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1、维他橡胶粉改性沥青路面 设计（干法）与应用,橡胶粉改性沥青混合料,沥 青,胶 粉,集 料,+,+,=,橡胶沥青混合料,湿 法,干 法,橡胶粉改性沥青路面优点,碳黑： 更耐磨，增加磨耗层使用寿命 提高沥青路面抗老化性能 减少噪声 油质橡胶聚合物 提高抗疲劳性能 模量大，满足承载力时可以减少厚度 增加抗裂性 增大粘附性，提高水稳定性 节约资源、节省投资、降低养护费用,1、工艺较为复杂，需要增加搅拌罐和反应罐 2、生产中的浓烟和恶臭对环境影响大 3、粘度高，施工和易性差，不利摊铺 4、对路面路用性能改善大,传统湿法橡胶沥青,1、工艺与传统（干法、湿法）橡胶沥青基本一致 2、生产中有毒气体、浓烟大为减
2、少 3、施工和易性好，摊铺与SBS改性沥青基本一致 4、化学反应进一步提升了橡胶沥青性能,维他橡胶沥青 （添加维他连接剂）,1、工艺简单 2、但是对沥青路用性能改善较小,传统干法橡胶沥青,橡胶粉和维他联接剂？,橡胶粉,维他联接剂 TOR,沥青结合料研究橡胶粉,橡胶沥青结合料研究TOR,TOR是一种白色颗粒，具有双键结构的聚合物，它促成橡胶粉颗粒和沥青经由化学变化合成新分子，它可以与沥青中所含沥青质和石油质的硫交联，也能和橡胶粉面层的硫交联，形成一大片环状和链状聚合物的网状结构,研究方法： 湿法 维他干法,橡胶沥青结合料研究,加工时间确定,橡胶沥青结合料研究,针入度,1）受基质沥青（70#沥青）
3、的影响 2）相差较小。 3）维他橡胶沥青的针入度（平均值43.9）比湿法的要小（平均值54.4），相差10.5。,胶结料研究,软化点,1）比70#沥青的软化点大，但是3种胶粉之间有一定的差别，1#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幅度在511。 3）维他法软化点比湿法的要大，一般要大24。,胶结料研究,延度,1）掺量大，延度逐渐增大， 2）维他法比湿法的小，一般要小20mm， 3）橡胶粉越细延度越大,胶结料研究,弹性恢复,1）胶粉掺量的增大，弹性恢复增加迅速。 2）基质沥青对橡胶沥青的弹性恢复影响较小， 3）但是橡胶粉的粗细对弹性恢复有较大的影响。,橡胶沥青技
4、术指标试验分析粘度,1）胶粉增加，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。,橡胶改性沥青混合料性能研究,中面层使用的是石灰岩集料 上面层4.75mm使用玄武岩集料，4.75mm使用石灰岩集料 Sup-13、AC-13（断）两组级配，AR-Sup-13为两种生产工艺（维他干法和传统湿法）；中面层采用AR-Sup-20、SBS-Sup-20两组级配,橡胶改性沥青混合料性能研究,研究的级配,橡胶改性沥青混合料性能研究,橡胶沥青混合料的马歇尔空隙率与SBS改性沥青混合料无明显区别,体积指标,橡胶改性沥青混合料性能研究,胶粉增加，动稳定度增加 间断处于中间 维他干法略大于传统
5、湿法,高温性能指标,橡胶改性沥青混合料性能研究,低温性能研究,随橡胶粉增加，有所增加 间断最好，都满足要求 上面层干法略优于湿法,橡胶改性沥青混合料性能研究,水稳定性能研究,浸水马歇尔,橡胶改性沥青混合料性能研究,水稳定性能研究,冻融劈裂,与SBS相比相当 满足要求,橡胶改性沥青混合料性能研究,疲劳性能研究,在相同的应力水平下，橡胶沥青混合料，优于SBS改性沥青混合料,维他橡胶沥青混合料比湿法的抗疲劳性能要好,维他橡胶沥青混合料闷料时间与路用性能的关系,试验表明，维他橡胶沥青混合料闷料时间越长，则其动稳定度值提高得越明显，而浸水马歇尔残留稳定度和冻融劈裂强度比变化不大，均能满足要求。,试验路铺
6、筑及跟踪观测,试验路最终确定的方案,4种路面结构,试验路铺筑及跟踪观测,目标配合比,试验路施工,废橡胶粉改性沥青 混合料拌制、运输、摊铺、碾压,试验路施工,混合料拌和,试验路施工,混合料拌和,胶粉的自动添加和称量,在正式施工过程中，可以采用边提升边使用的方式，提前提升适量橡胶粉进入称量罐，避免橡胶粉起拱。,试验路施工,混合料拌和,保温至少1h,试验路施工,混合料摊铺,试验路施工,混合料碾压,可以用胶轮碾压,试验路,AR-Sup20-D试验路效果,试验路,AR-Sup20-D试验路效果,试验路检测,试验路检测,试验路检测上面层,路面芯样高度及压实度（施工后）,试验路检测上面层,表4-23 AR-
7、AC13试验路检测试验结果（试验路结束后）,试验路,AR-Sup13试验路效果,试验路,AR-Sup13试验路效果,跟踪观测,通过两次跟踪观测，由于通车时间相对较短，交通量较小，重车比例约占50%。路面无开裂、车辙等变形，服务性能良好，表面粗糙度较好，行驶安全性能够得到保证。,试验路段FWD检测数据分析,FWD落锤式弯沉仪模拟行车作用的冲击荷载下的弯沉量测，计算机自动采集数据，速度快、精度高。通过测定路面的动态弯沉，来反算路面的回弹模量，特备适用于高速公路路面和机场的弯沉量测和承载能力评定。落锤式弯沉仪是目前国际上最先进的路面强度无破损检测设备之一。,试验路段FWD检测数据分析,试验路采用的路
8、面厚度是和其他路段完全相同的，路面的动态模量明显大于原结构采用的SBS改性沥青路面的动态模量.,试验路段FWD检测数据分析,弯沉小于SBS改性沥青路面24，这说明在达到相同的使用寿命前提下，可以减薄路面结构的厚度。,试验路噪声检测,1、不管是车内还是路边的噪声，SBS改性沥青路面噪声分别比橡胶沥青路面大4.4、3.3、4.0和3.3分贝，考虑到噪声测试中其他声源的影响，橡胶沥青路面的噪声要比SBS改性沥青路面小34分贝。 2、维他干法路面没有明显区别，在车上、数据上区别不明显,路面色差分析,橡胶沥青路段的路面颜色较SBS改性沥青路段黑 橡胶轮胎中，为了提高轮胎的耐磨性能，添加了部分碳黑，而在橡
9、胶粉的加工过程中，这部分碳黑就留在了橡胶粉中,橡胶沥青路面结构理论计算分析,橡胶粉混合料抗压回弹模量 橡胶粉混合料动态模量,橡胶沥青路面结构理论计算分析,有限元分析模型,橡胶沥青路面结构理论计算分析,路表弯沉,橡胶沥青路面结构理论计算分析,拉应力,橡胶沥青路面结构理论计算分析,压应力,橡胶沥青路面结构理论计算分析,小结,本章通过室内试验获得了橡胶粉改性沥青混合料的抗压回弹模量等数据，采用ANSYS有限元方法，分析计算了4种路面结构的受力情况，通过对路面结构层路面弯沉，压应力、拉应力随深度的分布等指标的分析得出，使用橡胶粉改性沥青混合料减薄中上面层的设计厚度理论上是可行的。 厚度减薄，混合料粒径要和厚度匹配,经济技术分析施工成本,对于上面层混合料，费用最高的是断级配，其次是湿法橡胶沥青密级配混合料，再次是SBS改性沥青混合料，最后是干法橡胶沥青密级配混合料。,上面层沥青混合料施工费用排序,经济技术分析施工成本,维他干法橡胶沥青混合料要比SBS改性沥青混合料费用低。,中面层沥青混合料施工费用排序,AR-Sup13路面,京沪高速通车一年后,车坊连接线通车3年后,SBS改性沥青路面裂缝扩展,干法路面裂缝未扩展,谢 谢！,王捷（研究员） 联系方式： 013382062136 ,