1、粗胶粉断级配橡胶沥青在公路工程中的应用,吴春颖 博士 主任工程师 高工 江苏交通科学研究院 2011 年 3 月,橡胶沥青分类,材料 工艺 技术 产品,国外的调研,高粘橡胶沥青(Wet Process-High Viscosity）湿拌现场： 需要采用较高的橡胶粉用量 一般在15以上， 且采用粒径较大的胶粉（如20目胶粉） 其粘度较高， 177粘度通常要求在1.5Pas以上 可存储橡胶沥青(Wet Process-No Agitation) 湿拌工厂化： 细橡胶粉并用胶体磨加工， 由于橡胶粉很细，能较好的熔融、分散于沥青中， 可存储一段时间不会发生离析。 可像常用的SBS改性沥青一样厂拌生产，
2、远距离运输施工。 干法胶粉改性沥青 胶粉直接添加到正在搅拌的拌和楼中， 但由于拌和时间较短，较少的反应，胶粉也难以发生充分的熔胀作用。 在国外一般摊铺在路面的中下面层或更低的层位，而较少摊铺在表面层。,橡胶沥青制备技术,湿拌法 高温搅拌+反应 现场加工 高掺量 20%左右 粗胶粉 采用20目胶粉 胶粉选择面宽 降低能耗，比40目胶粉成本降低200250元/吨。,原材料,基质沥青70号道路石油沥青 橡胶粉 常温研磨法生产 类型 货车轮胎胶粉、小汽车轮胎胶粉 细度 20目、40目及60目。,胶粉细度,20目 40目 60目,橡胶粉种类,橡胶粉掺量,不同掺量76复数剪切模量 不同掺量-18蠕变劲度S
3、,12% 16% 20% 24%,177粘度,橡胶沥青的高温性能、低温性能等都随着掺量增加而提高； 综合考虑施工性能，对于研究所用的原材料和工艺条件，橡胶沥青的胶粉掺量以1618左右比较合适。,橡胶沥青： 现场湿拌法 20目橡胶粉 应用范围： 橡胶沥青AR-SAMI 断级配橡胶沥青AR-AC 橡胶沥青AR-OGFC 橡胶沥青桥面防水层 橡胶沥青抗裂层ARCS,橡胶粉技术要求,20目货车轮胎胶粉 密度1.15 0.05 g/cm3 无铁丝或其它杂质 纤维比例应不超过0.5%,橡胶沥青技术要求与胶粉用量设计,橡胶沥青技术要求胶粉用量设计方法 177粘度为设计指标,橡胶沥青制备工艺,加载卸载应变曲线
4、VS累积应变曲线,在相同的加载条件下，橡胶沥青的总变形小、变形回复能力好，残余变形小。 重复蠕变试验评价指标一致表明橡胶沥青的高温性能明显优于SBS改性沥青和基质沥青。,橡胶沥青混合料的发展史,Serji Amirkhanian, Director of ARTS Clemson University - Civil Engineering Department,加州运输部关于厚度减薄的建议,在大量室内试验和项目实践的基础上 (750 个项目) 与普通沥青路面比较厚度减薄超过50% 联邦公路管理局认可,断级配橡胶沥青混合料(AR-AC13S),国外两种断级配橡胶沥青混合料 亚里桑那、加州、佛罗
5、里达州，课题称之为AR-AC13A 减少2.36mm以下的用量，严格控制0.075mm用量； 德州，课题称之为AR-AC13B 按照SMA的思路，增加粗集料用量，2.364.75mm间断，橡胶沥青构成玛蹄脂。,国外两种橡胶沥青混合料对比,嵌挤性能分析,水稳定性对比,水稳定性对比,冻融劈裂试验,高温、低温性能对比,车辙试验结果,低温小梁弯曲试验,两种混合料外观,AR-AC13A外观,AR-AC13B外观,AR-AC13S,课题对断级配橡胶沥青混合料设计进行了不断摸索、总结、调整、优化。 形成了具有特色的橡胶沥青断级配混合料设计体系，称之为AR-AC13S。,AZ,Texas,AR-AC13S,混
6、合料嵌挤密实,江苏省AR-AC13S,江苏省AR-AC13S： 级配更为间断，矿料间隙率VMA更大，为容纳胶粉提供空间； 高油石比，发挥橡胶沥青抗裂性能，提高耐久性； 铺面构造深度更大，提高性能安全性。,AR-AC13S型断级配混合料设计标准,水稳定性,浸水马歇尔试验,冻融劈裂试验,高温性能,车辙动稳定度试验,低温性能,-10小梁弯曲试验,约束试件温度应力试验（TSRST),四点梁弯曲疲劳试验,AR-AC13与SMA13 SPT试验对比,国内橡胶沥青应用情况,截至2008年，江苏、天津、北京、广东、四川、河北、山东、河南、浙江、安徽等10多个省市研究或应用了橡胶沥青技术。,橡胶改性沥青在高速公
7、路上的应用研究； 第一条橡胶沥青试验路G328泰州段维修。,标志工程：沿海高速公路、常武路维修； 完善了AR-AC13S设计方法。,标志工程：2007年宁常高速公路 ； 形成完整技术体系：SAMI、AR-AC13S、AR- OGFC13S、桥面防水粘结层； 2007年，“橡胶沥青应用技术交流会”。,标志工程：宁杭高速公路二期工程； 国际认可：承办2009年国际橡胶沥青会议AR2009。,江苏省橡胶沥青技术发展历程,Asphalt Rubber 2009,国际橡胶沥青大会（AR2009) 2009年11月24日 中国南京,橡胶沥青大使,AR-AC13S设计实例 （宁常高速28km，9200吨橡胶
8、沥青）,AR-AC13S马歇尔试验结果,AR-AC13S性能验证试验结果,AR-AC13施工与过程质量控制,施工工艺：类似于改性沥青SMA，钢轮压实； 质量控制 压实度：马氏98%，理论压实度9296% 渗水系数：80ml/min,4.3湿拌法拌和工艺要求,橡胶沥青加热温度的提高；190-200 拌和楼沥青泵的改善； 拌和时间的延长；外掺剂水泥加入拌和仓后先与矿料干拌10s，再加入橡胶沥青湿拌40s。 拌和温度的提高。165-175 ,碾压工艺要求,为防止橡胶沥青粘结橡胶轮胎，不宜使用胶轮压路机。 AR-AC建议碾压组合：初压：钢轮前静后振2遍；复压：钢轮振动碾压4遍；终压：钢轮静压12遍。,
9、2005年，泰州328省道加铺工程,2006年常州市常武路,2006年沿海高速公路,2006年张家港中华路,2008年 常州S340省道,2006年 泰高高速公路,2007年 宁常高速,2008年 宁杭高速二期,2010 南京绕城高速改扩建,2005年8月通车，进出泰州的重要干线现有路面状况： 未见裂缝、坑塘等病害 车辙深度3.0mm 构造深度0.78mm,泰州328省道加铺工程,AR-AC应用项目,2006年8月通车，常州至武进的干线现有路面状况：未见裂缝、坑塘等病害车辙深度2.3mm,常州常武路,AR-AC应用项目,宁常、沿海高速公路,AR-AC应用项目,2008年，宁杭高速公路二期工程，
10、全线采用橡胶沥青桥面防水层，和橡胶沥青面层AR-AC13。,绕城公路AR-OGFC排水降噪路面试验段,2011年5月 南京绕城高速改扩建,其它应用项目,2005年，广东清远107国道水泥路加铺工程； 2006年，四川宜宾竹海一级路工程； 2006年，山东日照220省道维修； 2006年，广东深圳惠盐高速公路维修； 2007年，河北京承高速公路维修； 2008年，京珠高速公路安新北段； 2008年，安徽黄山景区路罩面； .,2012年ISAP国际论坛,时间、地点：2012年5月23-25日 中国 南京 主 办 单 位：国际沥青路面协会（ISAP）中 国 公 路 学 会江苏省交通运输厅 承 办 单 位：江苏省交通科学研究院东 南 大 学 官 方 网 站：WWW.ISAP,谢谢大家！,
