廢胎膠粉改性瀝青在順平輔線改建工程中的應(yīng)用研究

橡膠粉改性瀝青是一種新型改性瀝青,文章從膠粉瀝青的性能指標(biāo)和膠粉瀝青混凝土的突出性能方面分別論述,闡述了膠粉改性瀝青針對其他改性瀝青的優(yōu)越性和發(fā)展前景。

至今國產(chǎn)膠粉改性瀝青的鋪路試驗(yàn)在10多個省市已有了不同程度的突破,使用效果良好,性能優(yōu)于sbs改性瀝青,并積累了豐富的攤鋪壓實(shí)經(jīng)驗(yàn),已有配套的工程機(jī)械,膠粉改件瀝青的生產(chǎn)、應(yīng)用技術(shù)已成熟,具備了大面積推廣應(yīng)用膠粉改性瀝青修建公路的條件。

至今國產(chǎn)膠粉改性瀝青的鋪路試驗(yàn)在10多個省市已有了不同程度的突破,使用效果良好,性能優(yōu)于sbs改性瀝青,并積累了豐富的攤鋪壓實(shí)經(jīng)驗(yàn),已有配套的工程機(jī)械,膠粉改件瀝青的生產(chǎn)、應(yīng)用技術(shù)已成熟,具備了大面積推廣應(yīng)用膠粉改性瀝青修建公路的條件。

為了研究廢膠粉改性瀝青應(yīng)用于ogfc-13瀝青路面中的可行性及路用性能,將sbs改性瀝青作為對照組,采用高溫車轍試驗(yàn)研究兩種瀝青混合料的高溫性能,并采取常規(guī)靜水損害試驗(yàn)和動水損害試驗(yàn)研究了兩種瀝青混合料的水穩(wěn)性。結(jié)果表明:廢膠粉改性瀝青性能優(yōu)異,但劣于sbs改性瀝青；廢膠粉改性瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性同sbs改性瀝青混合料相比有所降低；兩種瀝青混合料在動水損害下的殘留穩(wěn)定度比和劈裂強(qiáng)度比相對于靜水損害都有所降低,其中sbs改性瀝青混合料的抗水損害性能優(yōu)于廢膠粉改性瀝青混合料。

針對傳統(tǒng)干法工藝存在的問題,對普通膠粉進(jìn)行改性預(yù)處理,設(shè)計(jì)間斷級配礦質(zhì)混合料,選用適當(dāng)?shù)脑u價方法,對drac-13干拌直投廢胎膠粉改性瀝青混合料關(guān)鍵路用性能進(jìn)行評價,并開展了實(shí)體工程應(yīng)用。結(jié)果表明:與采用sbs改性瀝青的ac-13混合料相比,drac-13瀝青混合料具有優(yōu)良的高溫性能、低溫性能和抗疲勞性能以及良好的水穩(wěn)定性,工程應(yīng)用情況良好。

開發(fā)的溫拌膠粉改性瀝青同樣具有膠粉改性瀝青的各項(xiàng)優(yōu)異指標(biāo),shrp等級達(dá)到pg76-28,施工溫度降低25~30℃,且混合料性能滿足jtgf40-2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》技術(shù)要求。推廣使用溫拌膠粉改性瀝青可以減少能源消耗和有害氣體的排放,符合我國發(fā)展資源節(jié)約、環(huán)境友好的綠色交通的政策要求。

隨著我國汽車工業(yè)飛速發(fā)展,汽車保有量逐年迅速增加,我國將面臨目前國外發(fā)達(dá)國家早已遇到的大量廢舊輪胎的處理問題。將廢舊輪胎加工成橡膠粉是國際上通用的廢舊輪胎再生處理方法,其中廢輪胎膠粉應(yīng)用在公路行業(yè)中即采用廢橡膠粉生產(chǎn)改性瀝青是廢舊輪胎處理的主要途徑之一。本文詳細(xì)分析了橡膠粉改性瀝青的作用機(jī)理、應(yīng)用前景和優(yōu)點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)效益,為橡膠瀝青混凝土在公路行業(yè)中進(jìn)一步推廣應(yīng)用提供借鑒。

通過對廢胎膠粉橡膠瀝青所做的四組分分析和顯微結(jié)構(gòu)、聚焦態(tài)結(jié)構(gòu)等微觀結(jié)構(gòu)分析,研究了橡膠粉對瀝青的改性機(jī)理。橡膠粉與瀝青在高溫條件下混溶,一方面橡膠粉吸收瀝青中的輕組分體積溶脹,橡膠粉力學(xué)特性得到改善;另一方面瀝青中輕組分含量減少,瀝青粘度增加,溫度敏感性得到改善。同時,在溶脹過程中橡膠粉與瀝青中活性官能團(tuán)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),橡膠粉部分氧化解聚,膠粉中的抗老化劑、碳黑、鋅化合物活性成分進(jìn)入瀝青膠體體系,使瀝青溫度穩(wěn)定性、老化性能得到改善和提高。

世界廢舊輪胎積存已達(dá)30億條,并以每年約10億條增長,其中能夠得到翻新利用的只占15％～20％。許多國家都在千方百計(jì)地為廢舊輪胎尋找出路。國外用橡膠粉改性瀝青鋪設(shè)路面已有30多年的歷史,美國至今已有11000km的高等級公路采用了橡膠粉改性瀝青。美

為了改善普通膠粉改性瀝青的性能缺陷,本研究采用sk-90#基質(zhì)瀝青和hdpe-sbs-廢胎膠粉材料制備復(fù)合改性瀝青,選擇sbs百分摻量、膠粉百分摻量、hdpe百分摻量、剪切速度、剪切時間和剪切溫度6個試驗(yàn)變量,通過正交試驗(yàn)來探討復(fù)合改性瀝青的最佳改性參數(shù),并采用方差分析法對其針入度、軟化點(diǎn)、5℃延度、黏度和彈性恢復(fù)率5種技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行分析,得出各變量對復(fù)合改性瀝青性能的影響規(guī)律,得到較優(yōu)制備方案,并對其性能進(jìn)行了分析.結(jié)果表明:sbs摻量對軟化點(diǎn)和彈性恢復(fù)率影響最大;hdpe摻量對針入度影響較大;sbs和hdpe摻量對延度都具有影響;各改性劑摻量和剪切溫度對旋轉(zhuǎn)黏度的影響基本相同.較優(yōu)制備方案為:改性劑hdpe百分摻量為1.5%,sbs百分摻量為5%,廢胎膠粉百分摻量為20%,剪切溫度165℃,剪切速率4500r/min,剪切時間45min.較優(yōu)制備方案下,改性瀝青的高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性大大提高,同時自身黏度增大使其與集料的黏附性增強(qiáng),提高了抗車轍能力和抗水損害能力;較高的彈性恢復(fù)率保證了改性瀝青的抗裂性能.

在道路施工中,膠粉改性瀝青及瀝青混合料已被大量研究與應(yīng)用,但廢舊膠粉的再利用會增加瀝青煙氣,污染環(huán)境。針對該問題,采用一種以有機(jī)復(fù)合溫拌劑為膠粉的改性瀝青,不僅可以有效降低混合料的施工溫度,更有效地減少了膠粉改性瀝青混合料的煙氣濃度,有很大推廣施工。

伸縮縫施工是橋梁施工中一個極其重要的環(huán)節(jié),伸縮縫的施工質(zhì)量直接關(guān)系到橋梁的運(yùn)營使用。因此,做好橋梁伸縮縫的施工工藝控制是施工人員不斷需要進(jìn)行研究和改進(jìn)的問題。從具體的橋梁伸縮縫施工實(shí)例,闡述橋梁伸縮縫施工工藝的具體流程。

為了將橡膠粉改性瀝青路面的技術(shù)推廣應(yīng)用于陜西高等級公路的建設(shè)中,研究了橡膠粉改性瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)方法和施工工藝。結(jié)果表明,橡膠粉改性瀝青混合料具有良好的水穩(wěn)性、高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性,各項(xiàng)路用性能均滿足瀝青面層技術(shù)要求,可以用于高等級公路的建設(shè)。

2011no.1（jan.）vol.29 迄今為之，瀝青路面在我國已建成的高等級公路 中占75%左右[1]。瀝青路面是一種無接縫的連續(xù)式路 面，有足夠的力學(xué)強(qiáng)度，行車平穩(wěn)、舒適、振動小、無揚(yáng) 塵，噪聲低，養(yǎng)護(hù)維修簡便。但瀝青路面也存在低溫脆 性大、延度小、高溫易軟化、抗老化和抗疲勞性能差等 缺陷。使用聚合物改性瀝青已經(jīng)成為改善瀝青路用性 能的有效途徑，但其價格高昂，而廢膠粉資源豐富、價 格低廉、加工工藝簡單，采用廢膠粉改性路用瀝青，不 但可以提高瀝青的彈性，改善瀝青的高、低溫性能，還 可以擴(kuò)大瀝青的使用溫度范圍，同時，能夠處理掉大 量廢輪胎，又不污染環(huán)境，還能實(shí)現(xiàn)廢棄輪胎的資源 化。廢膠粉改性瀝青的研究具有重要的經(jīng)濟(jì)意義、環(huán) 保意義和社會意義，符合可持續(xù)發(fā)展的原則。 1膠粉改性瀝青機(jī)理 一般認(rèn)為，將膠粉改性劑加入瀝青中后不

以克拉瑪依ah-110瀝青為基體,廢橡膠粉為改性劑,采用濕法共混,在溶脹時間為2h,剪切時間為1.5h,剪切溫度為186℃,剪切速率為7000r/min的條件下,制備出高性能廢膠粉改性瀝青。通過改變膠粉的用量和膠粉的粒徑,研究了膠粉對改性瀝青性能的影響,探討了膠粉改性瀝青機(jī)理。結(jié)果表明:廢橡膠粉的摻入使瀝青的軟化點(diǎn)、針入度、延度都有明顯改善。研究發(fā)現(xiàn)廢橡膠粉的最佳摻量為15%,最佳粒徑為80目。

文章論述了橡膠粉改性瀝青的機(jī)理及ogfc瀝青混合料的設(shè)計(jì)內(nèi)容和設(shè)計(jì)流程;對橡膠粉與高粘度改性瀝青ogfc-13混合料進(jìn)行了配合比設(shè)計(jì),并進(jìn)行了路用性能驗(yàn)證。研究結(jié)果表明:橡膠粉改性瀝青ogfc混合料與高粘度改性瀝青ogfc混合料同樣具有優(yōu)良的路用性能。

對幾組不同配方的膠粉改性瀝青進(jìn)行了性能對比研究,確定了最佳攪拌剪切溫度、最佳攪拌剪切時間,研究了穩(wěn)定劑、相溶劑對膠粉改性瀝青儲存穩(wěn)定性的影響,對膠粉改性瀝青的加工與應(yīng)用具有一定的指導(dǎo)作用。

本項(xiàng)目開發(fā)的膠粉改性瀝青具有優(yōu)異的性能指標(biāo),試驗(yàn)考察了膠粉目數(shù)、摻量對膠粉改性瀝青的指標(biāo)變化規(guī)律.研究表明:綜合考慮膠粉改性瀝青性能指標(biāo)、成本等因素,選取膠粉40目和摻量21％制備的膠粉改性瀝青性能最優(yōu),shrp性能等級達(dá)到pg76-22,且混合料性能指標(biāo)均滿足《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》技術(shù)要求.

通過研究廢舊輪胎橡膠粉與瀝青的反應(yīng)及對瀝青性能的影響,對橡膠粉原材料的生產(chǎn)工藝提出合理的建議。研究并論證廢輪胎橡膠粉應(yīng)用于瀝青改性及瀝青混合料的可行性和優(yōu)勢所在,探討常規(guī)瀝青性能指標(biāo)和傳統(tǒng)試驗(yàn)方法是否適合于評價橡膠粉改性瀝青性能,可為橡膠粉改性瀝青用于路面瀝青混合料的設(shè)計(jì)提供參考。

介紹了廢橡膠粉改性瀝青具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義,并對廢橡膠粉改性瀝青性能的影響因素、改性瀝青的老化進(jìn)行了總結(jié),指出了目前廢橡膠粉改性瀝青存在的問題,其中存儲穩(wěn)定性問題是最主要問題之一。

在不同橡膠粉細(xì)度、摻量及制備工藝的條件下,測試針入度、軟化點(diǎn)和延度指標(biāo),研究了膠粉細(xì)度、摻量、攪拌時間和溫度對瀝青性能的影響;并驗(yàn)證了sma—13橡膠改性瀝青混合料的路用性能。研究表明:相同摻量下,60目膠粉改性瀝青的性能優(yōu)于40目改性瀝青;攪拌溫度200℃時,60目膠粉裂解過度;橡膠瀝青的針入度、軟化點(diǎn)和延度隨攪拌時間延長而規(guī)律性變化。

眾所周知,我國的道路瀝青主要采用石蠟基原油煉制,瀝青的溫度敏感性較大,修成的路面往往夏天泛油發(fā)軟,冬天發(fā)脆開裂,早期破壞現(xiàn)象較嚴(yán)重。針對上述問題,除采取行政手段限制超載車輛外,道路工