DB44 T 937-2011 橡胶沥青路面工程技术规范.pdf
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1、 1 ICS 93.080.20 P 66 备案号:32057-2012 广东省地方标 准 DB44 DB44/T 9372011 橡胶沥青路面工程技术规范 Technical specifications for rubberized asphalt pavement engineering 2011-11-10 发布 2012-03-01 实施 广东省质量技术监督局 发布 DB44/T 9372011 1 目 次 前言 . 1 引言 . 3 1 范围 . 4 2 规范性引用文件 . . 4 3 术语、定 义与缩略语 . . 4 4 总则 . 10 5 橡胶沥青 路面结构设计 . 10 6
2、热拌橡胶 沥青混合料材料要求 . 14 7 橡胶沥青 结合料和混合料设计 . 20 8 橡胶沥青 混合料的施工 . 32 9 橡胶沥青 表面处治与封层 . . 44 10 热拌橡胶 沥青混合料施工质量检验和管理 . 50 11 橡胶沥青 表面处治与封层施工质量检验和管理 .55 附 录 A (资料性附录) 机构缩略语 . . 57 附 录 B (规范性附录) 沥青-橡胶结合料性能检验的试验方法 . 58 附 录 C (规范性附录) 悬浮密实型橡胶沥青混合料设计方法 . 69 附 录 D (规范性附录) 骨架密实型橡胶沥青混合料设计方法 . 73 附 录 E (规范性附录) 骨架空隙型橡胶改性沥
3、青混合料设计方法. 77 附 录 F (规范性附录) 橡胶沥青混合料性能检验的试验方法 . 80 附 录 G (规范性附录) 橡胶沥青表面处治与石屑封层的设计方法. 89 附 录 H (规范性附录) 石屑封层性能的实验室评价方法 . 91 附 录 I (规范性附录) 表面处 治和石屑封层现场检测与质量评价方法 . 103 附 录 J (资料性附录) 配合比 设计报告和试验路段施工总结 . 123 附 录 K (规范性附录) 原材料的质量控制与管理 . 125 附 录 L (规范性附录) 原材料 检验报告和生产报表示例 . 127 附 录 M (资料性附录) 橡胶沥 青路面工程技术规范条文说明
4、. 131 参考文献 . 165 DB44/T 9372011 2 前 言 本标准按照 GB/T 1.1-2009标准化工作导则的起草规则编写。 本标准由广东省质量技术监督局归口。 本标准起草单位:广州市市政集团有限公司,广州市市政集团有限公司沥青工程分公司, 上海孙 祖望路桥技术研究有限公司 , 广州市市政工程设计研究院 ,广东省标准化研究院,广州市建设工程质 量监督站,广州市固体废物管理中心 本标准 主要起草人:陈舜明,孙祖望,安关峰,宁平华,张广春,王洋,杜莘,金年喜,陈海鹏, 但自明,任民,刘添俊,曹建新,张京锋,赖见吾,彭家志,张洪彬。 本标准为首次发布。 DB44/T 937201
5、1 3 引 言 随着国民经济的持续增长和人民生活水平的不断提高,我国汽车的社会保有量正在迅猛地扩张, 每年会产生大量的废旧轮胎。如何处理这些废旧轮胎,将日益成为一个可能导致环境污染的社会问题。 在废旧轮胎中含有大量天然橡胶、合成橡胶等多种高分子聚合物以及碳黑、抗氧化剂、填料、处理油 等许多有益于改善沥青性能的材料。如果能利用废旧轮胎来改善沥青的性能,这不论对提高沥青路面 的使用性能、降低造价还是在节约社会资源和环境保护方面都有着巨大的社会意义和经济价值。 在国外,橡胶屑改性沥青技术,早在上世纪 50年代就开始研究了,目前广泛采用的湿法处理工艺, 从 McDonald 湿法处理算起也有近 40
6、年历史了。经历了数十年的发展,橡胶沥青湿法处理工艺在技术 上已完全成熟,它在国外的应用几乎涵盖了所有沥青工业的路用领域,包括密级配、断级配、开级配 的沥青混合料,防水粘结层、应力吸收层、表面处治、封层等喷洒型的应用,以及桥面铺装、沥青路 面与水泥路面的养护和翻修改造等领域,并已形成了成套的应用技术。 在国内,虽然早在 20 世纪的 80 年代就开展过关于利用废旧轮胎橡胶屑改善沥青性能的研究,但 由于技术和成本上的原因,并未得到推广应用。进入新世纪后,随着中国公路建设如何走可持续发展 道路命题的提出,废旧轮胎橡胶屑在沥青路面中的应用再次成为我国公路界关注的热点。许多科研单 位和生产企业采用细颗粒
7、的橡胶粉和高速剪切研磨的工艺制作橡胶改性沥青,用以替代常规的聚合物 改性沥青,并铺设了相当数量的试验路。国外橡胶沥青的 McDonald 湿法处理技术是在 21 世纪初引进 中国的,也已取得了不少经验与成果并正在向各个应用领域推广应用。橡胶沥青技术在国内虽然发展 很快,但一直未有全面反映各应用领域技术要求的规范,在研究和应用水平上与国外也存在着差距。 在当前迅速发展的形势下,橡胶沥青技术在路面工程各应用领域中的实践急需要进行总结和规范化, 本标准的实施将有助于这一新技术在我省更好地推广应用。 对本标准有何意见或建议,请与广州市市政集团有限公司联系,以便修订时参考。 DB44/T 9372011
8、 4 橡胶沥青路面工程技术规范 1 范围 本标准规定了以橡胶沥青作为结合料的热拌型和喷洒型沥青路面的设计、生产、施工、验收以及 应用于路面养护的技术要求。 本标准适用于各种类型的热拌沥青混合料路面和沥青表面处治路面与封层。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改版)适用于本文件。 CJT 37 城市道路设计规范 JTG D40 公路水泥混凝土路面设计规范 JTG D50 公路沥青路面设计规范 JTG E42 公路工程集料试验规程 JTG F40 公路沥青路面施工技术规范 J
9、TJ 052 公路工程沥青及沥青混合料试验规程 JTJ 059 公路路基路面现场测试规程 ASTM D217 润滑脂锥入度试验规程(Standard test method for cone penetration of lubricating grease) ASTM D5329 用于沥青和水泥混凝土路面接缝和 裂缝的热用密封剂与填缝料试验规程(Standard test method for sealants and fillers, hot applied, for joints and cracks in asphaltic and portland cement concrete p
10、avements) ASTM D6390 用于确定非压实沥青混合料析漏特性的试验规范(Standard test method for determination of draindown characteristics in uncompacted asphalt mixtures) ASTM D7000 用于乳化沥青表面处治料样的刷扫试验规范(Standard test me thod for sweep test of bituminous emulsion surface treatment samples) EN 12271-1:2002 表面处治 试验规程 部分1:结合料和石屑洒布
11、率与洒布精度试验 (Surface dressing test methods part 1: rate of spread and a ccuracy of spread of binder and chippings, the European standard) EN 12271-2:2003 表面处治 试验规程 部分2:表面处治和石屑封层缺陷的表观评价 (Surface dressing test methods parts 2: vissal assessment of defects ) EN 12271-3:2003 表面处治 试验规程 部分3:vialit 平板冲击试验(Sur
12、face dressi ng test methods parts 3: determination of binder aggregate adhe siveness by the vialit plate shock test method) EN 12967-22 沥青混合料 热拌 沥青混合料试验规程 22部分:车辙试验(Bituminous mixtures test methods for hot mix asphalt part 22: wheel tr acking) EN 12967-33 沥青混合料 热拌沥青混合料试验规程 33部分:用滚压法制作试件 (Bituminous
13、mixtures test methods for hot mix asphalt part 33: specimen prepared by roller compaction) 3 术语、定义与缩略语 DB44/T 9372011 5 3.1 术语与定义 下列术语和定义适用于本标准。 3.1.1 橡胶屑改性剂 crumb rubber modifier, CRM 用于改善沥青材料性能的碎化废旧轮胎橡胶屑的统称。 3.1.2 磨碎的橡胶屑 ground cru mb rubber,GCR,或称磨碎的轮胎橡胶 gr ound tire rubber,GTR 不规则的撕裂的废旧轮胎橡胶颗粒,具有
14、较大的表面积,通常用破碎机磨(cracker mill)来加 工。 3.1.3 高天然橡胶含量橡胶屑 high natural crumb rubber ,H i Nat CRM 含有 40%48%天然橡胶或异戊二烯橡胶(isoprene)和至少含有 50%以上橡胶碳氢化合物的废旧 轮胎橡胶屑。天然橡胶含量较高的橡胶屑可来源于某些重型卡车的轮胎、废旧网球、高性能的橡胶垫 等。 3.1.4 打磨废料 buffin g waste 在轮胎胎体进行预处理时磨削下的副产品,打磨废料是一种高质量的废旧轮胎橡胶屑,它基本不 含金属和纤维。 3.1.5 再生用轮胎橡胶 recycled t ire rubb
15、er 指利用轿车、卡车或公共汽车(特别是公路运输或长途运输车辆)的轮胎加工处理获得的橡胶, 它是生产橡胶沥青用橡胶屑的主要原料。用于橡胶沥青的废旧轮胎橡胶应排除不合适的来源,诸如实 心轮胎、叉车轮胎、飞机轮胎、铲土运输机械轮胎以及其它非汽车的轮胎等,它们不能提供为橡胶沥 青融合作用所需的成分。 3.1.6 干法处理 dry process 任何一种将干的橡胶屑和集料一起拌和然后再加入结合料搅拌成橡胶沥青混合料的生产方法。橡 胶屑是作为不同粒径的橡胶集料存在于摊铺混合料中。干法处理所用的橡胶屑粒径可以在很大范围内 变化,从粒径达 12.5mm 超粗的橡胶屑到 180m(80 目)的超细橡胶屑,这
16、一方法仅用于热拌橡胶改 性沥青混凝土的生产中。干法处理虽然在混合料的拌和、贮存、运输、摊铺及碾压过程中,在橡胶屑 与沥青之间也会存在某些有限的融合作用,但通常并不认为沥青已经获得了改性的处理。 3.1.7 湿法处理 wet process 任何一种在结合料加入烘干集料之前,先将橡胶屑与基质沥青掺和在一起的橡胶沥青结合料生产 方法,均属于湿法处理的范畴。湿法处理可以在很大范围内生产出各种不同性能的橡胶沥青结合料, 在这些性能中最重要的二个特征是成品结合料在高温(190)下的旋转粘度是否达到 1500 mPas 这 一最低界限和是否需要不断地搅动以保持橡胶颗粒的均匀分布。根据这两个特征,湿法处理可
17、以分为 需要不断搅动的湿法处理过程和不需搅动的湿法处理过程两大类,前者对应于生产高温粘度超过 1500 mPas 的沥青-橡胶结合料(见“湿法处理高粘度搅动工艺” ),后者对应于生产高温粘度小于 1500 mPas 的橡胶改性沥青(见“湿法处理非搅动工艺” ) 。 3.1.8 湿法处理高粘度搅动工艺 wet process high viscosity agitation 此种处理工艺要求采用粗颗粒的橡胶屑(粒径 2mm 至 0.6mm 的橡胶颗粒占主要部分)在高温的沥 DB44/T 9372011 6 青中进行融胀反应,其成品料具有很高的高温粘度,并需要在应用之前,不断地进行搅动,以保持橡
18、胶颗粒均匀地分布在沥青中,因而只能在现场制作,现制现用。之前,这一湿法工艺被称为 Mcdonald 湿法处理工艺。 3.1.9 湿法处理非搅动工艺 wet process no agitation 此种处理工艺要求采用很细的橡胶屑,粒径通常在 0.3mm (50 目)以下,在高强度(高温、长时间、 高速剪切研磨)的处理下进行,以便橡胶屑能尽可能地融溶并均匀地分布在沥青中。在这一过程中橡 胶屑会发生部分的脱硫和解聚作用,使橡胶还原至塑性的胶质状态。非搅动的湿法工艺通常是在炼制 厂或沥青库的分装站进行,因而常称为厂拌掺和(terminal blend)湿法处理工艺(虽然它也可在现 场制作)。非搅动
19、湿法处理工艺虽然也可使基质沥青的性能获得相当程度的改善,但通常很难使其高温 粘度达到 1500 mPas,因而结合料的用量会由于在高温下发生析漏而受到限制,结合料用量通常在 5%15%的范围内。 3.1.10 厂拌掺和法 terminal blend 是“湿法处理”的一种方式,在此种处理工艺中橡胶屑(CRM)与热沥青的掺和通常是在炼制厂或 沥青贮存库和分装站中进行的,然后由运输车辆将结合料运送到沥青搅拌站或现场以供使用。见“湿 法处理非搅动工艺” 。 3.1.11 橡胶沥青 rubberized asphalt 用轮胎橡胶屑进行改性的沥青结合料之统称, 它的橡胶屑用量可以高于 15%, 也可以
20、不符合 ASTM D8 有关沥青-橡胶定义的规定而低于 15%。通常,厂拌掺和(terminal blend)的橡胶改性沥青结合料 (rubber mod ified binder, RMB)也归纳在这一类中。 3.1.12 沥青-橡胶结合料 asphalt-rubber binder 沥青-橡胶结合料是由基质沥青、回收的废旧轮胎橡胶和某些添加剂掺和成的混合物,其中至少有 混合物总重量 15%的橡胶成分,并在热的基质沥青中充分反应而使橡胶颗粒融胀。沥青-橡胶的特征是 一种两相材料,它与橡胶改性沥青的不同是橡胶屑在高温沥青中融胀时,仍保留着固体橡胶颗粒的核 心。 3.1.13 橡胶改性沥青结合料
21、 rubber modified binder, RMB 或称厂拌掺和橡胶改性沥青 terminal blend rubber modified asphalt 一种用厂拌湿法处理工艺制备的橡胶屑改性沥青,见“湿法处理”和“湿法处理非搅动工艺” 。 3.1.14 融合作用 interaction 或称反应 reaction 在沥青-橡胶的范畴内, “融合作用”是指沥青和橡胶屑在高温下掺和在一起时发生的物理交换, 它包含了橡胶屑颗粒在沥青中融胀和使结合料发育而达到要求物理特性的过程。虽然“融合作用”也 常称为“反应”,但它并不是一种化学反应,而只是一种物理的相互作用,在这一过程中橡胶屑从沥青 中
22、吸收芳香油和轻质馏分(低挥发或低活性分子)和释放出某些在生产橡胶时使用的类似油类的物质。 3.1.15 融胀 swelling 在沥青-橡胶的范畴内,融胀是指橡胶屑在高温的沥青中发生的一种物理性质的相互作用过程。在 这一过程中橡胶屑的表面部分被沥青的轻质馏分所吸收融解,并释放出某些油分,形成一种凝胶(gel) 状的物质,但其核心仍保持着固体的颗粒。 DB44/T 9372011 7 3.1.16 调和油 extend er oil 一种芳香油用于促进沥青结合料与橡胶屑之间的反应过程。 3.1.17 橡胶屑的反硫化和解聚合 devulcanizati on and depolymerizatio
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