橡胶沥青技术

11橡胶沥青应用技术橡胶沥青应用技术交通运输部科学研究院交通运输部科学研究院陈景陈景研究员研究员2010.32010.322目目录录1.1.背景背景2.2.橡胶沥青国内外发展现状橡胶沥青国内外发展现状3.3.橡胶沥青的特点橡胶沥青的特点4.4.橡胶沥青原材料技术要求橡胶沥青原材料技术要求5.5.橡胶沥青混合料的配合比设计橡胶沥青混合料的配合比设计6.6.橡胶沥青混合料的施工工艺橡胶沥青混合料的施工工艺7.7.橡胶沥青的工程应用橡胶沥青的工程应用331、背景11月月1515日，全国交通运输工作会议在北日，全国交通运输工作会议在北京隆重召开，国务院副总理张德江出席会京隆重召开，国务院副总理张德江出席会议并做了重要讲话。议并做了重要讲话。交通运输系统要深入贯彻落实科学发展交通运输系统要深入贯彻落实科学发展观，加快调整结构、转变发展方式，建设观，加快调整结构、转变发展方式，建设““畅通、高效、安全、绿色畅通、高效、安全、绿色””的交通运输体的交通运输体系。系。44李盛霖部长也强调：优化调整运输结李盛霖部长也强调：优化调整运输结构，转变发展方式。构，转变发展方式。要加快发展现代交通运输业，加快三个要加快发展现代交通运输业，加快三个转变。转变。由主要依靠增加物质资源消耗向科技进由主要依靠增加物质资源消耗向科技进步、行业创新、从业人员素质提高和步、行业创新、从业人员素质提高和资源节资源节约、环境友好约、环境友好转变。转变。55部党组按照科学发展观的要求，于2007正式启动了“材料节约与循环利用专项行动计划”。降低资源消耗，保护环境，为交通建设资源的高效利用和循环使用提供示范。沥青路面再生技术、水泥混凝路面再生技术、废旧橡胶粉筑路应用技术废旧橡胶粉筑路应用技术等六项技术专项行动计划的重点。------橡胶沥青技术橡胶沥青技术66我国已经连续几年用于公路建设的投资超我国已经连续几年用于公路建设的投资超过过30003000多亿，在刚刚过去的多亿，在刚刚过去的20092009年，全国新开年，全国新开工高速公路建设项目工高速公路建设项目111111个、建设里程个、建设里程1.21.2万公万公里，计划总投资更是达到了里，计划总投资更是达到了70007000亿元。亿元。截止到截止到20092009年底，全国通车的高速公路里年底，全国通车的高速公路里程已经超过程已经超过66万万55千公里，千公里，20102010年开工建设的高年开工建设的高速公路达速公路达1.61.6万公里。我国用不到二十年的时万公里。我国用不到二十年的时间走完了发达国家半个多世纪的发展历程。间走完了发达国家半个多世纪的发展历程。77废旧轮胎污染：我国的汽车工业发展迅速，2005年全国汽车保有量为3300万辆，废旧轮胎产生量约为1.2亿条，并以每年12%的速度增加，到2010年将达到2.21亿条。88废轮胎作为固体废弃物已造成严重的社会环境问题。传统处理方式：堆放、填埋、焚烧。问题：污染环境、占用土地资源、滋生蚊虫、传播疾病。目前处理方式：生产胶粉：国家政策鼓励推广（占10%）。再生胎：脱硫工艺污染大、能耗高,被国家限制（占90%）。土法炼油：污染严重，国家严令禁止。9922、橡胶沥青国内外发展现状、橡胶沥青国内外发展现状1010橡胶沥青橡胶沥青英文英文ARAR：：AsphaltRubberAsphaltRubber缩写缩写美国美国ASTMD8ASTMD8--8888：：••向基质沥青加入向基质沥青加入15%15%以上的橡胶粉粒以上的橡胶粉粒••180180ººCC以上的温度下共炼反应以上的温度下共炼反应4545分钟分钟••基质沥青与橡胶粉充分熔胀而形成了一基质沥青与橡胶粉充分熔胀而形成了一种新的胶结料种新的胶结料••胶结料具有较强的硫化橡胶特性胶结料具有较强的硫化橡胶特性。。1111橡胶沥青有多种形式：橡胶沥青有多种形式：••橡胶粉橡胶粉++沥青沥青••橡胶粉（改性）橡胶粉（改性）++沥青沥青••橡胶粉橡胶粉++沥青沥青++添加剂（芳香烃油分）添加剂（芳香烃油分）••橡胶粉橡胶粉++沥青沥青++天然橡胶天然橡胶••橡胶粉橡胶粉++沥青沥青++聚合物（如：聚合物（如：SBSSBS、、PEPE））（橡胶改性沥青，（橡胶改性沥青，RubberModifiedAsphaltRubberModifiedAsphalt））1212橡胶沥青在国外的应用橡胶沥青在国外的应用美国：始于美国：始于6060年代，国家推动，多个州制年代，国家推动，多个州制定了规范，应用橡胶沥青最多。定了规范，应用橡胶沥青最多。••美国通过了美国通过了19911991年联邦地表协调联运效率年联邦地表协调联运效率法案（法案（ISTEAISTEA））10381038条款（要求在路面工程条款（要求在路面工程中逐步增加回收橡胶的用量），同时，大多中逐步增加回收橡胶的用量），同时，大多数州启动了相关立法程序，极大地促进了废数州启动了相关立法程序，极大地促进了废旧轮胎在道路工程中的利用，橡胶粉路用研旧轮胎在道路工程中的利用，橡胶粉路用研究进入了新的阶段。究进入了新的阶段。1313橡胶沥青在国外的应用橡胶沥青在国外的应用美国美国特点特点::••推荐采用的方法是湿法工艺推荐采用的方法是湿法工艺，，••集料的级配采用间断级配和开级配，一般不采用集料的级配采用间断级配和开级配，一般不采用密实级配混合料密实级配混合料。。••橡胶粉的掺量为沥青质量的橡胶粉的掺量为沥青质量的5%5%～～25%25%。。••橡胶沥青的应用类型包括热拌沥青混合料、稀浆橡胶沥青的应用类型包括热拌沥青混合料、稀浆封层和应力吸收层等封层和应力吸收层等。。1414橡胶沥青在国外的应用橡胶沥青在国外的应用南非：南非：拥有一整套橡胶沥青相关的技术体系。拥有一整套橡胶沥青相关的技术体系。南非南非60%60%以上的道路沥青使用橡胶沥青，而且以上的道路沥青使用橡胶沥青，而且根据他们的经验，认为对于重载交通环境，根据他们的经验，认为对于重载交通环境，橡胶沥青路面比较有利。橡胶沥青路面比较有利。1515橡胶沥青在国外的应用橡胶沥青在国外的应用法国：法国：截止到截止到19951995年，橡胶沥青开级配路面累年，橡胶沥青开级配路面累积已经摊铺了超过积已经摊铺了超过100100万平方米。万平方米。法国的实践表明：采用橡胶沥青铺筑的法国的实践表明：采用橡胶沥青铺筑的多孔性路面，比普通多孔性路面在保持排水多孔性路面，比普通多孔性路面在保持排水性能、抵抗重交通、抗剪切和不良气候影响性能、抵抗重交通、抗剪切和不良气候影响等方面有明显的优势。等方面有明显的优势。1616橡胶沥青在国外的应用橡胶沥青在国外的应用瑞典、日本等还将废旧轮胎橡胶颗粒用瑞典、日本等还将废旧轮胎橡胶颗粒用于防冻路面。于防冻路面。其他：加拿大、比利时、奥地利、澳大其他：加拿大、比利时、奥地利、澳大利亚、印度、葡萄牙、西班牙、巴西等。利亚、印度、葡萄牙、西班牙、巴西等。1717我国橡胶沥青的发展历程我国橡胶沥青的发展历程••在上世纪七十年代末八十年代初，也开展了一些橡在上世纪七十年代末八十年代初，也开展了一些橡胶沥青的研究，并运用于一些实体工程。胶沥青的研究，并运用于一些实体工程。••早期研究以早期研究以““干法干法””为主，采用连续级配，与橡胶沥为主，采用连续级配，与橡胶沥青特性不适应，路用性能不理想，未能推广应用。青特性不适应，路用性能不理想，未能推广应用。••由于橡胶粉加工工艺落后，加工的橡胶粉颗粒比较由于橡胶粉加工工艺落后，加工的橡胶粉颗粒比较粗，成本也较高，直到九十年代初关于这方面的研粗，成本也较高，直到九十年代初关于这方面的研究几乎一直停滞不前。究几乎一直停滞不前。1818我国橡胶沥青的发展历程我国橡胶沥青的发展历程••近近几年来几年来，，橡胶沥青日益引起国内工程界关注，橡胶沥青日益引起国内工程界关注，研究、应用力度加大，取得了不少技术进步研究、应用力度加大，取得了不少技术进步。。••20012001～～20032003年，交通部公路科学研究院与同济大年，交通部公路科学研究院与同济大学、山东省交通科学研究所等单位合作承担了西学、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部交通建设科技项目““废旧橡胶粉用于筑路的技废旧橡胶粉用于筑路的技术研究术研究””。。••国内其他的科研单位如北京市政设计研究院、北国内其他的科研单位如北京市政设计研究院、北京市路政局、天津市公路局、重庆交通科研设计京市路政局、天津市公路局、重庆交通科研设计院等也进行了橡胶沥青的相关研究。院等也进行了橡胶沥青的相关研究。1919我国橡胶沥青的发展历程我国橡胶沥青的发展历程••交通运输部交通运输部““材料节约与循环利用专项行动计划材料节约与循环利用专项行动计划””推广项目系列指南之三推广项目系列指南之三““橡胶沥青及混合料设计施橡胶沥青及混合料设计施工技术指南工技术指南””••““北京市废胎胶粉沥青及混合料设计施工技术指北京市废胎胶粉沥青及混合料设计施工技术指南南””20062006--1212--1515••““天津市废轮胎胶粉改性沥青路面技术规天津市废轮胎胶粉改性沥青路面技术规程程””20062006--22--2828••江苏省高指江苏省高指““橡胶沥青路面施工指导意见橡胶沥青路面施工指导意见””20062006--99--1010202033、橡胶沥青的特点、橡胶沥青的特点优点：优点：••在沥青中掺加了废胎胶粉，有较大的弹在沥青中掺加了废胎胶粉，有较大的弹性和弹性恢复性能；性和弹性恢复性能；2121延缓反射裂缝2222••提高了沥青胶结料的稠度，提高了沥青混合提高了沥青胶结料的稠度，提高了沥青混合料的抗车辙性能。料的抗车辙性能。••降低了沥青路面的温度敏感性，在低温性能降低了沥青路面的温度敏感性，在低温性能不降低的情况下改善了抗疲劳开裂的性能，不降低的情况下改善了抗疲劳开裂的性能，提高了路面的耐久性；提高了路面的耐久性；••有较高粘度，混合料油膜较厚而不易析漏或有较高粘度，混合料油膜较厚而不易析漏或泛油，提高了路面的抗老化性能；泛油，提高了路面的抗老化性能；23231993年在加利福尼亚伯克莱国家实验室，由加州交通运输部及南非科学与工业研究委员会共同主持试验75mm普通沥青混凝土38mm橡胶沥青混凝土25mm橡胶沥青混凝土2424优点：优点：••降低噪音，与水泥路面及其它改牲沥青比较、橡降低噪音，与水泥路面及其它改牲沥青比较、橡胶沥青在降噪音方面功效显著胶沥青在降噪音方面功效显著；；美国一些州使用橡胶沥青路面的减噪效果（与一般沥青砼比较）美国一些州使用橡胶沥青路面的减噪效果（与一般沥青砼比较）2525优点：优点：••在相同的使用效果前提下，使用橡胶沥青在相同的使用效果前提下，使用橡胶沥青可减薄沥青混凝土面层的厚度；可减薄沥青混凝土面层的厚度；2626优点：优点：••开级配或间断级配橡胶沥青路面防滑功开级配或间断级配橡胶沥青路面防滑功能高、减低溅水、改善视野、大大提高能高、减低溅水、改善视野、大大提高道路安全。在美国德州的一项测试，使道路安全。在美国德州的一项测试，使用了橡胶沥青以后，同期交通意外伤亡用了橡胶沥青以后，同期交通意外伤亡数目减低了一半！数目减低了一半！2727缺点：缺点：••橡胶沥青不适用于小型工程施工。这主要是橡胶沥青不适用于小型工程施工。这主要是因为，橡胶沥青的生产以及生产设备的费用因为，橡胶沥青的生产以及生产设备的费用较高；较高；••施工对温度要求高，橡胶沥青及其混合料施施工对温度要求高，橡胶沥青及其混合料施工时，温度要求更加严格；工时，温度要求更加严格；••橡胶沥青施工时，气味较大，如果是封闭环橡胶沥青施工时，气味较大，如果是封闭环境施工，需进行防护；境施工，需进行防护；••施工质量控制很关键。施工质量控制很关键。2828缺点：缺点：••由于橡胶沥青级配较粗、胶结料较稠，橡胶由于橡胶沥青级配较粗、胶结料较稠，橡胶沥青混合料难以进行手工作业；沥青混合料难以进行手工作业；••橡胶沥青的使用时间的限制。如果橡