橡胶沥青铺筑技术橡胶青术重庆交通大学重庆东道路桥工程有限公司2007年9月引言为什么要用橡胶沥青? 降低工程造价改善路面使用寿命解决社会环保问题废轮胎带来的环境问题轮胎是种难以降解的高分子材料轮胎是一种难以降解的高分子材料废轮胎在道路建设中的应用轮胎回收轮胎加工处理----精细橡胶粉胶粉应用----道路胶粉改性沥青汇报内容一、橡胶沥青介绍二、橡胶沥青应力吸收层介绍三、橡胶沥青混凝土介绍三橡胶沥青混凝土介绍四、橡胶沥青的应用五、南涪路沥青路面优化方案1.橡胶沥青定义橡胶粉与沥青拌和而成的一种产物美国ASTM D-6114:由沥青、废旧轮胎橡胶粉和某些添加剂组沥青废旧轮胎橡胶粉和某些添加剂组成的混合物,其中胶粉含量不低于15%,且在热沥青中产生胶粉颗粒的融胀。
1.橡胶沥青定义改性机理2.橡胶沥青的发展国外最早橡胶沥青:1843年英国专利现代意义上的使用—20世纪40年代,美国,干拌Ramflex TM ,橡胶回收公司—20世纪60年代,美国,湿拌Overflex TM,Charles McDdonald(橡胶沥青之父)除了美国,其他的国家,如瑞典、加拿大、法国、英国、德国、比利时等也对沥青橡胶的研究与应用做出了贡献。
2.橡胶沥青的发展一直到上世纪90国内直到上世纪年代初,橡胶粉路用研究几乎处于停滞状态90年代以后,80目乃至更细橡胶粉陆续实现工业化生产沈阳市政设计院在1993年铺筑了1040m 2的橡胶沥青混合料试验路2001年,交通部公路科学研究所首次在钢桥桥面铺装中用干法工艺加入了30%的橡胶粉~ 20012003年,交通部公路科学研究所与同济大学、山东省交通科学研究所等单位合作承担了西部交通建设科技项目“废旧橡胶粉用于筑路的技术研究”究。
3.橡胶沥青的优缺点粘度高优点¾¾良好的弹性恢复性能¾良好的高低温稳定性¾抗老化性能优良¾适用性广3.橡胶沥青的优缺点缺点不适用于小型工程施工生产和施工时温度要求严格 橡胶沥青使用时间的限制4.橡胶沥青的生产工艺4.1生产流程图4.2橡胶沥青生产中的温度控制项目温度基质沥青的加热温度204℃226℃~226胶结料的反应温度190℃~218℃胶结料储存温度190℃~226℃4.3橡胶沥青的质量指标检测项目技术指标粘度,177℃,(Pa.s) 1.5~4.0粘度℃针入度(25℃,100g,5s),(0.1mm)25 ~75软化点,不小于(℃)54弹性恢复,25℃,不小于(%)504.4橡胶沥青的延迟使用¾橡胶沥青在45分钟的反应之后,如果4小时内不使用,应停止加热不使用应停止加热¾如果在使用前温度低于190℃就需要再加热¾橡胶沥青再加热的循环次数不能超过2次¾使用时如果粘度不能满足要求,应再添加胶粉(一般不超过沥青的10%)反应45分钟5.橡胶沥青的关键点生产中的9温度控制9粘度指标要求6.橡胶沥青的主要用途填缝料¾¾碎石封层应力收层¾应力吸收层(SAMI)¾热拌沥青混合料1.应力吸收层的由来1.1半刚性基层的缺点大量文献和调查表明,半刚性基层沥青路面的主要病害形式是裂缝及水损害。
在荷载应力与温度应力的共同作用下,在基层开裂处的面层底部产生应力集中而导致面层底面开裂,而生应力集中而导致面层底面开裂而后逐渐向上扩张而使裂缝贯穿整个面层。
1.1半刚性基层的缺点造成的早期破坏主要为水损害和建设期间留下的质量缺陷。
路面的早期破损通常表现为:由半刚性基层引起的反射裂缝大量出现,水损害引起的坑洞、松散等。
1.1半刚性基层的缺点排水性能欠缺:沥青混凝土路面透水是肯定的,水透到半刚性基层与沥青混凝土底面层之间后,无法消除,在行车荷载作用下,形成动水压力,剪切破坏半刚性基层界面和沥青混凝土底面。
半刚性基层路面的薄层沥青铺装其路面裂缝以 半刚性基层路面的薄层沥青铺装,其路面裂缝以基层的反射裂缝为主,在严厉的气候条件下,反50%射裂缝所占的比例可超过50%,半刚性基层路面的裂缝明显多于柔性路面。
1.1半刚性基层的缺点半刚性基层材料的收缩性,直接影响面层裂缝的轻重程度缝的轻重程度。
半刚性基层长期暴晒,易形成干缩裂缝,铺筑沥青面层后,此类裂缝仍会反射到面层来。
筑沥青面层后此类裂缝仍会反射到面层来大交通量与超载车辆是加速半刚性基层病害过早出现的直接外因。
基层在极限荷载冲击过早出现的直接外因基层在极限荷载冲击下出现结构破坏,致使以往的铺装层已不能适应现行道路交通量的需求,过早出现损伤病害。
病害1.2我国半刚性基层的病害形式1.2我国①唧浆②各类裂缝③中下面层松散④脱层⑤最终形成坑洞1.2我国半刚性基层的病害形式1.2我国唧浆1.2我国半刚性基层的病害形式1.2我国裂缝1.2我国半刚性基层的病害形式1.2我国中下面层松散1.2我国半刚性基层的病害形式1.2我国坑洞1.2我国半刚性基层的病害形式1.2我国雷达检测基层内部裂缝破坏1.2我国半刚性基层的病害形式1.2我国弹簧破坏雷达检测基层内部弹簧1.3面临的问题 1.3 面临的问题1 半刚性基层与沥青混凝土之间强度匹配的问 题:半刚性基层偏刚性,强度容易形成接近 贫混凝土 两者之间模量上数量级差 沥青混凝土 两者之间模量上数量级差,沥青混凝土 更容易破坏1.3面临的问题 1.3 面临的问题2 半刚性基层的裂缝问题 半 性 半刚性基层相对其它基层来说,较易产生裂 相 其它 来说 较易产生裂 缝; 路面产生裂缝并不可怕 及时灌张缝即可 路面产生裂缝并不可怕,及时灌张缝即可; 但是如果是反射裂缝形成“人”形裂缝,灌 缝 艺以 灌缝材料都需要特殊处治 缝工艺以及灌缝材料都需要特殊处治。
现有 有 的灌缝技术很难解决半刚性基层反射裂缝的 问题; 问题 反射裂缝进水后加速破坏路面结构。
1.4解决办法 1.4 解决办法(新建阶段) ①加强路面结构中层间功能层的设置。
①加强路面结构中层间功能层的设置 具体的方法:使用应力吸收层及橡胶沥 青碎石封层等层间功能层。
②采用其它路面结构 比如柔性基层沥 ②采用其它路面结构,比如柔性基层沥 青路面或者半柔性基层沥青路面。
1.5防止反射裂缝的方法 下承层处理 在半刚性基层或旧水泥路面与沥青面层间设置中 间层(应力吸收层) 采用加筋沥青混合料或改性沥青混合料 沥青罩面层预锯缝 加厚沥青罩面层从防止反射裂缝的效果、施工工艺和工程造价 从防止反射裂缝的效果 施工工艺和工程造价 等角度综合而言,设置应力吸收层是相对比较合适 的处治措施。
1.6应力吸收层作用机理应力吸收层στ增 善 间 增设应力吸收层 增设 应力吸收层可大大改善层间应力状态 可大大改善层间应力状态 避免推移、坑槽现象的产生 延缓反射裂缝的发生 射2.应力吸收层的类型 大粒径透水性沥青碎石连接层----提高原有路面高程 大粒径透水性沥青碎石连接层 提高原有路面高程 土工布或玻璃纤维格栅----效果不明显 科氏反射裂缝应力吸收系统Strata----造价高,工艺复杂 科氏反射裂缝应力吸收系统Strata 造价高,工艺复杂 橡胶沥青砂胶----施工难度大 相对于上述应力吸收层类型,橡胶沥青应力吸收薄膜 中间层( 中间层(SAMI)具有抗裂性能优良、施工设备简单,施工速 )具有抗裂性能优良 施 设备简单,施 速 度快等优势。
3.橡胶沥青SAMI简介橡胶沥青SAMI采用碎石封层模式:用热橡胶 沥青喷洒在现有的路表面 然后立即撒布单 粒级 沥青喷洒在现有的路表面,然后立即撒布单一粒级 (9~12mm)的封层集料,再进行碾压,将集料嵌 入沥青膜 入沥青膜。
橡胶沥青SAMI具有良好的抗裂性能,能够承受 由于下承层的水平位移引起的拉应力或拉应变,阻 起 变 止下层裂缝尖端延伸至罩面层,可以延缓裂缝的产 生 同时形成的富油层起到较好的防水渗作用 生,同时形成的富油层起到较好的防水渗作用。
应力吸收层示意图4.橡胶沥青SAMI的优点 封水和抗渗性能好; 层间的粘结效果好 层间的粘结效果好; 抗裂性能好; 提高路面使用寿命,后期维护成本低; 防 基层产 水冲刷作用 防 沥青面层产 防止基层产生水冲刷作用,防止沥青面层产 生疲劳裂缝。
可以减薄面层沥青 凝 厚度 降低 程 可以减薄面层沥青混凝土厚度,降低工程造 价;5.橡胶沥青SAMI的功能¾¾ ¾ ¾ ¾防止水分浸入基层和路基,起到保护路 基和基层的作用 减少原路面的氧化 粘结效果好,增强路面的整体性 减少反射裂缝 应力吸收6.橡胶沥青SAMI的用途¾单独作为预防性养护措施或低交通道路路面¾新旧罩面间的界面层次¾粘结层、防水层7.橡胶沥青SAMI材料选择橡胶沥青SAMI应力吸收层石料技术要求项目技术要求试验方法坚固性≤12%T0314压碎值≤10%T0316针片状颗粒含量≤10%T0312橡胶沥青SAMI碎石级配方筛孔尺寸(mm)级配13.21009.50~152.360~52360.0750~0.58.SAMI施工8.1橡胶沥青洒布洒布量:2.0~3kg/m2洒布温度:180-190℃:1801908.2碎石洒布g洒布量:15~22kg/m28.3碾压9胶轮压路机9碎石撒铺后应立即进行碾压作业9碾压遍数为3遍碾压时间要求下承层温度完成碾压时间40°C以上20分钟18C至40C之间10分钟°°1.概念z将橡胶沥青胶结料与矿料拌和而成的混合料2.RAC的优点¾优越的高低温性能抗车辙能力¾抗车辙能力强¾高抗老化、抗氧化性能¾耐久性好3.RAC的用途用青路面和水用于旧沥青路面和旧水泥路面的养护或者改建的罩面直接用于新建工程的罩面用于居民区作为新建道路的表面(磨耗)层,起到减轻噪音的作用橡胶沥青混凝土路面4.RAC设计4.1级配控制断级配橡胶沥青混凝土建议级配筛孔或关键性筛孔尺寸(mm)断级配混合料13.21009.583~874.7528~422.3614~220.68~120.075 0~2.5。