北京市废胎胶粉沥青及混合料设计施工技术指南(试行)

北京市废胎胶粉沥青及混合料设计施工技术指南(试行)1适用范围本指南适用于北京市行政区域内新建、改扩建、大中修公路工程及市政道路工程的废胎胶粉沥青路面面层、应力吸收层、封层施工，橡胶沥青混合料适用道路等级涵盖高速公路、城市快速路、主干路及以下等级道路，其中间断级配橡胶沥青混合料适用于各等级道路上面层、中面层，连续级配橡胶沥青混合料适用于中面层、下面层，开级配橡胶沥青混合料适用于排水路面上面层，应力吸收层适用于半刚性基层顶面、新旧路面搭接面的反射裂缝防控，封层适用于路面预防性养护及下承层防水保护。2原材料技术要求2.1废胎胶粉路用废胎胶粉应采用常温粉碎或低温粉碎工艺加工的废旧汽车轮胎胶粉，不得掺入再生胶、废塑料等杂质，技术性能应符合《硫化橡胶粉》GB/T19208及本指南要求，核心指标如下：（1）相对密度：1.15~1.30；（2）金属含量：≤0.05%；（3）纤维含量：≤1.0%；（4）水分：≤1.0%；（5）灰分：≤8%；（6）粒度：湿法工艺用胶粉为30~60目，干法工艺用胶粉为20~80目，筛余率符合对应粒度等级要求。胶粉进场应附产品合格证明，储存应采取防雨、防潮、防火措施，远离热源，储存期不得超过6个月。2.2基质沥青应选用符合《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40要求的A级70号道路石油沥青，用于高速公路、城市快速路上面层的基质沥青可选用A级50号道路石油沥青，核心指标如下：（1）针入度（25℃，100g，5s）：70号为60~80（0.1mm），50号为40~60（0.1mm）；（2）软化点：≥46℃；（3）延度（15℃）：≥100cm；（4）蜡含量：≤2.2%；（5）闪点：≥260℃；（6）溶解度：≥99.5%；（7）旋转薄膜烘箱试验残留针入度比：≥61%，残留延度（10℃）≥6cm。2.3集料2.3.1粗集料上面层粗集料应选用玄武岩或安山岩，中下面层可选用石灰岩，技术指标如下：（1）压碎值：上面层≤26%，中下面层≤28%；（2）洛杉矶磨耗损失：上面层≤28%，中下面层≤30%；（3）针片状颗粒含量：≤15%；（4）吸水率：≤2.0%；（5）软石含量：≤3%；（6）磨光值（上面层）：≥42；（7）与沥青粘附性：≥5级，粘附性不足时应掺加0.2%~0.4%沥青质量的耐老化型抗剥落剂。粗集料应分级堆放，不得混料，堆放场地应硬化，采取防雨措施。2.3.2细集料应选用机制砂，不得使用天然砂、石屑，技术指标如下：（1）含泥量：≤3%；（2）砂当量：≥60%；（3）亚甲蓝值：≤25g/kg；（4）棱角性（流动时间）：≥30s。2.3.3矿粉应采用石灰岩磨制的碱性矿粉，不得使用回收粉尘，技术指标如下：（1）亲水系数：≤1.0；（2）含水量：≤1.0%；（3）细度：0.6mm筛通过率100%，0.15mm筛通过率≥90%，0.075mm筛通过率≥75%；（4）无团块、油污等杂质。2.4外加剂外加剂包括抗剥落剂、稳定剂，应符合国家及行业相关标准要求，其中稳定剂用于改善湿法橡胶沥青储存稳定性，可选用聚乙烯类或硫类稳定剂，掺量为沥青质量的0.1%~0.3%，经试验验证满足离析指标要求后方可使用。3废胎胶粉沥青制备工艺废胎胶粉沥青制备分为湿法工艺（预混法）和干法工艺（直投法），高速公路、城市快速路上面层应优先选用湿法工艺。3.1湿法橡胶沥青制备3.1.1制备参数胶粉掺量：外掺法掺量为基质沥青质量的20%~25%，内掺法掺量为基质沥青质量的15%~22%，具体掺量应根据试验确定。基质沥青预先加热至180℃~190℃，加入胶粉及稳定剂后采用高速剪切设备混合，剪切速率为4000~6000r/min，剪切温度控制在185℃~195℃，剪切时间为30~45min；剪切完成后转入发育罐恒温搅拌发育，发育温度为170℃~180℃，发育时间为45~60min，搅拌速率为300~500r/min，发育过程中不得出现胶粉沉降、结团现象。3.1.2技术指标湿法橡胶沥青核心性能应符合以下要求：（1）针入度（25℃）：40~80（0.1mm）；（2）软化点：≥60℃；（3）延度（5℃）：≥10cm；（4）弹性恢复（25℃）：≥60%；（5）布氏粘度（180℃）：1.5~4.0Pa·s；（6）离析软化点差：≤2.5℃；（7）闪点：≥260℃；（8）旋转薄膜烘箱试验残留针入度比≥60%，残留延度（5℃）≥5cm。3.1.3储存要求湿法橡胶沥青应在带低速搅拌功能的保温罐中储存，储存温度为160℃~170℃，搅拌速率为50~100r/min，储存时间不得超过48h，超过储存期的橡胶沥青应重新检测性能，不合格的不得使用。3.2干法工艺胶粉投放要求干法工艺胶粉直接投放至拌和缸，掺量为混合料总质量的1.5%~3.0%，胶粉应预先加热至60℃~80℃，避免与低温集料接触结团，计量误差应控制在±0.3%以内。4橡胶沥青混合料配合比设计配合比设计分为目标配合比设计、生产配合比设计、生产配合比验证三个阶段，应符合《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40相关要求。4.1常用级配类型北京市常用橡胶沥青混合料级配及适用场景如下：（1）间断级配ARAC-13：公称最大粒径13.2mm，适用于各等级道路上面层，级配范围为：16mm筛通过率100%，13.2mm筛90%~100%，9.5mm筛60%~80%，4.75mm筛30%~50%，2.36mm筛18%~28%，1.18mm筛12%~20%，0.6mm筛8%~16%，0.3mm筛6%~12%，0.15mm筛4%~8%，0.075mm筛3%~6%；（2）间断级配ARAC-20：公称最大粒径19mm，适用于各等级道路中面层，级配范围为：26.5mm筛通过率100%，19mm筛90%~100%，16mm筛76%~88%，13.2mm筛62%~76%，9.5mm筛42%~56%，4.75mm筛22%~32%，2.36mm筛14%~22%，0.075mm筛3%~6%；（3）连续级配ARAC-25：公称最大粒径26.5mm，适用于各等级道路下面层，级配范围为：31.5mm筛通过率100%，26.5mm筛90%~100%，19mm筛68%~82%，16mm筛58%~72%，9.5mm筛38%~52%，4.75mm筛20%~30%，2.36mm筛10%~20%，0.075mm筛2%~5%；（4）开级配AROGFC-13：公称最大粒径13.2mm，适用于排水路面上面层，级配范围为：16mm筛通过率100%，13.2mm筛90%~100%，9.5mm筛60%~80%，4.75mm筛12%~18%，2.36mm筛8%~12%，0.075mm筛2%~4%。4.2马歇尔试验技术指标不同类型橡胶沥青混合料马歇尔试验核心指标如下：指标间断级配连续级配开级配击实次数（双面）75次75次50次空隙率（%）3.5~5.53.0~6.018~25矿料间隙率VMA（%）≥17≥14≥28沥青饱和度VFA（%）65~7560~7535~50马歇尔稳定度（kN）≥8.0≥9.0≥5.0流值（mm）2.0~4.02.0~4.0/冻融劈裂强度比TSR（%）≥80≥75≥75动稳定度（次/mm）≥3000≥2800≥4000低温弯曲破坏应变（με）≥2500≥2200≥2000（1）目标配合比设计：根据级配范围优选3组级配，测定不同沥青用量下的马歇尔指标，确定最佳沥青用量，验证水稳定性、高温稳定性、低温抗裂性，满足要求后确定目标级配及目标沥青用量；（2）生产配合比设计：根据目标配合比确定各热料仓的掺配比例，进行马歇尔试验及路用性能验证，确定生产配合比最佳沥青用量；（3）生产配合比验证：采用生产配合比进行试拌、试铺，检测混合料性能及铺筑段的压实度、平整度等指标，符合要求后方可正式施工。5现场施工工艺5.1施工准备（1）下承层验收：下承层表面应平整、密实，无浮尘、油污、松散病害，平整度、压实度、弯沉指标符合设计要求；（2）粘层油撒布：铺筑橡胶沥青混合料前应撒布粘层油，粘层油可选用改性乳化沥青或橡胶沥青，改性乳化沥青用量为0.3~0.5kg/㎡，橡胶沥青用量为0.4~0.6kg/㎡，撒布均匀，无漏撒、堆积现象；（3）应力吸收层施工：半刚性基层顶面、新旧路面搭接面应设置橡胶沥青应力吸收层，橡胶沥青撒布量为1.8~2.2kg/㎡，撒布温度为180℃~190℃，同步撒布10~15mm单粒径玄武岩碎石，撒布量为8~10kg/㎡，覆盖率为60%~70%，采用16t双钢轮压路机静压1遍成型，碾压温度不低于160℃，施工后24h内不得开放交通，铺筑上层混合料前应清除浮动碎石；（4）施工环境要求：施工期间气温不得低于10℃，雨天、路面潮湿时不得施工，冬季施工应采取保温措施，混合料出料温度提高5℃~10℃。5.2混合料拌和应采用配有自动计量系统的间歇式拌和站，计量精度应符合：集料±1.0%、矿粉±0.5%、沥青±0.2%、胶粉±0.3%。（1）拌和温度：湿法工艺集料加热温度为190℃~210℃，橡胶沥青加热温度为170℃~185℃，混合料出料温度为170℃~190℃；干法工艺集料加热温度为200℃~220℃，混合料出料温度为175℃~195℃；出料温度超过200℃的混合料应废弃，不得使用；（2）拌和时间：湿法工艺干拌5~10s，湿拌35~45s，总拌和时间为50~60s；干法工艺胶粉与集料同步投入，干拌15~20s，湿拌35~45s，总拌和时间为60~70s；（3）拌和质量控制：混合料应均匀一致，无花白料、结团、离析现象，每工作日至少进行2次抽提试验、1次马歇尔试验，检测级配、沥青用量、马歇尔指标。5.3混合料运输（1）运输车辆应采用载重≥20t的自卸车，车厢内壁应清理干净，涂抹薄层隔离剂，不得有积水；（2）混合料运输过程中应采用双层篷布覆盖保温，到场温度不得低于165℃，温度不合格的混合料不得使用；（3）运输车辆数量应匹配拌和、摊铺能力，摊铺作业面前应始终保持3~5辆待卸料车，避免停机待料。5.4混合料摊铺（1）采用履带式摊铺机摊铺，摊铺前熨平板应预热至100℃以上，摊铺速度控制在2~3m/min，匀速连续摊铺，不得随意变速或停顿；（2）松铺系数应通过试铺确定，参考值为：间断级配1.15~1.20，连续级配1.20~1.25，开级配1.25~1.30；（3）摊铺温度不得低于160℃，摊铺过程中应随时检查摊铺厚度及平整度，3m直尺平整度偏差不得超过3mm。5.5混合料压实压实作业应遵循“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则，分初压、复压、终压三个阶段进行，不得在未冷却的路面上停放机械设备、散落油污。（1）初压：采用12~16t双钢轮压路机静压1~2遍，碾压速度为2~3km/h，初压温度不低于155℃，碾压过程中不得急刹车、掉头；（2）复压：密级配混合料采用30t以上胶轮压路机碾压3~4遍，碾压速度为3~4km/h，复压温度不低于130℃；开级配混合料采用双钢轮压路机振动碾压2~3遍，振幅0.3~0.5mm，频率30~50Hz；（3）终压：采用双钢轮压路机静压1遍，消除轮迹，终压温度不低于110℃；（4）接缝处理：横向接缝采用平接缝，切割面整齐，涂刷粘层油，摊铺时预热接缝，碾压时先横向碾压再纵向碾压，平整度偏差≤3mm；纵向接缝采用热接缝，梯队摊铺间距控制在10~20m，碾压时跨缝碾压30~50cm，冷接缝应切割后涂刷粘层油，摊铺重叠5~10cm，刮除多余混合料后碾压。5.6开放交通橡胶沥青混合料路面应待表面温度降至50℃以下后方可开放交通，不得提前开放。6施工质量检测与验收6.1原材料检测频率（1）废胎胶粉：每50t检测1次，检测项目为粒度、灰分、金属含量、纤维含量；（2）基质沥青：每200t检测1次全指标；（3）粗集料：每2000t检测1次级配、压碎值、针片状含量、磨光值；（4）细集料：每1000t检测1次级配、含泥量、砂当量；（5）矿粉：每100t检测1次细度、亲水系数；（6）湿法橡胶沥青：每工作日检测2次针入度、软化点、延度、180℃粘度，每3天检测1次弹性恢复、离析软化点差。6.2施工过程检测频率（1）混合料温度：每2h检测1次出料温度、到场温度、摊铺温度、初压温度，每车检测到场温度；（2）混合料性能：每天检测1次马歇尔指标、抽提级配、沥青用量，每3天检测1次冻融劈裂强度比、动稳定度；（3）现场压实度：每200m测1处，上面层压实度≥98%，中下面层≥97%，开级配≥96%；（4）平整度：每200m测10点，3m直尺偏差≤3mm，高速、快速路IRI≤1.2m/km，其他等级道路IRI≤2.0m/km；（5）构造深度：上面层每200m测5处，≥0.55mm；（6）渗水系数：密级配混合料每200m测5处，≤100mL/min，开级配混合料≥3000mL/min；（7）弯沉：每20m测1点，符合设计要求。6.3验收标准所有检测项目合格率≥95%，关键项目（压实度、弯沉、动稳定度、冻融劈裂强度比）合格率100%，外观平整、无裂缝、松散、明显轮迹，接缝平顺为合格。7安全生产与环境保护7.1安全生产（1）拌和站、沥青加热区应设置防火、防爆设施，配备消防器材，严禁明火靠近胶粉、沥青储存区；（2）施工人员