橡胶沥青路面在江苏公路上的应用研究

橡胶沥青路面在江苏公路上的应用研究报告人：曹荣吉副总工，研究员级高工2021年全国高速公路建设技术创新现场交流会橡胶沥青路面在江苏公路上的应用研究1国内外应用现状2

橡胶沥青加工工艺3橡胶沥青应力吸收层AR-SAMI4橡胶沥青断级配混合料AR-AC5橡胶沥青开级配混合料AR-OGFC6橡胶沥青的工程应用橡胶沥青路面在江苏公路上的应用研究1国内外应用现状2

橡胶沥青加工工艺3橡胶沥青应力吸收层AR-SAMI4橡胶沥青断级配混合料AR-AC5橡胶沥青开级配混合料AR-OGFC6橡胶沥青的工程应用废轮胎的现状全世界目前积存废轮胎30亿条，且每年增长10亿条；我国2006年产生废轮胎1.6亿条，预计2021年将达3亿条。废轮胎橡胶资源利用方式比照表刘长，?中国轮胎资源循环利用行业开展及政策导向?美国回收轮胎的市场趋势解决废旧轮胎问题40mm厚橡胶沥青面层每车道公里消耗大约1000个轮胎；橡胶沥青路面的技术优势更强的抗反射裂缝能力减少老化更薄的厚度提高疲劳寿命降低噪声更高的平安性〔更高抗滑性能〕低的维护费用节约自然资源，降低本钱橡胶沥青在国外的应用橡胶沥青在国外已有40年的开展历史，20世纪90年代以来，该技术日趋成熟并得到了日益广泛的应用；美国始于60年代，国家推动，多个州制定了标准，应用橡胶沥青最多南非根本上已经拥有了一整套橡胶沥青相关的技术体系。法国截止到1995年，橡胶沥青开级配路面累积已经摊铺了超过100万平方米。其他国家加拿大、比利时、奥地利、澳大利亚、印度、葡萄牙、西班牙、巴西等。HistorySAMSAMIDENSE-GRADEDHOTMIXOPENGRADEDHOTMIXGAPGRADEDHOTMIX19601970198019902000SerjiAmirkhanian,DirectorofARTSClemsonUniversity-CivilEngineeringDepartment7AsphaltBindersCR-AZ----70-221PG70-22Control2AirBlown3SBSLG4CR-TB5TP6PG70-22+Fibers7PG70-228SBS64-409AirBlown10SBSLG11TP12常规橡胶沥青(TB)SBS改性沥青橡胶沥青ALF试验结果〔2004〕国内橡胶沥青应用情况始于20世纪80年代，早期研究以“干法〞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；近5年来，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。北京公路局?北京市废胎胶粉沥青及混合料设计施工技术指南?2006-12-15天津市建委?天津市废轮胎胶粉改性沥青路面技术规程?2006-2-28江苏省高指?橡胶沥青路面施工指导意见?2006-9-10国内橡胶沥青应用情况截至2021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。应用橡胶沥青技术的省份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、高掺量连续级配〔油石比低〕、开级配细胶粉替代SBS改性剂工厂加工、胶粉用量低、储存稳定(TerminalBlending)江苏省沥青路面技术及开展趋势江苏省高速公路沥青路面技术开展的三个阶段第一阶段〔摸索〕1992~2000，1000km依据标准应对早期损害第二阶段〔开展〕2001~2005，1880kmSMA，Superpave、AC-S……延长寿命，五年不大修第三阶段〔提高〕2006~2021OGFC、AR-AC、PA、CTB舒适、平安、环保，长寿命、十年不大修2005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2021年国际橡胶沥青会议AR2021。江苏省橡胶沥青技术开展历程江苏省橡胶沥青应用研究江苏交科院承担6个研究工程参与工程推广200km申请了1个专利获得RPA支持举办AR2021橡胶沥青路面在江苏公路上的应用研究1国内外应用现状2

橡胶沥青加工工艺3橡胶沥青应力吸收层AR-SAMI4橡胶沥青断级配混合料AR-AC5橡胶沥青开级配混合料AR-OGFC6橡胶沥青的工程应用橡胶沥青制备技术湿拌法高温搅拌+反响现场加工高掺量20%左右粗胶粉采用20目胶粉降低能耗，比40目胶粉本钱降低200~250元/吨。橡胶沥青制备技术橡胶粉

沥青储存罐加热罐高速剪切搅拌送拌合厂反响45~60分钟橡胶沥青添加剂橡胶沥青工艺参数试验研究〔1〕胶粉细度〔2〕胶粉类型〔3〕胶粉掺量〔4〕基质沥青类型原材料基质沥青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。〔1)胶粉细度20目40目60目20目40目60目

货车胶粉橡胶沥青的复数剪切模量小车胶粉橡胶沥青的复数剪切模量振荡板胶结料(2)橡胶粉种类图3动态剪切试验（76℃）的相位角δ图4动态剪切试验（76℃）的复数模量G*振荡板胶结料(2)橡胶粉种类图7橡胶沥青蠕变劲度S图8橡胶沥青疲劳因子(31℃)G*sinδ〔3〕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S12%16%20%24%177℃粘度胶粉掺量,%12161820试验方法177℃粘度,Pa·s1.301.902.008.10ASTMD4402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16～18％左右比较适宜。(4)基质沥青类型的影响基质沥青标号70号90号Superpave胶结料规范要求针入度25℃，,0.1mm28.644.7/软化点，℃72.669.9/弹性恢复25℃，％8991/DSR原样G*/sinδ，kPa76℃10.5647.093≥1.082℃7.6015.262RTFOTG*/sinδ，kPa76℃11.6617.397≥2.282℃8.2465.035PAVG*sinδ，kPa31℃291192≤5000BBR-18℃S，MPa9289S≤300m≥0.1m0.3270.380-24℃S，MPa228196m0.2270.315沥青胶结料性能比照胶结料代码沥青胶结料ASBS改性沥青+湖沥青（75:25）

BSBS改性沥青+岩沥青（85:15）

C70号沥青+湖沥青（75:25）

D70号沥青+岩沥青（85:15）

E50号沥青

F橡胶沥青

胶结料高温性能试验结果评价指标性能排序（由高到低）60℃动力粘度A，B＞F＞D＞C＞EDSR试验复数模量F＞B＞A＞D＞E＞C（64℃）F＞B＞A＞D＞C＞E（70℃，76℃）DSR试验G*/SinδF＞B＞A＞D＞E＞C（64℃）F＞B＞A＞D＞C＞E（70℃，76℃）重复蠕变试验累积应变F、B、A＞D＞C＞E橡胶沥青技术要求项目技术要求试验方法粘度，177℃，Pa·s1.5-4.0T0625－2000针入度，25℃，100g，5s，0.1mm，最小25T0604－2000软化点，℃，最小57T0606－2000弹性恢复，25℃，1h，最小80T0662－2000橡胶沥青路面在江苏公路上的应用研究1国内外应用现状2

橡胶沥青加工工艺3橡胶沥青应力吸收层AR-SAMI4橡胶沥青断级配混合料AR-AC5橡胶沥青开级配混合料AR-OGFC6橡胶沥青的工程应用橡胶沥青应力吸收层AR-SAMI针对路面反射裂缝问题半刚性基层沥青路面水泥混凝土路面沥青加铺层AR-SAMI下承层裂缝不同抗裂措施疲劳试验比照试验温度15℃±1℃控制应变150με，频率10Hz沥青混合料防裂夹层沥青混合料裂缝撒布碎石轮式压路机碾压清扫松散碎石洒布橡胶沥青应力吸收层施工190-200℃紧跟撒布紧跟碾压预裹附前后碎石撒布效果未预裹附碎石的撒布预裹附碎石的撒布

AR-SAMI外观橡胶沥青路面在江苏公路上的应用研究1国内外应用现状2

橡胶沥青加工工艺3橡胶沥青应力吸收层AR-SAMI4橡胶沥青断级配混合料AR-AC5橡胶沥青开级配混合料AR-OGFC6橡胶沥青的工程应用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-AC13S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，提高性能平安性。橡胶粉颗粒断级配集料亚利桑那州德州江苏AR-AC混合料——嵌挤密实AR-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2000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-AC13S0.500.929.171922.54823>2000SMA-13S1.260.6210.692767.53270AK-13S0.930.537.672727.22815约束试件温度应力试验(TSRST)四点梁弯曲疲劳试验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橡胶沥青路面在江苏公路上的应用研究1国内外应用现状2

橡胶沥青加工工艺3橡胶沥青应力吸收层AR-SAMI4橡胶沥青断级配混合料AR-AC5橡胶沥青开级配混合料AR-OGFC6橡胶沥青的工程应用橡胶沥青开级配混合料AR-OGFC橡胶沥青在美国已成为用于OGFC的胶结料之一；价格远低于高粘沥青，可显著降低OGFC的造价。橡胶沥青开级配混合料AR-OGFC13S设计方法马歇尔击实法混合料构成减少细集料用量：减轻OGFC常见的空隙率衰减；高沥青用量：提高耐久性、减少集料飞散和混合料水损害。宁高公路AR-OGFC13试验路2006年10通车2007年9月检测：未见裂缝、坑塘等病害无车辙：噪音:比照路段78.0分贝，试验路73.1分贝改性沥青SMA134cm橡胶沥青AR-OGFC132.5cmAR-SAMI旧沥青路面AC16旧沥青路面AC16比照路段试验路橡胶沥青路面在江苏公路上的应用研究1国内外应用现状2

橡胶沥青加工工艺3橡胶沥青应力吸收