维他连接剂橡胶粉改性沥青路面设计与应用.ppt

1、维他连接剂橡胶粉改性沥青路面 设计与应用,东南大学 王捷,GTR/TOR可用于干法或湿法工艺,维他连接剂TOR 德国 EVONIK专利产品 美国UIR INC 公司代理,橡胶粉改性沥青混合料： 可以有两种方式得到： 1、干法，直接将胶粉投入拌缸和集料拌合，再加入沥青得到混合料； 2、湿法，先将胶粉和沥青制成橡胶粉改性沥青， 再拌制成混合料。 性能优良的橡胶粉改性沥青混合料离不开TOR,GTR /TOR - 干法步骤,1. 石料預热至 190 ( 要看石料潮湿程度)。 2. 加入适量 (GTR/TOR), 先干拌 810 秒。 3. 加入沥青（160）, 再拌和 35 - 40秒。 4. 由於增

2、加 橡胶的体积 ( 10% , 15% 或 18% ), 為让胶粉有膨胀空间并满足相同空隙率设计要求,故必須去掉一些細料。用旋转压实仪设计混合料更好。 5. 可以设计连续密级配。 6.另額外要增加沥青用量, 約是30%所添加的橡胶粒质量 7.拌和好的料至開始摊舖, 必須闷料90分钟以上，给足化学反应时间, 才能达到最佳成效。 8.拌和料出厂温度 175180 , 摊铺温度不能低於 160 。 9.碾压可以用胶轮压路机。,GTR /TOR - 湿 法 步 驟,设备要求是: A. 沥青罐要附有加热器及搅拌器。 B. 搅拌时间4-8小时, 根据加热器的热量及搅拌器大小和转速而定(测试粘度,达到要求,

3、即完成湿拌 )。 2. 拌和时, 沥青加热至 180 , 橡胶粒和维他连接剂必须混在一块, 要分批小量缓慢投入沥青罐搅拌。 3. 拌好之料, 可立刻备用。 若因天气影响, 亦可放置 3天再用, 材料品质改变有限,分离现象不明显, 再用时要经过加热及搅拌过程。但建议及时使用。,100 份 GTR,4.5 份 TOR,TOR材 料 特 性,一 . 化 变 性 能 : 双 键 结 构 是 与 沥 青 中 硫 质 及 橡 胶 粉中 的 硫 交 联 , 形 成 大 分 子 聚 合 物 的 网 状 结 构 ，产生化学反应以提高使用性能。 二 . 抗 车 辙 / 抗 裂 缝 三 . 不 易 分 离 : 混

4、合 料 可 储 存 数 日 后 使 用 , 亦 可 经 长 途 运 输 , 未 有 分 离 现 象 。,VESTENAMER a Dispergant Agent,carbon black,Rubber sample 50 (mikron)electron microscopy by Dr. P. Albers, Degussa AG, Jan. 2006,More homogeneous distribution of carbon black,No VESTENAMER,VESTENAMER applied,VESTENAMER and GTR and the Playground in

5、ASPHALT,Maltenes (liquid phase),Asphaltenes(solid micelle with resin cover),Parafins,S,S,S,S,S,S,S,Sulfur,Parafin Nest!Critical Bonding,S,Bitumen/Liquid Asphalt,schematic,VESTENAMER and GTR and the Playground in ASPHALT,Maltenes (liquid phase),Asphaltenes(solid micelle with resin cover),Parafins,S,S

6、,S,S,S,S,Sulfur,S,S,S,S,VESTENAMER / GTR Reaction time Viscosity curve (WET),Curve flattens after 60 min.,Time (minutes)时间(分钟),Reaction complete after 90-120 minutes,Reaction Time,（粘度）,GTR/TOR 更好的路用性能,May, 2006 placed 200017% GTR no TOR cracking,May, 2006 placed 199917% GTR and 4% TOR,VESTENAMER mak

7、es the differenceRoute 12, Grey County - Canada,GTR/TOR,GTR,VESTENAMER makes the differenceRoma Street, Phoenix AZ, 2006 (placed 2000),100 yards,2.5cm 橡胶粉改性HMA 1年后,5 年后,10 年后,VESTENAMER makes the differenceRutting resistance - Dynamic Shear Rheometer,VESTENAMER/GTR,GTR,German Spec.,維他連接劑,复数模量,时间(小时）

8、,维他连接剂,一 、解 决 橡 胶 沥 青 施 工 困 难，提高施工和易性 二 、环保特性 三 、全 世 界 已 有 160项 路 段 完 工 四、 使 用 范 围 广 : 高 速 , 城 市 , 乡 镇 五 、组 成 : 沥 青 + GTR + TOR,TOR 提高施工和易性,Herzlia-Allee, Marl (Germany),环保特性,少烟雾、少气味 路面排水污染少,VESTENAMER / GTR emission test,VESTENAMERGTR,试验路方案,实例,试验路方案,普通沥青：壳牌70号石油沥青 集料：上面层4.75mm玄武岩，4.75mm石灰岩 中面层石灰岩 填

9、料：矿粉，普通硅酸盐水泥（42.5） 外掺剂：干法维他连接剂TOR 橡胶粉,研究内容橡胶粉,试验路使用的胶结料,针入度,干法橡胶沥青的针入度（平均值43.9）比湿法的要小（平均值54.4，干法橡胶沥青更硬。,试验路使用的胶结料,软化点,1）比70#沥青的软化点大，但是2种胶粉之间有一定的差别，0#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在511。 3）干法软化点比湿法的要大。,试验路使用的胶结料,延度,1）掺量大，延度逐渐增大 2）橡胶粉越细延度越大,试验路使用的胶结料,粘度,1）随着橡胶粉掺量的增加，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

10、。,试验路使用的胶结料,弹性恢复,1）胶粉掺量的增大，弹性恢复增加迅速。 2）橡胶粉的粗细对弹性恢复有较大的影响。,试验路方案,目标配合比,经济技术分析,从经济方面分析，可分为3个层次： 一是单纯从材料成本测算，分析混合料的单价； 二是发挥橡胶沥青及混合料特点（延长使用年限、减薄厚度） ，结合路面结构设计，测算整体路面的建设成本； 三是经过多年的使用，考虑建设成本、运营成本和养护成本进行全寿命的技术经济比较（LCCP）。,经济技术分析,上面层AR-Sup13与SBS- Sup13混合料比较,试验路方案,根据橡胶沥青的技术要求以及混合料的单价，考虑采用的橡胶粉添加量为： 干法橡胶粉掺量为：15%

11、； 湿法橡胶粉掺量为：18%。,橡胶沥青混合料性能指标汇总,施工指导意见,主要内容： 级配设计范围 材料 配合比设计 施工准备 施工（拌和、运输、摊铺、碾压、接缝） 质量控制,级配设计范围,AR-Sup的范围和限制区与SUPERPAVE 要求相同； AR-AC的范围如右：,级配设计范围,材料,普通沥青70# 集料玄武岩，石灰岩 橡胶粉密度、含水量、灰分含量、筛分等 填料矿粉，断级配中加水泥 胶结料橡胶沥青：GTR+TOR 干法、湿法,橡胶沥青的技术指标,配合比设计,橡胶沥青混凝土的技术标准,表5-11 AR-Sup旋转压实体积性质指标,*注：当级配在禁区下方通过时，粉胶比可取值0.81.6。,

12、表5-12 AR-Sup马歇尔指标表,表5-13 AR-AC马歇尔试验技术标准,橡胶沥青混凝土的技术标准,表5-14 热拌橡胶沥青混凝土性能要求,配合比设计,目标配合比：集料比例，最佳沥青用量等 生产配合比：热料仓进料比例等 生产配合比验证：试拌、试铺，性能验证,施工准备,施工机械与质量检测仪器 拌合楼须配有热储料仓不少于100T，用于闷料 双钢轮压路机、胶轮压路机等 做好面层下一层的检查与清扫 缺陷修复、粘层油、检修设备等,施工,拌和：湿法橡胶沥青要满足泵送要求 断级配需加入1%水泥 干法采用橡胶粉+TOR 温度要求见下表,胶粉和TOR按比例称好，投放,施工,运输：车厢侧面板和底板可涂薄层隔离剂 现场待卸料车辆不得少于5辆 摊铺：两台摊铺机梯队摊铺，间距为58m 搭接宽度不小于30cm 摊铺过程中料车应保持覆盖,施工工作温度,碾压,不产生推移、开裂等情况下，尽量在较高温度下进行 湿法粘度大，一般使用双钢轮压路机4台 干法可以考虑使用胶轮 遵循“紧跟、慢压、不漏压、不超压”原则 防粘隔离剂不可使用柴油，推荐植物油 密水性比较,接缝