)宣（TSR低ST)四點(diǎn)底梁彎爪曲疲德勞試分驗(yàn)AR-陷AC1偶3與SM沫A1炊3貸S巖PT試驗(yàn)對(duì)拜比注：表示通常的行車荷載作用時(shí)間國(guó)內(nèi)消橡膠奧瀝青怪應(yīng)用叫情況截至200駝8年，帆江蘇兵、天報(bào)津、慚北京難、廣趟東、朽四川膏、河劇北、備山東稍、河身南、頭浙江拉、安濕徽等10多個(gè)項(xiàng)省市郊研究供或應(yīng)緒用了艘橡膠形瀝青患技術(shù)屑。應(yīng)用橡膠瀝青技術(shù)的省份2005開(kāi)始研究2006總結(jié)提高2007技術(shù)成熟2008應(yīng)用推廣《橡膠改促性瀝青母在高速宅公路上筑的應(yīng)用單研究》；第一悄條橡離膠瀝兄青試多驗(yàn)路G32飽8泰州段松維修。標(biāo)志嬌工程棉：沿躬海高祥速公棵路、宮常武兄路維股修；完善懼了AR-攻AC1敬3S設(shè)計(jì)倆方法床。標(biāo)志工鑰程：200問(wèn)7年寧常肢高速公垮路；形成櫻完整緊技術(shù)膜體系塞：SAM雖I、AR勇-A典C1縮慧3S、AR-歐O州GFC溪13S、橋屈面防繡水粘性結(jié)層聯(lián)；20完07年，古“橡內(nèi)膠瀝搬青應(yīng)移用技和術(shù)交痕流會(huì)轎”。標(biāo)志肝工程受：寧友杭高狼速公揀路二森期工烈程；國(guó)際賀認(rèn)可詠：承股辦200饞9年國(guó)團(tuán)際橡見(jiàn)膠瀝蝦青會(huì)螞議AR2喚009。江蘇省傍橡膠瀝回青技術(shù)擱發(fā)展歷啄程Asp四hal胳tR汗ubb繁er爛200面9國(guó)際乓橡膠鴉瀝青軋大會(huì)營(yíng)（AR2嫁009例)20矛09年11月2~4日中國(guó)·南京橡膠寨瀝青截大使AR-我AC1汽3S設(shè)計(jì)壞實(shí)例（寧常躍高速28k蟲(chóng)m，920部0噸橡膠捷瀝青）AR-嗓AC1章3S馬歇把爾試?yán)蓑?yàn)結(jié)已果項(xiàng)目浸水馬歇爾試驗(yàn)S0(%)凍融劈裂試驗(yàn)TSR(%)車轍試驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度（次/mm）低溫小粱試驗(yàn)破壞應(yīng)變（με

）試驗(yàn)指標(biāo)89.888.036722950技術(shù)要求858030002000級(jí)配類型油石比（%）穩(wěn)定度（kN）流值（0.1mm）VMA(%)空隙率（%）VFA(%)毛體積相對(duì)密度AR-AC13S8.48.4522.621.935.6274.352.433要求≥5.020-50≥195.5±170-85/AR孤-A扭C1化3S性能所驗(yàn)證抬試驗(yàn)計(jì)結(jié)果AR-令A(yù)C1岸3施工與環(huán)過(guò)程質(zhì)艦量控制施工檢工藝艷：類沒(méi)似于眾改性濾瀝青SM槍A，鋼網(wǎng)輪壓毒實(shí)；質(zhì)量控境制壓實(shí)押度：臘馬氏98%，理蔥論壓果實(shí)度92揮~9青6%滲水系鴿數(shù)：80m逆l/m盆in4.狹3濕拌肝法拌塵和工殖藝要潮求橡膠瀝甲青加熱兩溫度的異提高；190引-20引0℃拌和樓嫁瀝青泵忍的改善無(wú)；拌和時(shí)韻間的延腔長(zhǎng)；外制摻劑水經(jīng)泥加入現(xiàn)拌和倉(cāng)誤后先與別礦料干蘇拌10互s，再治加入左橡膠煩瀝青撒濕拌40韻s。拌和溫浪度的提碼高。165聽(tīng)-17蔑5℃碾壓工舅藝要求為防止尚橡膠瀝果青粘結(jié)奏橡膠輪耗胎，不革宜使用緊膠輪壓四路機(jī)。AR-期AC建議碾帖壓組合銅：初壓：世鋼輪前荷靜后振2遍；復(fù)壓愈：鋼艘輪振寨動(dòng)碾?yún)^(qū)壓4遍；終壓：番鋼輪靜臣?jí)?～2遍。2005年，泰州328省道加鋪工程2006年常州市常武路2006年沿海高速公路2006年張家港中華路2008年常州S340省道2006年泰高高速公路2007年寧常高速2008年寧杭高速二期2010南京繞城高速改擴(kuò)建200壁5年8月通車梢，進(jìn)出舟泰州的膝重要干栽線現(xiàn)有恩路面堪狀況添：未見(jiàn)享裂縫萄、坑爺塘等澡病害車轍深旋度3.0音mm構(gòu)造馬深度0.7仇8mm泰州32術(shù)8省道加砍鋪工程橡膠瀝青AR-AC134cmAR-SAMI舊水泥路面AR-婚AC應(yīng)用破