维他橡胶粉改性沥青路面设计与应用研课件-课件

橡胶粉改性沥青混合料沥沥 青青胶胶 粉粉集集 料料+=橡胶沥青混橡胶沥青混合料合料湿湿 法法干干 法法橡胶粉改性沥青路面优点橡胶粉改性沥青路面优点碳黑：更耐磨，增加磨耗层使用寿命提高沥青路面抗老化性能减少噪声油质橡胶聚合物提高抗疲劳性能模量大，满足承载力时可以减少厚度增加抗裂性增大粘附性，提高水稳定性节约资源、节省投资、降低养护费用1、工艺较为复杂，需要增加搅拌罐和反应罐2、生产中的浓烟和恶臭对环境影响大3、粘度高，施工和易性差，不利摊铺4、对路面路用性能改善大传统湿法橡胶沥青1、工艺与传统（干法、湿法）橡胶沥青基本一致2、生产中有毒气体、浓烟大为减少3、施工和易性好，摊铺与SBS改性沥青基本一致4、化学反应进一步提升了橡胶沥青性能维他橡胶沥青（添加维他连接剂）1、工艺简单2、但是对沥青路用性能改善较小传统干法橡胶沥青橡胶粉和维他联接剂？橡胶粉维他联接剂 TOR沥青结合料研究沥青结合料研究橡胶粉橡胶粉筛孔橡胶粉通过方孔筛的百分率（%）备注2.361.180.60.30.150.0758目16目30目60目100目200目0#10094.853.117.09.21.3粗1#10010096.231.58.20.4中2#10098.598.060.710.70.9细检测项目单位对比胶粉1（0#）试验路胶粉（1#）对比胶粉2（2#）技术要求相对密度/1.2051.1761.1541.05-1.25含水量%0.50.40.81金属含量%0.0200.010.1纤维含量%0.060.010.601灰分含量%0.370.170.208橡胶沥青结合料研究橡胶沥青结合料研究TORTOR是一种白色颗粒，具有双键结构的聚合物，它促成橡胶粉颗粒和沥青经由化学变化合成新分子，它可以与沥青中所含沥青质和石油质的硫交联，也能和橡胶粉面层的硫交联，形成一大片环状和链状聚合物的网状结构 研究方法：湿法维他干法橡胶沥青结合料研究橡胶沥青结合料研究加工时间确定橡胶沥青结合料研究橡胶沥青结合料研究针入度1）受基质沥青（70#沥青）的影响2）相差较小。3）维他橡胶沥青的针入度（平均值43.9）比湿法的要小（平均值54.4），相差10.5。胶结料研究胶结料研究软化点1）比70#沥青的软化点大，但是3种胶粉之间有一定的差别，1#胶粉软化点提高较大；2）掺量越大软化点增加越多，综合来说软化点提高幅度在511。3）维他法软化点比湿法的要大，一般要大24。胶结料研究胶结料研究延度1）掺量大，延度逐渐增大，2）维他法比湿法的小，一般要小20mm，3）橡胶粉越细延度越大 胶结料研究胶结料研究弹性恢复1）胶粉掺量的增大，弹性恢复增加迅速。2）基质沥青对橡胶沥青的弹性恢复影响较小，3）但是橡胶粉的粗细对弹性恢复有较大的影响。橡胶沥青技术指标试验分析粘度1）胶粉增加，橡胶沥青的粘度增大比较显著，呈指数增长。2）橡胶粉越细，粘度越大。橡胶轮胎中，为了提高轮胎的耐磨性能，添加了部分碳黑，而在橡胶粉的加工过程中，这部分碳黑就留在了橡胶粉中2）维他法比湿法的小，一般要小20mm，路面芯样高度及压实度（施工后）橡胶沥青路面结构理论计算分析橡胶改性沥青混合料性能研究中面层使用的是石灰岩集料4、对路面路用性能改善大增大粘附性，提高水稳定性节约资源、节省投资、降低养护费用橡胶改性沥青混合料性能研究2）橡胶粉越细，粘度越大。1）比70#沥青的软化点大，但是3种胶粉之间有一定的差别，1#胶粉软化点提高较大；橡胶沥青混合料的马歇尔空隙率与SBS改性沥青混合料无明显区别试验路段FWD检测数据分析维他干法橡胶沥青混合料要比SBS改性沥青混合料费用低。4cmAR-SUP-13+6cm AR-SUP-20+8cm SUP-25沥青结合料研究橡胶粉橡胶沥青混合料的马歇尔空隙率与SBS改性沥青混合料无明显区别3）橡胶粉越细延度越大橡胶沥青路面结构理论计算分析2）掺量越大软化点增加越多，综合来说软化点提高幅度在511。橡胶改性沥青混合料性能研究橡胶改性沥青混合料性能研究中面层使用的是石灰岩集料上面层4.75mm使用玄武岩集料，4.75mm使用石灰岩集料Sup-13、AC-13（断）两组级配，AR-Sup-13为两种生产工艺（维他干法和传统湿法）；中面层采用AR-Sup-20、SBS-Sup-20两组级配橡胶改性沥青混合料性能研究橡胶改性沥青混合料性能研究研究的级配级配类型级配类型油石比，油石比，%通过率，通过率，%（筛孔尺寸，（筛孔尺寸，mm）26.51913.29.54.752.361.180.60.30.150.075AR-Sup135.15/10095.572.544.728.419.914.210.58.16.2AR-Sup204.7010098.368.558.340.226.118.212.79.26.95.2AR-AC137.5/95.371.129.718.612.99.16.75.23.9橡胶改性沥青混合料性能研究橡胶改性沥青混合料性能研究橡胶沥青混合料的马歇尔空隙率与SBS改性沥青混合料无明显区别体积指标橡胶改性沥青混合料性能研究橡胶改性沥青混合料性能研究胶粉增加，动稳定度增加间断处于中间维他干法略大于传统湿法高温性能指标橡胶改性沥青混合料性能研究橡胶改性沥青混合料性能研究低温性能研究随橡胶粉增加，有所增加间断最好，都满足要求上面层干法略优于湿法橡胶改性沥青混合料性能研究橡胶改性沥青混合料性能研究水稳定性能研究浸水马歇尔橡胶改性沥青混合料性能研究橡胶改性沥青混合料性能研究水稳定性能研究冻融劈裂4与SBS相比相当4满足要求橡胶改性沥青混合料性能研究橡胶改性沥青混合料性能研究疲劳性能研究在相同的应力水平下，橡胶沥青混合料，优于SBS改性沥青混合料 维他橡胶沥青混合料比湿法的抗疲劳性能要好 维他橡胶沥青混合料闷料时间与路用性能的关系维他橡胶沥青混合料闷料时间与路用性能的关系l试验表明，维他橡胶沥青混合料闷料时间越长，则其动稳定度值提高得越明显，而浸水马歇尔残留稳定度和冻融劈裂强度比变化不大，均能满足要求。闷料时间闷料时间残留稳定度残留稳定度S0S0（%）TSRTSR（%）动稳定度（次动稳定度（次/mm/mm）1.5h1.5h87.983.537202.5h2.5h89.584.253503.5h3.5h88.984.963004.5h4.5h89.185.28700试验路铺筑及跟踪观测试验路铺筑及跟踪观测试验路最终确定的方案4种路面结构试验路铺筑及跟踪观测试验路铺筑及跟踪观测目标配合比级配类型级配类型油石比，油石比，%通过率，通过率，%（筛孔尺寸，（筛孔尺寸，mm）26.51913.29.54.752.361.180.60.30.150.075AR-Sup135.15/10095.572.544.728.419.914.210.58.16.2AR-Sup204.7010098.368.558.340.226.118.212.79.26.95.2AR-AC137.5/95.371.129.718.612.99.16.75.23.9试验路施工试验路施工废橡胶粉改性沥青混合料拌制、运输、摊铺、碾压试验路施工试验路施工混合料拌和AR-Sup13试验路效果对于上面层混合料，费用最高的是断级配，其次是湿法橡胶沥青密级配混合料，再次是SBS改性沥青混合料，最后是干法橡胶沥青密级配混合料。弯沉小于SBS改性沥青路面24，这说明在达到相同的使用寿命前提下，可以减薄路面结构的厚度。橡胶改性沥青混合料性能研究通过两次跟踪观测，由于通车时间相对较短，交通量较小，重车比例约占50%。1）胶粉增加，橡胶沥青的粘度增大比较显著，呈指数增长。4、对路面路用性能改善大中面层使用的是石灰岩集料橡胶粉改性沥青路面优点橡胶改性沥青混合料性能研究2）橡胶粉越细，粘度越大。Sup-13、AC-13（断）两组级配，AR-Sup-13为两种生产工艺（维他干法和传统湿法）；中面层采用AR-Sup-20、SBS-Sup-20两组级配中面层沥青混合料施工费用排序橡胶沥青路面结构理论计算分析橡胶沥青技术指标试验分析粘度2）维他法比湿法的小，一般要小20mm，2、生产中的浓烟和恶臭对环境影响大路面芯样高度及压实度（施工后）通过两次跟踪观测，由于通车时间相对较短，交通量较小，重车比例约占50%。试验路段FWD检测数据分析试验路施工试验路施工混合料拌和胶粉的自动添加和称量胶粉的自动添加和称量在正式施工过程中，可以采用边提升边使用的方式，提前提升适量橡胶粉进入称量罐，避免橡胶粉起拱。试验路施工试验路施工混合料拌和保温至少1h试验路施工试验路施工混合料摊铺试验路施工试验路施工混合料碾压可以用胶轮碾压试验路试验路AR-Sup20-D试验路效果试验路试验路AR-Sup20-D试验路效果试验路检测试验路检测试验路检测试验路检测节约资源、节省投资、降低养护费用2）维他法比湿法的小，一般要小20mm，橡胶沥青路面结构理论计算分析4cmAR-SUP-13+6cm AR-SUP-20+8cm SUP-251）掺量大，延度逐渐增大，橡胶粉改性沥青路面优点2、生产中的浓烟和恶臭对环境影响大2）橡胶粉越细，粘度越大。提高沥青路面抗老化性能随橡胶粉增加，有所增加75mm使用石灰岩集料中面层使用的是石灰岩集料橡胶改性沥青混合料性能研究1）胶粉增加，橡胶沥青的粘度增大比较显著，呈指数增长。3分贝，考虑到噪声测试中其他声源的影响，橡胶沥青路面的噪声要比SBS改性沥青路面小34分贝。橡胶沥青路面结构理论计算分析3、粘度高，施工和易性差，不利摊铺提高沥青路面抗老化性能4cmAR-SUP-13+6cm AR-SUP-20+8cm SUP-252）基质沥青对橡胶沥青的弹性恢复影响较小，表4-23 AR-AC13试验路检测试验结果（试验路结束后）试验路检测试验路检测上面层上面层路面芯样高度及压实度（施工后）类型芯样编号芯样高度（mm）芯样密度标准密度理论密度压实度，%毛/马毛/理AR-AC131382.3382.3482.45199.6 95.4 2402.31698.6 94.5 3412.33499.4 95.2 试验路检测试验路检测上面层上面层表4-23 AR-AC13试验路检测试验结果（试验路结束后）桩号芯样编号及位置渗水系数（ml/min）路面磨擦系数（BPN）构造深度（mm）AR-AC13k118+2501距中分带2.3m60820.7k118+3002距中分带8.6m40850.7k118+4203距中分带2.0m33850.8平 均/840.73试验路试验路AR-Sup13试验路效果试验路试验路AR-Sup13试验路效果跟踪观测跟踪观测通过两次跟踪观测，由于通车时间相对较短，交通量较小，重车比例约占50%。路面无开裂、车辙等变形，服务性能良好，表面粗糙度较好，行驶安全性能够得到保证。试验路段试验路段FWD检测数据分析检测数据分析FWD落锤式弯沉仪模拟行车作用的冲击荷载下的弯沉量测，计算机自动采集数据，速度快、精度高。通过测定路面的动态弯沉，来反算路面的回弹模量，特备适用于高速公路路面和机场的弯沉量测和承载能力评定。落锤式弯沉仪是目前国际上最先进的路面强度无破损检测设备之一。试验路段试验路段FWD检测数据分析检测数据分析试验路采用的路面厚度是和其他路段完全相同的，路面的动态模量明显大于原结构采用的SBS改性沥青路面的动态模量.试验路段试验路段FWD检测数据分析检测数据分析弯沉小于SBS改性沥青路面24，这说明在达到相同的使用寿命前提下，可以减薄路面结构的厚度。试验路噪声检测试验路噪声检测原设计橡胶沥青第一次检测车内噪声76.572.5路边噪声84.981.6第二次检测车内噪声74.270.2路边噪声85.281.91、不管是车内还是路边的噪声，SBS改性沥青路面噪声分别比橡胶沥青路面大4.4、3.3、4.0和3.3分贝，考虑到噪声测试中其他声源的影响，橡胶沥青路面的噪声要比SBS改性沥青路面小34分贝。2、维他干法路面没有明显区别，在车上、数据上区别不明显路面色差分析路面色差分析橡胶沥青路段的路面颜色较SBS改性沥青路段黑橡胶轮胎中，为了提高轮胎的耐磨性能，添加了部分碳黑，而在橡胶粉的加工过程中，这部分碳黑就留在了橡胶粉中中面层采用AR-Sup-20、SBS-Sup-20两组级配75mm使用石灰岩集料试验路采用的路面厚度是和其他路段完全相同的，路面的动态模量明显大于原结构采用的SBS改性沥青路面的动态模量.维他干法橡胶沥青混合料要比SBS改性沥青混合料费用低。AR-Sup20-D试验路效果4、化学反应进一步提升了橡胶沥青性能渗水系数（ml/min）试验表明，维他橡胶沥青混合料闷料时间越长，则其动稳定度值提高得越明显，而浸水马歇尔残留稳定度和冻融劈裂强度比变化不大，均能满足要求。AR-Sup20-D试验路效果橡胶沥青混合料的马歇尔空隙率与SBS改性沥青混合料无明显区别橡胶沥青路面结构理论计算分析橡胶沥青混合料的马歇尔空隙率与SBS改性沥青混合料无明显区别橡胶沥青路面结构理论计算分析橡胶沥青路段的路面颜色较SBS改性沥青路段黑橡胶沥青混合料的马歇尔空隙率与SBS改性沥青混合料无明显区别1）胶粉掺量的增大，弹性恢复增加迅速。维他橡胶沥青混合料比湿法的抗疲劳性能要好1、不管是车内还是路边的噪声，SBS改性沥青路面噪声分别比橡胶沥青路面大4.75mm使用玄武岩集料，4.2）橡胶粉越细，粘度越大。1）胶粉掺量的增大，弹性恢复增加迅速。橡胶沥青路面结构理论计算分析橡胶沥青路面结构理论计算分析橡胶粉混合料抗压回弹模量橡胶粉混合料动态模量橡胶沥青路面结构理论计算分析橡胶沥青路面结构理论计算分析有限元分析模型橡胶沥青路面结构理论计算分析橡胶沥青路面结构理论计算分析路表弯沉类 别层次类型LS（0.01mm）结构14cmSUP-13C+6cmSUP-20+8cmSUP-2518.16结构23cmAR-SUP-13+6cmSUP-20+8cm SUP-2518.64结构34cmAR-SUP-13+6cm AR-SUP-20+8cm SUP-2517.83结构43cmAR-SUP-13+5cm AR-SUP-20+8cm SUP-2519.32橡胶沥青路面结构理论计算分析橡胶沥青路面结构理论计算分析拉应力橡胶沥青路面结构理论计算分析橡胶沥青路面结构理论计算分析压应力橡胶沥青路面结构理论计算分析橡胶沥青路面结构理论计算分析小结本章通过室内试验获得了橡胶粉改性沥青混合料的抗压回弹模量等数据，采用ANSYS有限元方法，分析计算了4种路面结构的受力情况，通过对路面结构层路面弯沉，压应力、拉应力随深度的分布等指标的分析得出，使用橡胶粉改性沥青混合料减薄中上面层的设计厚度理论上是可行的。厚度减薄，混合料粒径要和厚度匹配经济技术分析经济技术分析施工成本施工成本对于上面层混合料，费用最高的是断级配，其次是湿法橡胶沥青密级配混合料，再次是SBS改性沥青混合料，最后是干法橡胶沥青密级配混合料。上面层沥青混合料施工费用排序混合料类别AR-Sup13-DAR-Sup13-WAR-AC-13SBS-Sup13每吨价格449.62570.99751.4503.42排序（高低）经济技术分析经济技术分析施工成本施工成本混合料类别AR-Sup20-DSBS-Sup20每吨价格394.36443.77排序（高低）维他干法橡胶沥青混合料要比SBS改性沥青混合料费用低。中面层沥青混合料施工费用排序AR-Sup13路面京沪高速通车一年后车坊连接线通车3年后SBS改性沥青路面裂缝扩展改性沥青路面裂缝扩展干法路面裂缝未扩展 谢谢谢！谢！王捷（研究员）联系方式：