研究橡胶粉改性沥青在江西高速公路中应用

1、研究橡胶粉改性沥青在江西高速公路中应用一一. .概况概况二、小组简介二、小组简介四四. .设定课题目标设定课题目标在景鹰高速公路铺筑橡胶粉改性沥青上面层试验路，在景鹰高速公路铺筑橡胶粉改性沥青上面层试验路，在各项路用性能指标满足标准要求的前提下到达节约改性在各项路用性能指标满足标准要求的前提下到达节约改性沥青本钱、消耗废旧轮胎的目的。沥青本钱、消耗废旧轮胎的目的。五五. .提出并选择方案提出并选择方案1 1、提出各种方案、提出各种方案由于在江西还未进行橡胶粉改性沥青试验路的铺筑由于在江西还未进行橡胶粉改性沥青试验路的铺筑及相关研究，于是小组针对景鹰高速公路的实际情况，及相关研究，于是小组针对景

2、鹰高速公路的实际情况，提出以下三个方案：提出以下三个方案：方案一：在隧道内铺筑试验路方案一：在隧道内铺筑试验路方案二：在特大桥上铺筑试验路方案二：在特大桥上铺筑试验路方案三：在普通路基上铺筑试验路方案三：在普通路基上铺筑试验路 2 2、各种方案的可行性及评估、各种方案的可行性及评估 我们对三种方案的难易度、代表性、可实施我们对三种方案的难易度、代表性、可实施性及工期影响等方面进行了评估见表性及工期影响等方面进行了评估见表1 1。表表1 1 各种方案的可行性分析及评估表各种方案的可行性分析及评估表表中：表中：5 5分分 3 3分分 1 1分分经过方案的评估打分，方案一综合评分为经过方案的评估打分

3、，方案一综合评分为6 6分；分；方案二综合评分为方案二综合评分为8 8分；分；方案三综合评分为方案三综合评分为2020分。分。确定方案三为实施方案，即在普通路基上铺筑橡胶确定方案三为实施方案，即在普通路基上铺筑橡胶粉改性沥青试验路。粉改性沥青试验路。六、根据方案三制定对策表六、根据方案三制定对策表 小组成员经过进一步的讨论，认为要使橡胶粉改性小组成员经过进一步的讨论，认为要使橡胶粉改性沥青在江西高速公路中的应用，必须研究并掌握橡胶粉沥青在江西高速公路中的应用，必须研究并掌握橡胶粉改性沥青的生产工艺、橡胶粉的掺量、橡胶粉改性沥青改性沥青的生产工艺、橡胶粉的掺量、橡胶粉改性沥青混合料的路用性能。根

4、据以上要素我们制定了对策表混合料的路用性能。根据以上要素我们制定了对策表见表见表2 2。表表2 2 对策表对策表七七. .方案实施过程方案实施过程 实施一实施一 1 1、通过多家比选，最后确定与国内实力较强的北京温格、通过多家比选，最后确定与国内实力较强的北京温格汉氏资源再利用技术和天津海泰环保科技开展展开合作，分汉氏资源再利用技术和天津海泰环保科技开展展开合作，分别负责橡胶粉的生产和橡胶粉改性沥青的生产，确保了胶粉别负责橡胶粉的生产和橡胶粉改性沥青的生产，确保了胶粉的及时供给和胶粉改性沥青的质量。的及时供给和胶粉改性沥青的质量。 2 2、通过试验比照，最终确定的生产工艺是：采用、通过试验比照

5、，最终确定的生产工艺是：采用常温粉碎法粉碎废旧轮胎常温粉碎法粉碎废旧轮胎 将粉碎后废旧轮胎橡胶粉将粉碎后废旧轮胎橡胶粉直接添加到普通道路石油沥青内湿法直接添加到普通道路石油沥青内湿法 180 180下简下简单机械搅拌单机械搅拌6060分钟。分钟。 实施二实施二 我们分别按我们分别按10%10%、18%18%、26%26%的橡胶粉掺量进行了沥青的高温性的橡胶粉掺量进行了沥青的高温性能、低温性能和老化性能试验基质沥青采用设计的壳牌公司能、低温性能和老化性能试验基质沥青采用设计的壳牌公司的的Shell 70#Shell 70#。试验数据见表。试验数据见表3 3：表表3 3 不同掺量的橡胶粉改性沥青性

6、能指标汇总表不同掺量的橡胶粉改性沥青性能指标汇总表试验结果说明：试验结果说明：10%10%和和26%26%的橡胶粉掺量其各项性能指的橡胶粉掺量其各项性能指标虽然都能满足普通沥青的标准要求，但分别有标虽然都能满足普通沥青的标准要求，但分别有1 1项和项和2 2项项指标不符合改性沥青的标准要求，改性效果不明显。指标不符合改性沥青的标准要求，改性效果不明显。18%18%的的掺量各项指标均符合改性沥青的标准要求，且对于沥青的掺量各项指标均符合改性沥青的标准要求，且对于沥青的改性非常明显。首先，能够提高沥青的高温性能，主要表改性非常明显。首先，能够提高沥青的高温性能，主要表现在针入度降低、现在针入度降低

7、、 软化点升高和粘度提高。其次，软化点升高和粘度提高。其次，能够提高沥青的老化性能，表现为能够提高沥青的老化性能，表现为残留针入度比的提高和质量损失的残留针入度比的提高和质量损失的减小。因此确定橡胶粉的掺量为减小。因此确定橡胶粉的掺量为18%18%。 实施三实施三1 1、为了掌握橡胶粉改性沥青混合料的路用性能，、为了掌握橡胶粉改性沥青混合料的路用性能，QCQC小组小组与国内土木工程研究领域处于领先地位的同济大学进行合作，与国内土木工程研究领域处于领先地位的同济大学进行合作，由同济大学负责局部试验研究，确保了试验精度及结果的权由同济大学负责局部试验研究，确保了试验精度及结果的权威性。威性。2 2

8、、橡胶粉改性沥青混合料的路用性能试验研究。、橡胶粉改性沥青混合料的路用性能试验研究。 本次试验进行了本次试验进行了AC-13AC-13细型设计规定混合料设计，细型设计规定混合料设计，并采用并采用SBSSBS改性沥青进行同种级配的混合料设计，以比较橡改性沥青进行同种级配的混合料设计，以比较橡胶粉改性沥青混合料的实际性能，其试验结果见表胶粉改性沥青混合料的实际性能，其试验结果见表4 4、表、表5 5及图及图1 1：表表4 4 混合料高温、低温及抗水损害性能试验混合料高温、低温及抗水损害性能试验表表5 5 橡胶粉改性沥青混合料高度变化橡胶粉改性沥青混合料高度变化 图图1 1 橡胶粉改性混合料高度变化

9、图橡胶粉改性混合料高度变化图 通过车辙试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验，发通过车辙试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验，发现橡胶粉改性沥青混合料的动稳定次数在现橡胶粉改性沥青混合料的动稳定次数在35003500次左右，虽次左右，虽然比然比SBSSBS改性改性 沥青要低，但已到达我国对改沥青要低，但已到达我国对改性沥青动稳定度性沥青动稳定度28002800次以上的次以上的要求，相对于普通基质沥青，要求，相对于普通基质沥青，其性能有了很大提高。橡胶粉其性能有了很大提高。橡胶粉改性沥青混合料的残留稳定度改性沥青混合料的残留稳定度要比要比SBSSBS改性沥青混合料高改性沥青混合料高5%5%左左右，表达

10、了橡胶粉改性沥青较右，表达了橡胶粉改性沥青较好的水稳定性。好的水稳定性。 此外，研究也发现，橡胶粉改性沥青混合料的此外，研究也发现，橡胶粉改性沥青混合料的体积膨胀主要来自于混合料内橡胶粉颗粒的弹性恢体积膨胀主要来自于混合料内橡胶粉颗粒的弹性恢复，从上表可以看到复，从上表可以看到70%70%以上的弹性恢复在以上的弹性恢复在1212小时内小时内就已完成，在就已完成，在3636小时后根本上体积已不再发生变化。小时后根本上体积已不再发生变化。这种弹性恢复的特性能够提供更舒适的驾车环境，这种弹性恢复的特性能够提供更舒适的驾车环境，并在一定程度上减少行驶过程中的噪音。并在一定程度上减少行驶过程中的噪音。

11、实施四实施四QCQC小组在掌握了橡胶粉改性沥青的生产工艺、橡胶粉的小组在掌握了橡胶粉改性沥青的生产工艺、橡胶粉的掺量、橡胶粉改性沥青混合料的路用性能的根底上，现场指掺量、橡胶粉改性沥青混合料的路用性能的根底上，现场指导进行生产配合比，按照生产配合比设计，于导进行生产配合比，按照生产配合比设计，于20072007年年9 9月份月份完成在景鹰高速公路完成在景鹰高速公路K130K130K135K135右幅上面层的橡胶粉改性沥右幅上面层的橡胶粉改性沥青试验路的铺筑。青试验路的铺筑。 1 1、路用性能效果、路用性能效果 我们对试验路现场各项性能进行了检测，并将检测结果进我们对试验路现场各项性能进行了检测

12、，并将检测结果进行了汇总见表行了汇总见表6 6、表、表7 7和图和图2 2。表表6 6 橡胶粉改性沥青路面现场试验汇总表橡胶粉改性沥青路面现场试验汇总表表表7 7 路面噪声测定路面噪声测定图图2 2 路面噪声测定路面噪声测定 试验说明，橡胶粉改性沥青路面外表渗水试验、钻芯试验说明，橡胶粉改性沥青路面外表渗水试验、钻芯试验、面层构造深度试验、面层抗滑性能试验等各项现场试验、面层构造深度试验、面层抗滑性能试验等各项现场试验指标均符合标准要求，合格率达试验指标均符合标准要求，合格率达100%100%，且橡胶改性沥，且橡胶改性沥青对降低行车噪音有一定作用，相对于青对降低行车噪音有一定作用，相对于SBS

13、SBS改改沥青可以降改改沥青可以降低大约低大约4dB4dB。 2 2、经济效益、经济效益 按目前重交沥青、改性沥青和橡胶粉的市场价计算，按目前重交沥青、改性沥青和橡胶粉的市场价计算，我们对橡胶粉改性沥青与我们对橡胶粉改性沥青与SBSSBS改性沥青材料价格进行了比改性沥青材料价格进行了比较，见表较，见表8 8。表表8 8 两种材料价格比较两种材料价格比较 从表中可以看出使用橡胶粉改性沥青混凝土代替从表中可以看出使用橡胶粉改性沥青混凝土代替传统的传统的SBSSBS改性沥青混凝土每吨材料可节约改性沥青混凝土每吨材料可节约654654元，节元，节约比例达约比例达17%17%。按照景鹰高速公路。按照景鹰

14、高速公路4cm4cm壳牌改性沥青上壳牌改性沥青上面层的结构形式及最正确油石比面层的结构形式及最正确油石比5%5%计算，采用橡胶粉计算，采用橡胶粉改性沥青后每公里节约沥青本钱改性沥青后每公里节约沥青本钱7.017.01万元。计算过程万元。计算过程如下：如下：每公里沥青用量每公里沥青用量=(22.510000.04)m32500kg/m3 (0.051.05)=107.14(吨吨)每公里节约沥青本钱每公里节约沥青本钱=107.14654=7.01(万元万元) 3 3、环保效果、环保效果 按实际生产时每吨胶粉消耗按实际生产时每吨胶粉消耗240240条废轮胎的生产消耗量条废轮胎的生产消耗量及及18%1

15、8%的掺量计算，那么每公里还可消耗废轮胎的掺量计算，那么每公里还可消耗废轮胎46294629条。计条。计算过程如下：算过程如下：每公里消耗废轮胎每公里消耗废轮胎=107.14=107.140.180.18240240=4629(=4629(条条) ) 4 4、景鹰高速公、景鹰高速公路通车近路通车近5 5个月，目前个月，目前橡胶粉改性沥青试验橡胶粉改性沥青试验段没有出现一个坑槽、段没有出现一个坑槽、一条裂隙等路面常见一条裂隙等路面常见病害，试验路取得了病害，试验路取得了圆满的成功。圆满的成功。 5 5、通过对橡胶粉改性沥青混合料各项性能的研、通过对橡胶粉改性沥青混合料各项性能的研究及试验路的检测，可以认为橡胶粉改性沥青混合究及试验路的检测，可以认为橡胶粉改性沥青混合料适用于江西这种高温多雨地区高速公路中的路面料适用于江西这种高温多雨地区高速公路中的路面铺筑，且到达了节约改性沥青本钱，消耗废旧轮胎铺筑，且到达了节约改性沥青本钱，消耗废旧轮胎的目标。的目标。 我们已对橡胶改性沥青的生产工艺、混合料设计及施我们已对橡胶改性沥青的生产工艺、混合料设计及施工工艺进行了归纳和整理，并编制成了工工艺进行了归纳和整理，并编制成了? ?橡胶粉改性沥在高橡胶