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总则1.1为落实北京市“碳中和、碳达峰”战略目标，促进废旧轮胎资源化利用，规范废胎胶粉沥青及混合料的设计、施工与质量验收，保障路面工程质量，延长路面使用寿命，制定本指南。1.2本指南适用于北京市各等级公路、城市道路的新建、改扩建及养护维修工程，其中废胎胶粉沥青混合料可用于沥青路面下面层、中面层、应力吸收层及封层，特殊情况下需用于上面层时，应经专项技术论证并符合北京市相关路面性能要求。1.3废胎胶粉沥青及混合料的设计与施工除应符合本指南规定外，尚应符合《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40、《城镇道路工程施工与质量验收规范》CJJ1、《废橡胶粉改性沥青》JT/T798等国家、行业及北京市现行相关标准的规定。1.4工程所用废胎胶粉应优先选用北京市本地产生的废旧小汽车、载重卡车轮胎加工产物，鼓励采用常温破碎、脱硫等环保加工工艺，不得使用含有害杂质、老化变质的废胎胶粉。2术语2.1废胎胶粉：以废旧汽车轮胎为原料，经破碎、研磨、除杂等工艺加工制成的橡胶粉末，按粒径分为粗胶粉（0.6mm~1.18mm）、细胶粉（0.3mm~0.6mm）、超细胶粉（<0.3mm），本指南所指胶粉默认采用细度40~80目的细胶粉。2.2湿法废胎胶粉沥青：将废胎胶粉按一定比例投入基质沥青中，在高温条件下经剪切、搅拌、发育制成的改性沥青结合料。2.3干法废胎胶粉沥青混合料：将废胎胶粉作为矿物填料的一部分，直接投入拌和锅与集料、沥青共同拌和制成的沥青混合料，本指南优先推荐湿法工艺。2.4储存稳定性：废胎胶粉沥青在规定的储存温度下静置一定时间后，上下部软化点差、黏度差的控制指标，反映胶粉颗粒的抗离析性能。3原材料技术要求3.1废胎胶粉3.1.1废胎胶粉应由经过质量认证的企业生产，进场时应提供出厂检验报告，每批次质量不超过50t为一个检验批，其技术指标应符合表3.1.1的规定。表3.1.1废胎胶粉技术要求项目技术要求试验方法相对密度（25℃）1.10~1.30GB/T1483金属含量，%≤0.05GB/T1483纤维含量，%≤1.0GB/T1483水分，%≤1.0GB/T1483灰分，%≤8.0GB/T4498.1丙酮抽出物，%≤22.0GB/T3516橡胶烃含量，%≥48.0GB/T1483炭黑含量，%≥28.0GB/T1483筛余量（0.6mm筛），%≤10.0GB/T6003.1筛余量（0.3mm筛），%≤30.0GB/T6003.13.1.3胶粉应储存在通风、干燥的仓库内，避免阳光直射和雨淋，储存期不宜超过6个月，超出储存期的胶粉应重新检验橡胶烃含量、筛余量等指标，合格后方可使用。3.2基质沥青3.2.1湿法工艺用基质沥青应符合《道路石油沥青》NB/SH/T0522中70号A级沥青的技术要求，用于高速公路、城市快速路时应选用90号A级沥青，其关键指标应满足表3.2.1的规定。表3.2.1基质沥青关键技术要求项目70号A级90号A级试验方法针入度（25℃，100g，5s），0.1mm60~8080~100T0604针入度指数PI-1.5~+1.0-1.5~+1.0T0604软化点（环球法），℃≥46≥45T060660℃动力黏度，Pa·s≥180≥160T062010℃延度，cm≥20≥30T0605蜡含量（蒸馏法），%≤2.2≤2.2T0615闪点，℃≥260≥260T06113.3集料3.3.1粗集料应采用玄武岩、辉绿岩或坚固的石灰岩，洁净、干燥、无风化、无杂质，其技术指标应符合表3.3.1的规定。表3.3.1粗集料技术要求项目高速公路、城市快速路其他等级道路试验方法石料压碎值，%≤26≤28T0316洛杉矶磨耗损失，%≤28≤30T0317表观相对密度≥2.60≥2.50T0304吸水率，%≤2.0≤3.0T0304针片状颗粒含量（混合料），%≤15≤20T0312软石含量，%≤3≤5T0320与胶粉沥青的黏附性，级≥5≥4T0616表3.3.2细集料技术要求项目技术要求试验方法表观相对密度≥2.50T0328含泥量（小于0.075mm颗粒含量），%≤3T0333砂当量，%≥60T0334亚甲蓝值，g/kg≤2.5T0349棱角性（流动时间），s≥30T0345表3.3.3矿粉技术要求项目技术要求试验方法表观密度，t/m³≥2.50T0352含水量，%≤1T0103粒度范围<0.6mm，%<0.15mm，%<0.075mm，%10090~10075~100T0351亲水系数<1T0353塑性指数<4T03544.1制备工艺4.1.1废胎胶粉沥青应采用工厂化集中制备，制备设备应包含基质沥青加热系统、胶粉喂料系统、高速剪切系统、搅拌发育系统、温度控制系统及尾气处理系统，尾气排放应符合北京市《大气污染物综合排放标准》DB11/501的要求。4.1.2制备流程如下：1.将基质沥青加热至150℃~160℃，泵入剪切釜内；2.按照设计掺量（湿法胶粉掺量宜为18%~25%，以内掺法计算，即胶粉质量占胶粉与基质沥青总质量的比例）匀速加入废胎胶粉，喂料过程中保持低速搅拌，避免胶粉结块；3.胶粉全部投入后，开启高速剪切设备，剪切温度控制在180℃~190℃，剪切速率不低于4000r/min，剪切时间宜为30min~45min，直至胶粉颗粒充分溶胀、均匀分散；4.剪切完成后将胶粉沥青泵入发育罐，在170℃~180℃条件下低速搅拌发育1h~2h，搅拌速率宜为30r/min~60r/min；5.发育完成后取样检验各项指标，合格后方可使用或储存。4.1.3当需要提高胶粉沥青的储存稳定性时，可掺入不超过沥青总质量2%的稳定剂，稳定剂应选用聚乙烯、丁苯橡胶等环保型材料，不得使用含铅、汞等重金属的助剂。4.2技术要求4.2.1废胎胶粉沥青的技术指标应符合表4.2.1的规定，用于应力吸收层、开级配磨耗层时，其25℃针入度可适当降低，但不应小于30（0.1mm）。表4.2.1废胎胶粉沥青技术要求项目技术要求试验方法针入度（25℃，100g，5s），0.1mm30~60T0604针入度指数PI≥-0.5T0604软化点（环球法），℃≥60T0606延度（5℃，5cm/min），cm≥10T0605弹性恢复（25℃），%≥70T0662黏度（180℃），Pa·s1.0~4.0T0625闪点，℃≥260T0611离析性（48h软化点差），℃≤2.5T0661储存稳定性（7d黏度变化率），%≤10T0625旋转薄膜加热试验（163℃，85min）质量变化，%针入度比（25℃），%延度（5℃），cm≤±1.0≥65≥5T06104.3储存与运输4.3.1废胎胶粉沥青应储存在带加热保温及搅拌装置的专用储罐中，储存温度控制在160℃~170℃，储存期间应保持低速连续搅拌，搅拌速率不低于10r/min，储存时间不宜超过7d。4.3.2运输应采用保温沥青罐车，罐车应具备加热功能，运输过程中温度不得低于160℃，卸料前应检查罐车温度，并取样检测180℃黏度，合格后方可卸料。5废胎胶粉沥青混合料设计5.1混合料类型选择5.1.1废胎胶粉沥青混合料可采用密级配沥青混凝土（AC）、沥青玛蹄脂碎石（SMA）、开级配磨耗层（OGFC）、应力吸收层（SAM）等结构类型，各类型混合料的适用场景应符合表5.1.1的规定。表5.1.1废胎胶粉沥青混合料适用场景混合料类型公称最大粒径，mm适用层位AC-2526.5下面层AC-2019.0中面层、下面层SMA-1313.2中面层、专项论证后的上面层OGFC-1313.2排水路面上面层SAM-109.5应力吸收层、应力吸收中间层5.2配合比设计5.2.1配合比设计应采用马歇尔试验方法，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，SMA、OGFC混合料还应进行谢伦堡析漏试验、肯塔堡飞散试验。5.2.2目标配合比设计步骤：1.矿料级配设计：根据选用的混合料类型，参考表5.2.2的级配范围进行矿料组成设计，密级配混合料的合成级配宜靠近级配范围中值，SMA混合料的4.75mm筛孔通过率宜控制在20%~28%，0.075mm筛孔通过率宜控制在8%~12%。表5.2.2常用废胎胶粉沥青混合料矿料级配范围（方孔筛，%）筛孔尺寸，mmAC-20AC-25SMA-13OGFC-1331.5-90~100--26.590~10075~90--1978~9265~83--1662~8057~7690~10090~10013.250~7245~6570~8560~809.538~5832~5245~6540~604.7524~4618~3820~2810~302.3616~3410~2815~246~181.1810~266~2014~224~150.66~184~1412~183~120.34~122~810~152~80.153~81~59~131~50.0752~61~38~121~43.马歇尔试验：按照击实次数双面各75次成型马歇尔试件，试验温度控制为：拌和温度170℃~180℃，击实温度160℃~170℃，测定试件的毛体积密度、理论最大密度、空隙率、矿料间隙率、沥青饱和度、稳定度、流值等指标，各项体积指标应符合表5.2.3的规定。表5.2.3废胎胶粉沥青混合料马歇尔试验技术要求项目AC类SMA类OGFC类SAM类击实次数，次/面75755075空隙率VV，%3~53~418~254~6矿料间隙率VMA，%≥13（AC-20）≥12（AC-25）≥17≥18≥16沥青饱和度VFA，%65~7575~85-60~70稳定度，kN≥8≥7.5≥5≥6流值，0.1mm20~4020~40-20~50谢伦堡析漏损失，%-≤0.1≤0.3≤0.2肯塔堡飞散损失，%-≤15≤20≤15表5.2.4废胎胶粉沥青混合料路用性能要求项目技术要求试验方法高温稳定性动稳定度（60℃，0.7MPa），次/mm高速公路、城市快速路≥3000其他等级道路≥2000SMA类≥5000T0719低温抗裂性破坏应变（-10℃，10mm/min），με≥3000T0715水稳定性浸水马歇尔残留稳定度，%冻融劈裂强度比TSR，%≥85≥80T0709T0729渗水系数量，mL/minAC类≤120SMA类≤80OGFC类≥3000T07305.2.4生产配合比验证应通过试拌、试铺进行，检测混合料的马歇尔指标、现场压实度、平整度、构造深度等，各项指标合格后方可正式施工。6施工技术要求6.1拌和6.1.1拌和设备应采用间歇式沥青拌和楼，配备自动计量系统、温度控制系统、除尘系统及沥青保温装置，拌和楼的计量精度应满足：集料±0.5%，沥青±0.3%，胶粉±0.2%。6.1.2拌和温度应符合表6.1.2的规定，拌和过程中应逐盘打印拌和数据，包括各矿料用量、沥青用量、拌和温度、拌和时间等，每盘拌和时间宜为60s~75s，其中干拌时间不少于15s，确保胶粉、集料与沥青均匀裹覆，无花白料、无结块。表6.1.2废胎胶粉沥青混合料拌和温度要求工序温度范围，℃矿料加热温度190~200胶粉沥青加热温度170~180混合料出厂温度175~185混合料废弃温度≥1956.1.4每天施工结束后，应清理拌和锅、输送管道内的残留混合料，避免结焦影响后续生产质量。6.2运输6.2.1混合料运输应采用大吨位自卸汽车，车厢应清扫干净，涂刷隔离剂（不得使用柴油类隔离剂），车厢顶部应覆盖保温篷布，运输过程中篷布应严密覆盖，减少温度损失。6.2.2混合料运至摊铺现场的温度不应低于170℃，卸料前应测量车厢中部温度，温度不合格的混合料不得使用。6.2.3连续摊铺过程中，运料车应在摊铺机前10cm~30cm处停住，不得撞击摊铺机，卸料过程中应挂空挡，由摊铺机推动前进。6.3摊铺6.3.1摊铺前应将下承层清扫干净，喷洒黏层油，黏层油宜采用乳化改性沥青，喷洒量为0.3L/m²~0.5L/m²，待黏层油完全破乳后方可摊铺。6.3.2摊铺机应采用带自动找平装置的高性能摊铺机，摊铺前熨平板应预热至100℃以上，摊铺速度应控制为2m/min~3m/min，保持匀速、连续摊铺，不得随意停顿。6.3.3摊铺温度应不低于165℃，松铺系数应根据试铺确定，AC类混合料宜为1.15~1.20，SMA类混合料宜为1.10~1.15，摊铺过程中应随时检查摊铺厚度及平整度，发现离析、波浪、裂缝等问题应及时调整。6.3.4特殊路段（弯道、陡坡、交叉口）摊铺时，应安排专人处理离析区域，及时补撒细混合料，确保摊铺均匀。6.4压实6.4.1应配备足够数量的压实设备，压实工艺应遵循“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则，压实设备组合及参数可参考表6.4.1。表6.4.1压实设备及工艺参数压实阶段设备类型吨位，t碾压速度，km/h碾压遍数碾压温度要求，℃初压双钢轮振动压路机11~132~32≥160复压轮胎压路机26~303~43~4≥140终压双钢轮振动压路机（静压）11~133~42≥1206.4.3SMA类混合料不得采用轮胎压路机碾压，避免沥青胶浆上浮，OGFC类混合料碾压遍数不宜超过5遍，避免空隙率过低影响排水性能。6.4.4压实过程中应安排专人检测温度，记录碾压段长度、碾压遍数，严禁在未冷却的路面上停放压路机、堆放杂物，压路机的喷水装置应采用雾化喷水，喷水量以不粘轮为宜。6.5开放交通6.5.1废胎胶粉沥青混合料路面应待摊铺层完全自然冷却，表面温度低于50℃后方可开放交通，如需提前开放交通，可采用洒水冷却措施。6.5.2开放交通初期，应限制重型车辆通行速度，避免急刹车、急转弯对路面造成损伤。7施工质量验收7.1原材料质量验收7.1.1废胎胶粉、基质沥青、集料、矿粉等原材料进场时应按表7.1.1的频率进行检验，不合格材料不得进场。表7.1.1原材料检验频率材料类型检验批次必检项目废胎胶粉每50t1批橡胶烃含量、筛余量、水分、金属含量基质沥青每100t1批针入度、软化点、延度、60℃动力黏度粗集料每2000m³1批压碎值、级配、含泥量、针片状含量细集料每1000m³1批级配、含泥量、砂当量矿粉每100t1批级配、亲水系数、含水量7.2施工过程质量控制7.2.1拌和过程质量控制指标及检验频率应符合表7.2.1的规定。表7.2.1拌和过程质量控制要求项目检查频率允许偏差矿料级配，0.075mm筛≥2.36mm筛≥4.75mm筛每台班2次±2%±5%±6%沥青用量，%逐盘打印，每台班汇总1次±0.3%混合料出厂温度，℃逐车检测符合6.1.2要求马歇尔稳定度、空隙率每台班2次符合5.2.3要求表7.2.2摊铺压