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文檔簡介

維他連接劑橡膠粉改性瀝青路面設計與應用東南大學王捷

GTR/TOR

可用于干法或濕法工藝維他連接劑—TOR德國EVONIK專利產品美國UIRINC公司代理橡膠粉改性瀝青混合料:可以有兩種方式得到:1、干法,直接將膠粉投入拌缸和集料拌合,再加入瀝青得到混合料;2、濕法,先將膠粉和瀝青制成橡膠粉改性瀝青,再拌制成混合料。性能優(yōu)良的橡膠粉改性瀝青混合料離不開TORGTR/TOR-干法步驟

1.石料預熱至190℃(要看石料潮濕程度)。2.加入適量

(GTR/TOR),

先干拌

8~10

秒。3.加入瀝青(160℃),再拌和35-40秒。4.由於增加橡膠的體積(10%,15%或18%),為讓膠粉有膨脹空間并滿足相同空隙率設計要求,故必須去掉一些細料。用旋轉壓實儀設計混合料更好。5.

可以設計連續(xù)密級配。6.另額外要增加瀝青用量,約是30%所添加的橡膠粒質量7.拌和好的料至開始攤舖,必須悶料90分鐘以上,給足化學反應時間,才能達到最佳成效。8.拌和料出廠溫度175~180℃,攤鋪溫度不能低於160℃

。9.碾壓可以用膠輪壓路機。GTR/TOR-濕法步驟設備要求是:

A.瀝青罐要附有加熱器及攪拌器。 B.攪拌時間4-8小時,根據加熱器的熱量及攪拌器大小和轉速而定(測試粘度,達到要求,即完成濕拌)。

2.拌和時,瀝青加熱至180℃,橡膠粒和維他連接劑必須混在一塊,要分批小量緩慢投入瀝青罐攪拌。

3.拌好之料,可立刻備用。若因天氣影響,亦可放置3天再用,材料品質改變有限,分離現象不明顯,再用時要經過加熱及攪拌過程。但建議及時使用。100份GTR4.5份TORTOR材料特性一.化變性能:

雙鍵結構是與瀝青中硫質及橡膠粉中的硫交聯(lián),形成大分子聚合物的網狀結構,產生化學反應以提高使用性能。二.抗車轍/抗裂縫三.不易分離:混合料可儲存數日后使用,亦可經長途運輸,未有分離現象。VESTENAMER?aDispergantAgentcarbonblackRubbersample–50μ(mikron)

electronmicroscopybyDr.P.Albers,DegussaAG,Jan.2006Morehomogeneousdistributionofcarbon

blackNoVESTENAMERVESTENAMERappliedVESTENAMER?andGTRandthePlaygroundinASPHALTMaltenes(liquidphase)Asphaltenes

(solidmicellewithresincover)ParafinsSSSSSSSSulfur

ParafinNest!

CriticalBondingSBitumen/LiquidAsphaltschematicVESTENAMER?andGTRandthePlaygroundinASPHALTMaltenes(liquidphase)Asphaltenes

(solidmicellewithresincover)ParafinsSSSSSSSulfurSSSSVESTENAMER?/GTRReactiontime–Viscositycurve(WET)Curveflattensafter60min.Time(minutes)時間(分鐘)Reactioncompleteafter90-120minutesReactionTime(粘度)GTR/TOR

–更好的路用性能May,2006–placed2000

17%GTRnoTOR

crackingMay,2006–placed1999

17%GTRand4%TORVESTENAMER?makesthedifference

Route12,GreyCounty-CanadaGTR/TORGTRVESTENAMER?makesthedifference

RomaStreet,PhoenixAZ,2006(placed2000)100yards2.5cm橡膠粉改性HMA1年后5年后10年后VESTENAMER?makesthedifference

Ruttingresistance-DynamicShearRheometerVESTENAMER/GTRGTRGermanSpec.維他連接劑復數模量時間(小時)維他連接劑一、解決橡膠瀝青施工困難,提高施工和易性二、環(huán)保特性

三、全世界已有160項路段完工四、

使用范圍廣:高速,城市,鄉(xiāng)鎮(zhèn)五、組成:瀝青+GTR+TORTOR提高施工和易性Herzlia-Allee,Marl(Germany)環(huán)保特性少煙霧、少氣味路面排水污染少VESTENAMER?/GTRemissiontestVESTENAMER

GTR試驗路方案實例試驗路方案普通瀝青:殼牌70號石油瀝青集料:上面層≥4.75mm玄武巖,<4.75mm石灰?guī)r中面層石灰?guī)r填料:礦粉,普通硅酸鹽水泥(42.5)外摻劑:干法—維他連接劑TOR橡膠粉研究內容——橡膠粉篩孔橡膠粉通過方孔篩的百分率(%)備注2.361.180.60.30.150.0758目16目30目60目100目200目0#10010096.231.58.20.440~60目1#10094.853.117.09.21.320~30目2#10098.598.060.710.70.950目試驗路使用的膠結料針入度干法橡膠瀝青的針入度(平均值43.9)比濕法的要小(平均值54.4,干法橡膠瀝青更硬。試驗路使用的膠結料軟化點1)比70#瀝青的軟化點大,但是2種膠粉之間有一定的差別,0#膠粉軟化點提高較大;2)摻量越大軟化點增加越多,綜合來說軟化點提高在5~11℃。3)干法軟化點比濕法的要大。試驗路使用的膠結料延度1)摻量大,延度逐漸增大2)橡膠粉越細延度越大

試驗路使用的膠結料粘度1)隨著橡膠粉摻量的增加,橡膠瀝青的粘度增大比較顯著,呈指數增長。2)橡膠粉越細粘度越大。試驗路使用的膠結料彈性恢復1)膠粉摻量的增大,彈性恢復增加迅速。2)橡膠粉的粗細對彈性恢復有較大的影響。試驗路方案目標配合比級配類型油石比,%通過率,%(篩孔尺寸,mm)26.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075AR-Sup135.15//10095.572.544.728.419.914.210.58.16.2AR-Sup204.7010098.386.168.558.340.226.118.212.79.26.95.2AR-AC137.5//10095.371.129.718.612.99.16.75.23.9AR-AC206.510098.487.069.554.228.420.214.310.27.45.64.3經濟技術分析從經濟方面分析,可分為3個層次:一是單純從材料成本測算,分析混合料的單價;二是發(fā)揮橡膠瀝青及混合料特點(延長使用年限、減薄厚度),結合路面結構設計,測算整體路面的建設成本;三是經過多年的使用,考慮建設成本、運營成本和養(yǎng)護成本進行全壽命的技術經濟比較(LCCP)。生產方法橡膠粉摻量,%瀝青用量,%單價,元/t濕法AR-Sup13154.9281.118280.821280.5Sup13SBS改性4.9322.8干法AR-Sup13(+4.5%TOR)154.9296.318304.021311.6濕法AR-Sup20154.5262.718262.421262.1Sup20SBS改性4.5301.0濕法AR-AC13156.98377.118376.721376.3濕法AR-AC20156.10331.918331.521331.2經濟技術分析上面層AR-Sup13與SBS-Sup13混合料比較生產方法濕法AR-Sup13(不加TOR)Sup13干法AR-Sup13(+4.5%TOR)橡膠粉摻量,%151821SBS改性151821單價,元/t281.1280.8280.5322.8296.3304311.6和SBS相比,%87.187.086.9100.091.894.296.5節(jié)省,%12.913.013.1/8.25.83.5試驗路方案根據橡膠瀝青的技術要求以及混合料的單價,考慮采用的橡膠粉添加量為:干法橡膠粉摻量為:15%;濕法橡膠粉摻量為:18%。級配類型橡膠粉摻量,%浸水馬歇爾殘留穩(wěn)定度S0,%凍融劈裂強度比,%動穩(wěn)定度,次低溫小梁彎曲應變(-10℃),μεAR-Sup13-D1588.384.7418322351892.586.5493724782194.689.357603134AR-Sup13-W1590.385.7353323421889.383.5423821642193.386.347502847AR-Sup20-W1590.587.3374521341892.485.4456324572194.688.751252753AR-AC201589.483.7320726541893.586.5358930762196.489.238422895AR-AC131587.484.6340825431886.588.3453828452189.485.250302413橡膠瀝青混合料性能指標匯總施工指導意見主要內容:級配設計范圍材料配合比設計施工準備施工(拌和、運輸、攤鋪、碾壓、接縫)質量控制級配設計范圍AR-Sup的范圍和限制區(qū)與SUPERPAVE要求相同;AR-AC的范圍如右:方篩孔尺寸,mmAR-AC13AR-AC2026.5//10019.0//90~10016.010075~9013.290~10065~809.568~8247~634.7522~3725~402.3613~2315~250.65~155~150.0750~62~7級配設計范圍方篩孔尺寸,mmAR-AC13加州斷級配13亞利桑那斷級配13美綠皮書國內澳大利亞14型19.0//100100100//10016.0100//—100—13.290~10090~10080~10090~10090~10090~1009.568~8283~8765~8078~9245~6565~754.7522~3733~3728~4228~4212~3230~402.3613~2318~2214~2215~258~1815~251.18—8~12———10~190.65~15——5~15—7~150.0750~60~70~2.52~70~33~5材料普通瀝青——70#集料——玄武巖,石灰?guī)r橡膠粉—密度、含水量、灰分含量、篩分等填料——礦粉,斷級配中加水泥膠結料——橡膠瀝青:GTR+TOR

干法、濕法橡膠瀝青的技術指標檢測項目技術指標粘度,180℃,Pa.s1.5~4.0針入度(25℃,100g,5s)(0.1mm),最小25軟化點(環(huán)球法)(℃),最小54彈性恢復,25℃,最小50配合比設計橡膠瀝青混凝土的技術標準表5-11AR-Sup旋轉壓實體積性質指標瀝青混合料類型壓實度(%)VMA(%)VFA(%)F/A*N初始N設計N最大Sup13≤8996≤98≥1465~750.6~1.2Sup20≤8996≤98≥1365~750.6~1.2*注:當級配在禁區(qū)下方通過時,粉膠比可取值0.8~1.6。表5-12AR-Sup馬歇爾指標表瀝青混合料類型空隙率(%)穩(wěn)定度(KN)流值(0.1mm)VFA(%)VMA(%)Sup134.0~6.0≥8.020~5060~70≥15Sup204.0~6.0≥8.020~5060~75≥14表5-13AR-AC馬歇爾試驗技術標準試驗項目ARAC13技術標準ARAC20技術標準擊實次數(次)兩面各75次兩面各75次穩(wěn)定度(KN)不小于8.08.0流值(0.1mm)20~5020~50空隙率(%)5.5±1.04.5±1.0瀝青飽和度(%)70~8570~85礦料間隙率VMA(%)不小于19.018.0橡膠瀝青混凝土的技術標準表5-14熱拌橡膠瀝青混凝土性能要求試驗項目性能要求殘留穩(wěn)定度(%)不小于85凍融劈裂殘留強度比(%)不小于80動穩(wěn)定度(次/mm)不小于3000彎曲破壞應變(με)不小于2000配合比設計目標配合比:集料比例,最佳瀝青用量等生產配合比:熱料倉進料比例等生產配合比驗證:試拌、試鋪,性能驗證施工準備施工機械與質量檢測儀器拌合樓須配有熱儲料倉不少于100T,用于悶料雙鋼輪壓路機、膠輪壓路機等做好面層下一層的檢查與清掃缺陷修復、粘層油、檢修設備等施工拌和:濕法橡膠瀝青要滿足泵送要求斷級配需加入1%水泥干法采用橡膠粉+TOR

溫度要求見下表混合料類型瀝青加熱溫度礦料加熱溫度出料溫度混合料廢棄溫度干法160

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