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文档简介

CS号

中国标准文献分类号

团体标准

T/CHTSXXXXX-XXXX

橡胶沥青应力吸收层应用技术指南

Technicalguideforapplicationofrubberasphaltstress

absorbinglayer

xxxx-xx-xx发布xxxx-xx-xx实施

中国公路学会发布

1总则

1.0.1为适应普通国省干线公路养护工程的需要,提高公路路况水平,规范橡胶沥青

应力吸收层工程应用,制定本指南。

1.0.2本指南适用于寒区、温区的普通国省干线公路养护中的沥青面层铺装工程,新

建、改扩建工程可参照执行。

1.0.3橡胶沥青应力吸收层主要用于旧沥青混凝土路面上,也可用于旧水泥混凝土路

面、无机结合料稳定类基层之上,然后再其上面直接铺设沥青表面处治或者一定厚度沥青混

凝土面层,形成复合型结构层。

1.0.4橡胶沥青应力吸收层应用技术具有吸收旧路面裂缝应力的作用,延缓旧路面裂

缝反射速度,改善结构层之间的黏结、路面结构防水等功能。

1.0.5本指南规定了橡胶沥青应力吸收层应用技术的材料、结构设计、施工、质量管

理与控制。橡胶沥青应力吸收层为单一粒径结构。

1.0.6除应符合本指南的规定外,尚应符合有关法律法规及国家、行业现行有关标准

的规定。

2术语和符号

2.1术语

2.1.1路用橡胶粉roadrubberpowder

汽车废轮胎经常温粉碎加工,满足道路路用技术要求的,具有一定形状、粒度在30~60

目范围内的路用橡胶粉。

[来源:JT/T797-2019,3.1-3.2,有修改]

2.1.2橡胶沥青rubberizedasphalt

将路用橡胶粉与基质沥青、或其他聚合物改性剂按一定比例混合加工形成的满足相关技

术指标要求的混合物。其中与基质沥青形成的混合物为胶粉沥青,与聚合物改性剂形成的混

合物为聚合物胶粉复合改性沥青。

[来源:JT/T798-2019,3.1,有修改]

2.1.3橡胶沥青应力吸收层asphalt-rubberstressabsorbingmembraneinterlayer

由专用封层车,通过同步施工方法,洒布一定量的橡胶沥青和单一粒径的碎石,经胶轮

压路机碾压而形成的层间结构。

[来源:DB13/T5314-2020,3.1,有修改]

2.2符号

AR——橡胶沥青;

AC——沥青混凝土;

AR-SAMI——橡胶沥青应力吸收层;

3材料

3.1路用橡胶粉

路用橡胶粉的粒度宜在30目-60目范围内,且应满足《路用废胎橡胶粉》JT/T797的相

关要求。

3.1.1物理性能

路用橡胶粉的物理性能指标见表3.1.1。

表3.1.1路用橡胶粉物理性能指标

性能指标筛余物(%)相对密度含水率(%)金属含量(%)纤维含量(%)

指标要求<101.10-1.30<1<0.03<1

检测方法JT/T797

3.1.2化学性能

路用橡胶粉的化学性能指标见表3.1.2。

表3.1.2路用橡胶粉化学性能指标

性能指标灰分(%)溶解度(%)丙酮抽出物(%)炭黑含量(%)橡胶烃含量(%)

指标要求≤8≥16≤16≥28≥42

检测方法JT/T797

3.2沥青

3.2.1基质沥青

基质沥青可选用《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40中A级70号、90号和110号道路

石油沥青,根据气候分区不同可按表3.2.1选用基质沥青。

表3.2.1根据气候分区不同选用的基质沥青技术要求

气候分区寒区温区

可采用的基质沥青110号A级、90号A级90号A级、70号A级

注:气候分区参见《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40)附录A。

条文说明

按《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40)附录A中气候分区特点,寒区主要指1-1、1-2、2-1、2-2、

3-2气候分区;温区指2-3、2-4气候分区。

3.2.2橡胶沥青

橡胶沥青中路用橡胶粉掺量应根据实际技术要求确定,掺量范围为沥青质量的18%-25%

(外掺法)。

条文说明

美国ASTMD6114对橡胶沥青定义:在沥青中掺加不少于沥青胶结料总质量15%的胶粉,并经胶粉颗粒的

溶胀反应加工生产所得的沥青。一定数量的废胎胶粉是橡胶沥青具备相应黏性、高弹性及橡胶沥青混合料

具备良好的高温稳定性、降噪等性能的前提条件,本规范所规定的橡胶沥青废胎胶粉掺量应在上述范围内。

美国标准中的胶粉质量为内掺法,我国采用工程应用中更为方便计算使用的外掺法,计算得最低掺量为

17.6%。

《橡胶沥青路面技术规范》JGT(征求意见稿)中,废胎胶粉目数在30-80目之间,废胎胶粉掺量为沥

青质量的17.6-30%(外掺)。

本标准中,路用橡胶粉目数在30-60目之间,结合工程经验,同时考虑橡胶沥青的黏度、施工温度,最

终确定橡胶粉掺量为沥青质量的18%-25%,采用外掺法。

胶粉沥青技术指标应符合表3.2.2-1的规定。

表3.2.2-1胶粉沥青技术指标

项目寒区温区检测方法

25℃针入度(0.1mm,100g,5s)60-8050-70T0604

软化点(℃)>50>58T0606

延度(5℃,1cm/min)(cm)>10>10T0605

弹性回复(25℃)(%)>50>55T0662

180℃旋转黏度(Pa·s)1.5-3.02.5-3.5T0625

RTFOT,质量变化(%)±1.0±1.0T0610

RTFOT,老化后25℃针入度比(%)≥60≥60T0604

RTFOT,延度(5℃,1cm/min)(cm)≥5≥5T0605

条文说明

胶粉沥青和聚合物胶粉复合改性沥青技术指标主要参考《路用废胎胶粉橡胶沥青》JT/T798-2019中相

关规定。

气候分区参见《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40)附录A。

聚合物胶粉复合改性沥青技术指标符合表3.2.2-2的规定。

表3.2.2-2聚合物胶粉复合改性沥青技术指标

项目技术要求检测方法

25℃针入度(0.1mm,100g,5s)40-60T0604

软化点(℃)>65T0606

延度(5℃,5cm/min)(cm)>20T0605

弹性回复(25℃)(%)>80T0662

135℃旋转黏度(Pa·s)2.0-3.5T0625

离析软化点差(℃)<3T0606

RTFOT,质量变化(%)±1.0T0610

RTFOT,老化后25℃针入度比(%)≥60T0604

RTFOT,延度(5℃,1cm/min)(cm)≥10T0605

条文说明

聚合物胶粉复合改性沥青技术指标要求主要针对采用路用橡胶粉与SBS等材料复合改性加工生产的橡

胶沥青,目前国内多采用工厂化生产,首先将热沥青与胶粉、SBS等改性剂预混后经剪切研磨,并添加稳定

助剂以提高橡胶沥青的存储稳定性。因此,技术指标提出对离析软化点差的要求。

3.3碎石

3.3.1橡胶沥青应力吸收层中碎石应采用质地坚硬、表面粗糙、形状接近立方体的玄

武岩、辉绿岩等,碎石规格及技术要求应符合《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40的规

定。

3.3.2橡胶沥青应力吸收层应采用单一粒径碎石,碎石料需经过筛分,超粒径范围的

石料含量不应超过5%。

条文说明

单一粒径的规格料指集料经过筛分,在相邻筛孔间剩余的质量应占其总质量的95%以上,即保留在上一

档筛孔和通过下一档筛孔的集料质量不应大于总质量5%。

单一粒径的规格料可以直接在集料加工场通过筛孔调整的方式生产,施工单位采购单一粒径规格料;

也可以采用单一粒径筛分机,由施工单位在拌合场对常规集料进行逐级筛分获得。施工准备中,应注意筛

分机的产能应与施工进度相匹配。

3.3.3碎石撒布前需经风干或拌和楼烘干,保证集料干燥无尘;也可进行预裹覆处理,

沥青用量为集料质量的0.4%-0.6%。

4设计

4.1一般规定

4.1.1橡胶沥青应力吸收层结构设计包括碎石粒径与撒布量的确定、橡胶沥青洒布量

的确定,以及结构组合应用推荐。

4.1.2橡胶沥青应力吸收层应采用橡胶沥青施工的单一粒径结构。

4.1.3橡胶沥青应力吸收层中路用橡胶粉、橡胶沥青、碎石等材料性能应满足本指南

规定。

4.2碎石粒径确定

橡胶沥青应力吸收层中碎石粒径大小按沥青混合料类型的不同,分为三种粒径形式,碎

石粒径大小应根据沥青混合料公称最大粒径进行确定。橡胶沥青应力吸收层碎石粒径与沥青

混凝土级配关系见表4.2。

表4.2橡胶沥青应力吸收层碎石粒径与沥青混凝土级配关系

沥青混合料类型沥青混合料公称最大粒径(mm)橡胶沥青应力吸收层碎石粒径(mm)

细粒式9.5或13.24.75-9.5

中粒式16或199.5-13.2

粗粒式19以上13.2-16

注:当沥青混合料公称最大粒径为13.2mm时,橡胶沥青应力吸收层宜取碎石粒径为7-9.5mm。

条文说明

橡胶沥青应力吸收层作为一种功能层与面层结合,理想的结构应为应力吸收层中撒布的碎石与其上加

铺的沥青混凝料级配形成一个多级空间骨架结构,达到密实的状态,使得碎石能与沥青混合料级配相互锁

结、搭接,彼此咬合,产生阻碍层间发生滑移运动的作用,从而增加沥青加铺层与下承层层间的粘结及稳

定能力,这就要求碎石与沥青混合料级配之间要有配伍性。

对于碎石粒径与沥青混合料级配配伍性较好的结构,沥青混合料中集料能够充分填充碎石之间的空隙,

碎石与沥青混合料级配之间的锁结、填充效果越好,所形成的结构骨架就越稳定。如果沥青混合料中的集

料与碎石配伍性较差,粗集料几乎是悬浮于碎石上面,集料与碎石之间填充作用效果较差,几乎没有嵌锁

作用,其形成的结构基本是通过沥青胶结料填充,这种结构就不能形成稳定的骨架结构,这样对层间的稳

定性也不利,在重力或外界水平荷载作用下极易发生层间滑移变形。

通过剪切试验研究表明,橡胶沥青应力吸收层所选用的碎石粒径宜为上层沥青混合料集料公称最大粒

径的约1/2较为合适。

4.3碎石撒布量

碎石撒布量应经现场试铺确定,按碎石覆盖率80%-90%进行控制。不同碎石规格下碎石

撒布参考用量参见表4.3所示。

表4.3不同碎石规格下的碎石及橡胶沥青撒(洒)布参考用量

橡胶沥青应力吸收层碎石粒径(mm)碎石撒布参考用量(kg/m2)橡胶沥青参考洒布量(kg/m2)

4.75-9.58-121.6-2.0

9.5-13.212-142.0-2.4

13.2-1615-172.2-2.6

条文说明

橡胶沥青应力吸收层具有应力吸收和防水双重作用的功能层,不同于普通的黏层、下封层等,其碎石

撒布量应按碎石覆盖率80%-90%进行控制,以铺满、不散失为度,形成相互嵌挤的紧凑结构。

根据橡胶沥青应力吸收层碎石粒径与沥青混凝土级配的关系,对橡胶沥青应力吸收层与沥青面层组成

的复合结构进行剪切试验,通过抗剪强度试验数据分析,同时考虑不同碎石密度大小的影响,最终确定不

同碎石粒径下碎石撒布量的参考范围。对碎石撒布量上限及下限进行覆盖率验证,均在80%-90%之间,故实

际工程应用中,可按碎石覆盖率80%-90%进行控制,即可达到最佳应用效果。

橡胶沥青洒布量按胶轮碾压结束后,橡胶沥青宜被挤压到石料高度的1/2-2/3进行确定。

4.4橡胶沥青洒布量

橡胶沥青洒布量应根据试铺情况确定,按胶轮碾压结束后,橡胶沥青宜被挤压到石料高

度的1/2-2/3,不同碎石规格下橡胶沥青洒布参考用量见表4.3所示。

橡胶沥青洒布量不宜过大或过小,过大易导致面层泛油,同时也会提高面层的层底弯拉

应变;过小碎石不能被粘结牢固,从而可以自由移动,形成一个不稳定的夹层,不仅不能起

到应力吸收的作用,还可能加快面层的破坏。

图4.4橡胶沥青洒布量示意图

4.5结构组合应用

橡胶沥青应力吸收层结构组合类型见表4.5所示。

表4.5橡胶沥青应力吸收层结构组合类型

结构组合类橡胶沥青应力吸收层碎石粒径碎石撒布参考用量橡胶沥青参考洒布量

型(mm)(kg/m2)(kg/m2)

SAMI-Ⅰ4.75-9.58-121.6-2.0

SAMI-Ⅱ9.5-13.212-142.0-2.4

SAMI-Ⅲ13.2-1615-172.2-2.6

注:橡胶沥青应力吸收层碾压厚度应满足:SAMI-Ⅰ不小于0.4cm、SAMI-Ⅱ不小于0.6cm、SAMI-Ⅲ不小

于0.9cm。

4.5.1橡胶沥青应力吸收层结构组合的应用应根据橡胶沥青应力吸收层与其上面铺装

的沥青混合料级配类型进行选择,参见表4.2。

4.5.2当橡胶沥青应力吸收层用于旧路面加铺改造工程时,宜采用橡胶沥青应力吸收

层与沥青混凝土或表处的组合结构形式,橡胶沥青应力吸收层结构组合类型宜选择SAMI-Ⅱ、

SAMI-Ⅲ或SAMI-Ⅰ。当旧路面为水泥路面时,橡胶沥青洒布量宜取参考用量的上限;当旧路

面为沥青路面时,橡胶沥青洒布量宜取参考用量的下限。

4.5.3当橡胶沥青应力吸收层用于无机结合料稳定类基层与沥青面层之间时﹐橡胶沥

青应力吸收层结构组合类型宜选择SAMI-Ⅱ或SAMI-Ⅲ,橡胶沥青洒布量宜取参考用量的上限。

5施工

5.1下承层处治

5.1.1橡胶沥青应力吸收层施工前,应对路面坑槽、裂缝等病害进行修补;当路面病

害出现严重推移、拥包、松散、剥落、车辙等情况时,应进行挖补、补强、铣刨、加固等专

项处理,再进行后续实施。

5.1.2橡胶沥青应力吸收层不应直接铺筑在逐年加铺的软沥青层上,以及原路面黏结

不良、即将脱皮的沥青薄层上,应先将其铲除与整平,再进行后续实施。

5.2橡胶沥青应力吸收层施工

5.2.1施工准备

1橡胶沥青应力吸收层施工应采用专用封层设备,且橡胶沥青洒布和碎石撒布控制系统

稳定可控。

2施工环境气温应大于15℃,雨天、大雾、大风天不应施工。

3橡胶沥青应力吸收层施工前,应确保下承层表面干燥无灰尘,必要时可采用专用的除

尘车或人工除尘机进行清扫。

5.2.2施工工艺

1在正式施工前应进行试验路铺筑,确定橡胶沥青及碎石的用量。

2应根据橡胶沥青的黏度确定洒布温度,宜控制在180℃-200℃。

3未预裹覆碎石撒布前,宜预加热至150℃以上,碎石撒布时温度不宜低于80℃。

4在施工过程中,运载橡胶沥青专用设备的车辆应保持匀速行驶,确保洒(撒)布均匀,

橡胶沥青漏洒处应及时人工补洒,碎石撒布过多或过少处应及时人工处理。

5在沥青洒布过程中应注重横向接头和纵向接头的处理。在横向接头的位置,再次施工

时既要与前次施工紧密衔接,同时也要避免与前次施工断面重叠。可在每次横向接头洒布前

采用油毛毡或铁皮沿接头边缘将已洒铺的路段遮挡覆盖住,然后再进行施工。

6如横向接头或纵向接头位置出现重叠,应在胶轮碾压前,采用人工清理的方法将多余

的碎石清扫干净。

7碎石撒布过程中,应配备1名工人,跟随撒布车,将散落在沥青外边的碎石清扫干净。

8碎石撒布后,应及时用重型胶轮压路机紧跟碾压成型,来回碾压3-5遍,碾压速度控

制在2.0-2.5km/h,碾压过程中不得随意刹车或掉头。

9碾压成型30min后,清除多余的和没有粘结的松散碎石。

10碾压成型后应尽快实施沥青面层的摊铺,其间应临时封闭交通,避免黏结层的二次

污染。

6质量管理与控制

6.1基本要求

6.1.1应对专用撒布设备进行调试、标定,通过试铺计算实际洒(撒)布量,然后通

过调节车载装置直至调到设计洒(撒)布量为止。检查频率为每半天1次。

6.1.2橡胶沥青应力吸收层施工时,材料洒(撒)布设备应保持速度稳定,保证整个

洒(撒)布宽度内材料洒(撒)布均匀。表面应平整,外观均匀一致,与下承层牢固粘结,

不起皮,无松散掉粒。

6.1.3橡胶沥青应力吸收层碎石覆盖率为80%-90%。

6.1.4现场加工的橡胶沥青原则上应在24h内使用完毕。当由于不可抗力,如需临时贮

存时,宜将橡胶沥青的温度降到155℃,并缓慢搅拌,并应在72h内使用完毕,期间只允许有

一次加温过程;使用前应检测橡胶沥青的指标是否满足技术要求,如果不满足要求,则应重

新加工或掺加一定剂量(掺量一般小于10%)的路用橡胶粉重新预混、反应直至满足技术要

求。

6.1.5其他材料与设备检查工作应按照《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40的有关

规定进行。

6.2橡胶沥青应力吸收层质量检查

橡胶沥青应力吸收层施工过程中的质量检查应符合表6.2的规定。

表6.2橡胶沥青应力吸收层施工过程中的质量检查

检查频度及检验评价

项目质量要求或允许偏差试验方法

方法

外表洁净,无浮尘、泥土、树叶等

外观全过程目测

下承层杂物

温度全过程不低于10℃非接触式温度计

外观全过程粒径单一,外表洁净目测

颗粒

每天2-3批次超粒径含量不大于5%T0302

组成

出料逐车按T0981人工检

集料逐车检测评定规定出料温度的-5℃至+15℃之间

温度测

撒布

全过程不低于规定撒布温度的-5℃非接触式温度计

温度

覆盖率逐车评定满铺的80%-90%附录A

洒布

全过程不低于规定洒布温度的-5℃非接触式温度计

沥青温度

洒布量每5000m2一次±0.15kg/m2T0982

外观全过程外表均匀,集料镶嵌紧密目测

接缝全过程顺直、齐平目测

6.3交工验收标准

交工验收标准应符合现行《公路沥青路面施工技术规范》(JTG

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