橡胶沥青及其工程应用技术

江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE橡胶沥青及其工程应用技术白琦峰总经理，江苏燕宁金邦科技发展公司2010.10上海国际沥青峰会2江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE主要内容1国内外应用现状2橡胶沥青断级配沥青混合料AR-AC3橡胶沥青开级配AR-OGFC4橡胶沥青应力吸收层SAMI5橡胶沥青桥面防水层6其他工程技术3江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE我国橡胶沥青的应用区域据不完全统计，大约2/3的省份（自治区、直辖市）尝试使用或正在使用橡胶沥青。使用橡胶沥青的省份（自治区、直辖市）4江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE国内废胶粉应用路面中的技术途径大颗粒胶粉替代细集料、冰冻地区抗滑粗胶粉粗胶粉：10~30目现场加工、高掺量SAMI、断级配AR-AC、AR-OGFC细胶粉细胶粉:40~80目现场加工、高掺量断级配（油石比低）、开级配细胶粉替代SBS改性剂工厂化加工、储存稳定(TerminalBlending)5江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE江苏省橡胶沥青应用研究江苏交科院承担8个研究项目参与项目推广400km获得RPA支持举办国际橡胶沥青大会AR20096江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE2005开始研究2006总结提高2007技术成熟2008应用推广•《橡胶改性沥青在高速公路上的应用研究》；•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7江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE断级配橡胶沥青混合料AR-AC评估国外两种典型断级配橡胶沥青混合料亚里桑那、加州、佛罗里达州减少2.36mm以下的用量，严格控制0.075mm用量；德州按照SMA的思路，增加粗集料用量，2.36~4.75mm间断，橡胶沥青构成玛蹄脂。江苏省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-AC13S8江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE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。橡胶粉颗粒断级配集料9江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE01020304050607080901001613.29.54.752.361.180.60.30.075筛孔尺寸,mm通过量，%TexasAZAR-AC13S亚利桑那州德州江苏AR-AC10江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE混合料——嵌挤密实11江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTEAR-AC13S型断级配混合料设计标准试验项目技术标准马歇尔试验指标击实次数（次）两面各75次稳定度（kN）不小于5.0流值（0.1mm）20～50空隙率（%）5.5±1.0沥青饱和度（%）70～85矿料间隙率VMA(%)不小于20.0性能验证要求浸水残留稳定度（%）不小于85冻融残留强度比（%）不小于80车辙试验动稳定度（次/mm）不小于3000弯曲破坏应变(με)不小于200012江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE性能比较混合料类型橡胶沥青AR-AC13S改性沥青SMA-13改性沥青AC-13C13江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE高温性能混合料类型油石比（%）车辙动稳定度（次/mm）要求123平均AR-AC138.64846484648464846＞3000SMA-136.17000572752505992AC-13C5.23938370635003715车辙动稳定度试验14江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE动态模量1101001000100001E-060.00010.011100100001000000DynamicModulusE*,KPsiReducedTime,SARAC-13S_0KPaSMA-13_0KpaAC-13C_0kpa1101001000100001E-060.00010.011100100001000000DynamicModulusE*,KPsiReducedTime,SARAC-13S_100KPaSMA-13_100KpaAC-13C_100Kpa动态模量主曲线（参考温度25度）1101001000100001E-060.00010.011100100001000000DynamicModulusE*,KPsiReducedTime,SARAC-13S_200KPaSMA-13_200KpaAC-13C_200Kpa15江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE低温性能-10℃小梁弯曲试验混合料类型最大荷载跨中挠度抗弯拉强度（MPa）劲度模量（MPa）破坏应变要求(N)（mm）（με）（με）AR-AC13S0.500.929.171922.548232000SMA-13S1.260.6210.692767.53270AK-13S0.930.537.672727.2281516江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE约束试件温度应力试验(TSRST)-30-25-20-15-10-50AC-13SMA-13AR-AC13S温度，℃050100150200250300350400AC-13SMA-13AR-AC13S断裂应力，KPa17江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE水稳定性混合料类型试件空隙率（%）马歇尔稳定度（kN）浸水马歇尔稳定度（kN）残留稳定度SO（%）要求（%）AR-AC13S5.48.637.9792.4≥85SMA-13S4.110.039.2692.3AC-13C5.213.1511.8289.9混合料类型试件空隙率（%）非条件劈裂强度（MPa）条件劈裂强度（MPa）劈裂强度比（%）要求（%）AR-AC13S6.01.00270.815281.3≥80SMA-13S5.31.02390.828880.9AC-13C6.31.06440.901784.7浸水马歇尔试验冻融劈裂试验18江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE四点梁弯曲疲劳试验沥青混合料疲劳试验（15℃，300με）0100,000200,000300,000AR-AC13AAR-AC13BSMA13SUP13SMA16疲劳寿命，次沥青混合料疲劳试验（15℃，300με）0100,000200,000300,000AR-AC13AAR-AC13BSMA13SUP13SMA16疲劳寿命，次沥青混合料疲劳试验（15℃，300με）0100,000200,000300,000AR-AC13AAR-AC13BSMA13SUP13SMA16疲劳寿命，次沥青混合料疲劳试验（15℃，300με）0100,000200,000300,000AR-AC13AAR-AC13BSMA13SUP13SMA16疲劳寿命，次沥青混合料疲劳试验（15℃，300με）0100,000200,000300,000AR-AC13AAR-AC13BSMA13SUP13SMA16疲劳寿命，次沥青混合料疲劳试验（15℃，300με）0100,000200,000300,000AR-AC13AAR-AC13BSMA13SUP13SMA16疲劳寿命，次沥青混合料疲劳试验（15℃，300με）0100,000200,000300,000AR-AC13AAR-AC13BSMA13SUP13SMA16疲劳寿命，次沥青混合料疲劳试验（15℃，300με）0100,000200,000300,000AR-AC13AAR-AC13BSMA13SUP13SMA16疲劳寿命，次19江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTEAR-AR13S工程特点1）路面压实后的现场空隙率小于7%，路面密实不渗水。2）路面构造深度0.8~1.2mm，均匀粗糙，具有较好的抗滑性能。3）混合料粒径相对单一，沥青用量高，施工中的离析现象少20江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTEAR-AR13S工程特点4）施工中增加了橡胶沥青现场加工环节，需要增加现场加工设备；橡胶沥青粘度大，需对沥青泵进行改造，以提高泵送能力。5）施工工艺、施工难度与SMA混合料相似，拌和温度比常规改性沥青混合料高5~10℃，路面压实采用双钢轮振动压路机，为防止粘轮一般不采用胶轮压路机。6）在采用相同路面集料的情况下，由于沥青用量较高，AR-AR13S混合料的造价较SBS改性沥青SMA-13高约15%，较SBS改性沥青AC-13C高约30%。21江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTEAR-AR13S的适用条件AR-AR13S的使用范围较广，在工程造价许可的前提下，且具备施工条件的情况下，可以替代传统的AC-13混合料或SMA-13混合料，用于新建或改建的工程项目，作为沥青路面表层。AR-AR13S的特别适用于旧水泥混凝土路面、旧沥青路面罩面项目，以提高面层抗反射裂缝能力，或减薄罩面层厚度，或提高路面抗滑性能。22江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE项目检查频率质量要求或允许差试验方法压实度（%）每层1次/200m/车道不小于98（马歇尔密度），94～96.5（最大理论密度）现场钻孔试验（用核子密度仪随时检查）厚度不超过1次/200m/车道4mm钻孔检查并铺筑时随时插入量取，每日用混合料数量校核平整度不大于每车道连续检测0.8mm用连续式平整度仪检测宽度2处/100m不小于设计宽用尺量纵断面高度3处/100m±15mm用水准仪或全站仪横坡度3处/100m±0.3%用水准仪检测中线平面偏位不大于4点/200m20mm用经纬仪检测渗水系数不大于1次/200m/车道50ml/min改进型渗水仪（〉80%）摩擦系数1处/200m符合设计要求摆式仪构造深度铺砂法23江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE橡胶沥青应力吸收层橡胶沥青SAMI室内试验疲劳性能试验材料改性乳化沥青下封层橡胶沥青SAMI10万次残留劲度（%）55.069.424江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESE