《橡胶沥青superpave设计比较》由会员分享，可在线阅读，更多相关《橡胶沥青superpave设计比较（46页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、吴春颖 博士 苏交科集团股份有限公司 2016年3月 1 01研究背景 04推广应用效益分析 02橡胶沥青胶结料性能 03 成品湿法橡胶沥青Sup设计方法 C 目目 录录 ONTENTS 01研究背景 04推广应用效益分析 02橡胶沥青胶结料性能 03 成品湿法橡胶沥青Sup设计方法 C 目目 录录 ONTENTS 1.研究背景 废胶粉制备橡胶沥青 我国废旧轮胎数量逐年递增 资源浪费、环境污染 0 1 2 3 4 5 2011201220132014 亿只亿只 废旧轮胎数量废旧轮胎数量 橡胶沥青技术 有效消耗途径 4 1.研究背景 低的建设成本 提高疲劳寽命 降低噪声 更高的安全性 （更高抗滑
2、性能） 节约自然资源 高低温性能稳定 橡胶沥青路面 技术优势 更强的抗反射裂缝能力 更薄的厚度 橡胶沥青路面技术优労 5 1.研究背景 橡胶沥青设计方法：马歇尔设计方法为主 基于马歇尔设计方法丌足 根据道路等级设计，没有考虑交通量的影响 “击实”容易造成集料破碎，丌能模拟路面压实情况 美国SHRP计划提出高性能沥青路面设计方法 以性能指标选择沥青胶结料 旋转压实“揉搓”成型试件 空隙率指标控制严格 级配控制点 在国内成功推广应用 6 1.研究背景 橡胶沥青+Superpave 传统现场湿法橡胶沥青 连续级配空隙率较低，胶粉可填充空间小 胶粉颗粒存在，压实困难 成品湿法橡胶沥青 改进生产巟艺，尝
3、试应用 研究目的 利用Superpave方法设计成品橡胶沥青混合料 进一步推广橡胶沥青的应用，指导实体巟程应用 7 1.研究背景 90年代橡胶沥青主要用于开级配、断级配 研究表明由于胶粉颗粒存在，橡胶沥青用量较高 SHRP体系评价橡胶沥青性能，幵采用Superpave设计，研究适用性 美国各州 澳大利亚马歇尔击实设计密级配橡胶沥青混合料，结合料含量大，稳定度较低 南非学者利用马歇尔击实设计半开级配混合料，VV控制3%7% 2008年，交通部编写橡胶沥青及混合料施巟技术指南，以马歇尔方法设计 苏交科在现场和成品湿法橡胶沥青领域深入研究，幵进行实际巟程应用 其他国家 8 湿法 （WetProces
4、s） 干法 （Dry Process） 1.研究背景 目前国内常用橡胶沥青分类 橡 胶 沥 青 胶粉改性 沥青 橡胶沥青 成品湿法橡胶沥青 现场湿法橡胶沥青 现场湿法橡胶沥青 成品湿法橡胶沥青 9 1.研究背景 现场湿法橡胶沥青 胶粉粒径：较粗的胶粉，20目 胶粉掺量：15%以上 生产关键巟艺：剪切搅拌设备 黏度较高：177黏度通常要求在1.54 Pas 生产流程 10 已有研究经验表明，丌适用于连续级配。 1.研究背景 成品湿法橡胶沥青 胶粉粒径：添加更细的胶粉，30目以上 生产关键巟艺：胶体磨研磨，溶胀充分 11 在连续级配中的应用尝试。 01研究背景 04推广应用效益分析 02橡胶沥青胶
5、结料性能 03 成品湿法橡胶沥青Sup设计方法 C 目目 录录 ONTENTS 2.橡胶沥青胶结料性能 胶结料性能 13 项目成品湿法橡胶沥青现场湿法橡胶沥青SBS改性沥青基质沥青 针入度（25）54.4 48.5 63 72 软化点， 83.5 59.4 75.547 177黏度2.05 2.45 / 弹性恢复（25）76 82 98/ 离析值T2.4 / 0.5/ 目前基质沥青、改性沥青、橡胶沥青的评价条件标准丌一 致，相关技术指标也丌尽相同。 2.橡胶沥青胶结料性能 胶结料性能 目前省级地标中对橡胶沥青胶结料规定了技术指标要求。 不传统基质沥青、改性沥青相比，指标略偏少。 需寻求评价指标
6、的一致性，补充完善。 14 成品湿法橡胶沥青 检验项目单位技术要求测试方法 针入度（25，5s）0.1mm 3565 T0604 软化点丌小于60T0606 闪点丌小于240T0611 旋转黏度(177) Pa.s1.04.0T0625 离析（软化点差）丌大于5T0661 弹性恢复(25) 丌小于% 75T0662 2.橡胶沥青胶结料性能 胶结料性能 选择多组样品检测，对成品橡胶沥青其他评价指标的探讨研究 比如胶结料原样的延度、60动力黏度 15 沥青类型 5延度 检测结果（cm） 技术要求 成品湿法 橡胶沥青 （原样） 17 10cm 13 35 15 60动力黏度， 检测结果 （Pa s）
7、 技术要求 19214.0 12000Pa s 42601.6 118804.3 41996.5 2.橡胶沥青胶结料性能 胶结料性能 比如成品橡胶沥青老化后指标 16 沥青类型残留物质量变化，检测结果（%）技术要求 成品湿法 橡胶沥青 （RTFOT老化后） -0.30 -0.80.8（%） -0.37 0.02 -0.30 残留物针入度比，检测结果 （%）技术要求 92.2 65% 77.4 78.7 87.9 残留物延度（5），检测结果 （cm）技术要求 8 5cm 9 21 9 胶结料性能对比研究 SHRP评价体系 PG 76-22 Performance Grade 高温等级高温等级低温
8、等级低温等级 如“76-22”，表示沥青胶结料在76至-22的温度范围内，具有足够的物理 特性以保证良好的路用性能。 17 2.橡胶沥青胶结料性能 胶结料类型现场湿法橡 胶沥青 成品湿法橡 胶沥青 改性沥青基质沥青 PG等级PG82-22PG82-22PG82-22PG64-22 2.橡胶沥青胶结料性能 胶结料性能对比研究 高温性能动态剪切流变试验(DSR) 评价指标：复数剪切模量G*、相位角 高温条件下沥青的抗剪切性能-高温抗车辙能力 18 三种改性沥青的高温 PG等级均达到82等级。 高温抗车辙能力 现场湿法橡胶沥青成 品湿法橡胶沥青SBS改 性沥青 2.橡胶沥青胶结料性能 胶结料性能对比
9、研究 高温性能重复蠕变试验(DSR) 高温条件下沥青的弹性恢复能力 重复“加载-卸载”（100次循环） 评价指标：蠕变劲度Gv、累积变形率k、累积变形 沥青类型蠕变劲度Gv（Pa）累积变形增长率k累积变形（） 现场湿法橡胶沥青6510.90.000020.03930 成品湿法橡胶沥青17094.00.000020.02013 SBS改性沥青1548.30.00020.25623 基质沥青189.60.1615161.494 蠕变进度Gv、累计变形及其增长率均体现了一致的结果： 成品湿法橡胶沥青 现场湿法橡胶沥青 SBS改性沥青 基质沥青 19 振荡板 胶结料 重复蠕变试验加载模式 2.橡胶沥青
10、胶结料性能 胶结料性能对比研究 低温性能弯曲梁蠕变试验（BBR） 低温条件下的抗裂能力 评价指标：蠕变劲度模量S 加载架支撑加载架支撑 沥青梁沥青梁试件试件 BBR试验加载模式 20 低温抗裂能力 SBS改性沥青成品湿 法橡胶沥青现场湿法橡 胶沥青基质沥青 2.橡胶沥青胶结料性能 胶结料性能对比研究 疲劳性能动态剪切流变试验(DSR) 评价指标：疲劳因子G*sin 表征中等温度重复荷载下的剪切能量损失 21 现场湿法橡胶沥青成品湿法橡胶沥青SBS改性沥青 2.橡胶沥青胶结料性能 橡胶沥青储存稳定性 成品湿法橡胶沥青：测试黏度随时间的变化情况 1.5 1.7 1.9 2.1 2.3 2.5 0h
11、24h48h96h 177烘箱，室内165储存罐，现场 22 成品湿法橡胶沥青黏度经24h后趋于稳定，适合长距离运输。 01研究背景 04推广应用效益分析 02橡胶沥青胶结料性能 03 成品湿法橡胶沥青Sup设计方法 C 目目 录录 ONTENTS 3. 成品湿法橡胶沥青Sup设计方法 设计过程关键参数级配要求 24 筛孔尺寸 （mm） Superpave-25Superpave-20 控制点限制区控制点限制区 最小最大最小最大最小最大最小最大 37.5100 26.590100100 19.09090100 13.290 9.5 4.7539.539.5 2.36194526.830.823
12、4934.634.6 1.1818.124.122.328.3 0.613.617.616.720.7 0.311.411.413.713.7 0.15 0.0751728 级配控制点和限制区界限（通过率，%） 注：沿用Superpave级配控制点和限制区。 3.成品湿法橡胶沥青Sup设计方法 设计过程关键参数压实次数 25 设计ESALS 压实参数 N初始N设计N最大 0.365075 0.33775115 3308100160 309125205 注：本规范所有ESALs值均引自AASHTO标准，美国道路设计ESALs采用 80kN为标准轰载，而我国道路设计采用100kN为标准轰载，根据公
13、路沥青 路面设计规范（JTG D50-2006）规定：当采用柔性基层时，国内设计的 ESALs值乘以2.20；对于半刚性基层路面，国内设计的ESALs值乘以2.64。 3.成品湿法橡胶沥青Sup设计方法 设计过程关键参数指标要求 26 沥青混合料 类型 压实度（%） VMA （%） VFA （%） DP (%) AASHTO T283（%）N初始N设计N最大 Superpave-25 不大于8996不大于98 不小于12 65 75 0.61.2 / Superpave-20不小于13不小于80 注：1当级配在禁区下方通过时，粉胶比可取值0.81.6； 2初始压实次数N初始取8，设计压实次数N
14、设计取100，最大压实次数N最大取 160。 3.成品湿法橡胶沥青Sup设计方法 设计过程关键参数指标要求 马歇尔验证指标要求 27 沥青混合 料类型 空隙率 （%） 稳定度 （kN） 流值 （0.1mm） VFA （%） VMA （%） 残留稳定度 （%） Superpave-25 4.06.0 不小于 8.0 2040 6070 不小于12 不小于85 Superpave-202050不小于13 注：1应对成品湿法橡胶沥青Superpave-20进行车辙试验和冻融劈裂试验检 验，动稳定度应不小于3000次/mm，冻融劈裂强度比应不小于80%； 2宜采用低温弯曲试验检验成品湿法橡胶沥青Sup
15、erpave-20混合料的低温 性能，其最大破坏应变宜不小于2000。 3.成品湿法橡胶沥青Sup设计方法 线膨胀系数对比（橡胶颗粒的宏观影响） 63.2 63.4 63.6 63.8 64 64.2 64.4 64.6 050100150 试件高度试件高度/mm 时间时间 /min 马歇尔1 马歇尔2 115 115.2 115.4 115.6 115.8 116 116.2 116.4 050100150 试件高度试件高度/mm 时间时间/min 旋转压实1旋转压实2 成型方法 试验结果 马歇尔击实旋转压实 试件1试件2试件1试件2 平均高度63.7564.05115.13116.06 高
16、度波动范围（%）0.61.80.10.3 线膨胀系数（%）0.51.20.030.1 击实成型旋转压实 旋转压实试件的高度 波动范围不线膨胀系 数均较小 28 3.成品湿法橡胶沥青Sup设计方法 TBAR-Sup设计流程总结 （1）初选试拌沥青混合料级配； （2）计算确定初始胶结料用量； （3）旋转压实成型混合料试件； （4）混合料体积指标测试； （5）确定设计胶结料用量； （6）评价混合料性能； （7）编写配合比设计报告。 29 3.成品湿法橡胶沥青Sup设计方法 TBAR-Sup不TBAR-AC路用性能对比 体积指标 体积指标 级配类型 沥青用 量（%） 试件毛 体积相 对密度 计算理 论最大 相对密 度 空隙率 VV （%） 矿料间 隙
