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PAGEPAGE16橡膠瀝青研制及應(yīng)用項目可行性研究報告二零零八年二月沈陽三鑫集團有限公司一、項目提出的目的及意義隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展,公路建設(shè)也在飛速發(fā)展,與此同時對改性瀝青材料的需求也大幅增長,而目前主要的改性瀝青材料以SBS改性瀝青為主。但由于原油價格的大幅提高,做為原油產(chǎn)品的SBS價格也居高不下,價格在18000-20000元左右。這就使得SBS改性瀝青的成本大幅提高,而路面材料中瀝青材料成本決定了路面的造價,使得瀝青路面造價提高,給公路建設(shè)造成了資金方面的巨大壓力。橡膠瀝青是采用廢輪胎橡膠粉為改性劑,與瀝青在高溫條件下,經(jīng)機械研磨剪切制備而成。橡膠瀝青做為一種新型的改性瀝青材料,其成本要遠低于SBS改性瀝青,且可以減薄路面厚度30-40%,路用性能方面要優(yōu)于SBS改性瀝青,因而逐漸受到廣大公路建設(shè)者及公路管理部門的青睞。近幾年,在全國范圍內(nèi),掀起了研究及應(yīng)用橡膠瀝青的熱潮,遼寧省也在2007年在本溪鋪筑了兩條試驗路。但由于橡膠瀝青的生產(chǎn)工藝與SBS改性瀝青有著明顯的不同,需要對其生產(chǎn)工藝、混合料配合比設(shè)計、路面結(jié)構(gòu)設(shè)計、路面施工工藝、膠結(jié)料及混合料指標檢測及路用性能檢測方法、檢測標準進行專題研究。另一個更加重要方面,隨著我國汽車保有量的快速增加,每年約有1.2億-1.5億條廢棄輪胎,如此數(shù)量的廢棄輪胎如何處理及消耗是一個重要的問題,而目前僅有少量廢舊輪胎粉碎成膠粉用于再生膠及橡膠制品填料,廢舊輪胎堆積會造成環(huán)境污染及不安全隱患,也是資源的浪費,在資源逐漸枯竭的今天顯得尤其重要。將廢舊輪胎粉碎成膠粉制成橡膠瀝青用于公路建設(shè)是一個很好的出路,如果大規(guī)模用于公路建設(shè),每年可消耗廢舊輪胎膠粉可達到幾十萬噸,以240條折合成1噸計算,每年可消耗掉5000-6000萬條廢輪胎,既保護了環(huán)境,又可實現(xiàn)資源的再利用,目前我國正著力構(gòu)建資源節(jié)約型及環(huán)境友好型社會,本項目的研究是和我國節(jié)約資源和保護環(huán)境的基本國策相適應(yīng)的。二、與項目相關(guān)的國內(nèi)外發(fā)展概況及市場需求分析(一)橡膠瀝青簡介1、基本概念橡膠瀝青是是指采用廢舊輪胎經(jīng)粉碎后制成的膠粉(橡膠粉細度一般為20-80目)作為改性劑,通過一定的生產(chǎn)工藝得到的能夠改善混合料性能的瀝青結(jié)合料。由瀝青、回收輪胎橡膠及一定的添加劑組成的混合物,其中膠粉的含量不少于總重的15%,且要求橡膠顆粒在熱瀝青中充分反應(yīng)并膨脹。英文AsphaltRubber(簡寫AR),稱為橡膠瀝青,也可稱做瀝青橡膠。2、橡膠瀝青生產(chǎn)方法分類分為干法和濕法兩類,其中干法已經(jīng)很少使用,普遍采用的均是濕法工藝生產(chǎn)橡膠瀝青。(1)干法干法是將廢膠粉直接噴入瀝青混合料拌和鼓中拌和,膠粉的添加量一般為混合料的2-3%,所得到的混合料稱為橡膠改性瀝青混合料。(2)濕法濕法是將膠粉先在160-200℃濕法工藝又分成兩種,包括化學(xué)改性法及物理混合法(溶脹法),化學(xué)改性工藝一般很難實現(xiàn),目前普遍采用的是物理混合工藝生產(chǎn)橡膠瀝青。濕法制備橡膠瀝青的工藝簡單,對用現(xiàn)有聚合物改性瀝青設(shè)備進行一定改造即可進行。但是,其改性效果卻與許多因素有關(guān),如:瀝青品種、膠粉來源、生產(chǎn)方法、相容劑、填加劑和穩(wěn)定劑含量、品種、填加方式以及改性瀝青混合設(shè)備類型、剪切速度、混合時間、溫度等等,因此,要生產(chǎn)出合格的橡膠瀝青還需要進行系統(tǒng)的理論與實踐的研究。橡膠瀝青中使用的是廢橡膠粉。由于廢橡膠粉制造工藝和廢橡膠的來源不同,成品橡膠粉的品質(zhì)、顆粒形狀和表面形態(tài)有較大的差別,對改性瀝青的性能也有很大的影響。橡膠粉料斗瀝青儲存罐橡膠粉料斗瀝青儲存罐瀝青加熱罐高速剪切罐反應(yīng)罐瀝青泵瀝青儲存罐工藝流程:3、橡膠瀝青的特點(1)高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性好,克服瀝青路面夏天高溫泛油、鼓包,冬天天氣寒冷開裂的缺陷。(2)瀝青橡膠具有較強的降低路面應(yīng)力的能力,可以有效地防止反射裂縫,顯著延長覆蓋層壽命。(3)是城市道路降低噪音的新材料,與普通瀝青路面相比,可降低噪音50%~70%。(4)路面面層厚度可以減薄,使用壽命比普通瀝青延長,從而減少道路維修費用。(5)水密性好,抗老化。(二)國外橡膠瀝青的發(fā)展情況早在上世紀六十年代,發(fā)達國家就已開始研究和應(yīng)用橡膠瀝青,最早將廢膠粉與瀝青混合并用于修補公路,稱之為瀝青橡膠,經(jīng)過幾十年的研究和發(fā)展國外發(fā)達國家積累了非常豐富的經(jīng)驗,其中以美國最具代表性。在70年代美國只有2家公司生產(chǎn)橡膠瀝青,至1999年已有30多家,現(xiàn)在數(shù)量還在增長。穩(wěn)定的橡膠瀝青的市場已形成。日本、加拿大、瑞典、英國、比利時、俄羅斯等國也已成功地將橡膠瀝青用于修建高等級公路。目前美國采用橡膠瀝青鋪設(shè)的公路達到1.1萬公里。1968年,美國Arizona州開始研究橡膠瀝青,廢膠粉被順利地與熱瀝青混合,八十年代開始熱混合瀝青應(yīng)用研究,在八十年代以后Florida等更多的州加入了橡膠瀝青的研究開發(fā),至1990年美國已有23個州鋪筑了橡膠瀝青的試驗路。南非在大量使用橡膠瀝青的同時,創(chuàng)造出較薄瀝青路面的結(jié)構(gòu)形式,實現(xiàn)了真正的“強基薄面”路面結(jié)構(gòu),既節(jié)省了資源,又延長了路面的使用壽命。日本、加拿大、瑞典、英國、比利時、俄羅斯等國也已成功地將橡膠瀝青用于修建高等級公路。發(fā)達國家之所以如此重視橡膠瀝青,原因主要有:第一,保護環(huán)境。每年全世界消耗生橡膠約為1200萬噸,廢棄的輪胎約為8億條,對環(huán)境產(chǎn)生非常大的污染;第二,提高路用性能。采用橡膠瀝青的路面具有較好的高、低溫穩(wěn)定性,具有較強的抗老化、抗疲勞性能,同時具有降噪、防水的性能;第三,性價比高。橡膠瀝青路面使用壽命較長,在相同使用壽命的情況下,可減薄路面厚度。因此,在性價比方面較傳統(tǒng)瀝青及其它聚合物改性瀝青具有更高的性價比;第四,有效利用資源。橡膠瀝青使用主要原料是瀝青和廢輪胎膠粉,均為工業(yè)生活廢料,使有效的資源得到充分的利用。因此,一些發(fā)達國家對橡膠瀝青的研究和應(yīng)用,在政策上給予大力扶持。在橡膠瀝青的研究和使用過程也存在一些疑問,如:價格、耐久性、壽命、有害煙霧和再生性等,對此美國進行了較為系統(tǒng)的研究。結(jié)果表明:第一,橡膠瀝青的成本雖然比傳統(tǒng)瀝青高,但由于路面鋪裝質(zhì)量高、使用壽命長、維修費用低,因此性能價格比明顯優(yōu)于傳統(tǒng)瀝青;第二,耐久性優(yōu)于傳統(tǒng)瀝青,也不遜色于其它聚合物改性瀝青;第三,生產(chǎn)加工過程中釋放出來的煙霧一般多于傳統(tǒng)瀝青,但仍然在許可的范圍之內(nèi),不會對人體和環(huán)境造成危害;第四,橡膠瀝青使用一般的混合方法或微波加工技術(shù)完全可再生,可循環(huán)使用。因此,橡膠瀝青被廣泛用于公路路面的建設(shè)和維修工程之中。(三)美國橡膠瀝青及其路面結(jié)構(gòu)設(shè)計方法美國聯(lián)邦公路總署(FederalHighwayAdministration,簡稱為FHWA)曾于1991年針對添加廢輪胎橡膠的瀝青產(chǎn)品,根據(jù)制作過程的差異加以分類,并將不同制作過程的技術(shù)名詞予以標準化,將生產(chǎn)廢輪胎橡膠改性瀝青的制作過程概括為濕式制作過程(WetProcess)和干式制作過程(DryProcess)兩種。這兩種拌制方式加入的廢輪胎橡膠粉,同樣改變著瀝青粘結(jié)料性質(zhì),因此統(tǒng)稱為廢輪胎橡膠改性劑(CrumbRubberModifier,簡稱為CRM)。鑒于以往橡膠瀝青使用經(jīng)驗,美國國會在1991年通過《地表不同運輸模式間效率法案(ISTEA,IntermodalSurfaceTransportationEfficiencyAct)》,并于該法案的1038條款中,強制規(guī)定各州政府瀝青路面中必須使用一定數(shù)量的廢輪胎橡膠。于1994開始,使用聯(lián)邦基金鋪筑的瀝青路面之總噸數(shù)中,至少需有5%為CRM瀝青鋪面,此百分比值并將逐年增加,直至1997年需達到20%;該強制法案制定后,各州公路局立即展開大規(guī)模研究與試鋪,當時美國市場上已有10種以上廢輪胎橡膠瀝青制作工法出現(xiàn)。最后,ISTEA中的此項強制規(guī)定,因遭遇相當多的困難而于1995年取消。加州橡膠瀝青應(yīng)用始于上世紀70年代末80年代初,70年代末主要用于噴涂設(shè)備(石屑封層、HMA結(jié)構(gòu)中間層、CAPE封層),80年代初開始應(yīng)用于熱拌瀝青混合料。通常密級配瀝青混合料油石比控制在6-8%,間斷級配油石比控制在7-9%,開級配用于提高路面抗滑的表面層混合料油石比控制在6-8%,用于提高路面耐久性的高粘結(jié)料含量混合料油石比控制在8-10%。并且在部分新建工程中橡膠瀝青混合料較常規(guī)瀝青混合料被等厚度或薄于其25-50%鋪筑。在罩面維修中橡膠瀝青混合料作為表面層或中間層表現(xiàn)出路面裂縫減少、耐久性提高的優(yōu)點。ASTMD6114闡明眾多的研究成果表明,CRM的添加量至少需為總拌合量的15%,方可能達到廢輪胎橡膠瀝青可被接受的性質(zhì)。由ASTMD8中對橡膠瀝青的定義,拌合時橡膠顆粒與瀝青需有效反應(yīng),但干式制作過程中對于該反應(yīng)現(xiàn)象很難界定。濕式制作過程中一般需拌制不少于45分鐘的時間使之反應(yīng),因此欲使干式制作過程的廢輪胎橡膠粉與瀝青達到反應(yīng),而成為橡膠瀝青是相當困難的。所以為規(guī)范CRM產(chǎn)品質(zhì)量ASTM規(guī)定了相應(yīng)的檢測項目及規(guī)定值。美國規(guī)范對CRM的性質(zhì)規(guī)定試驗項目亞利桑納州加州(1)佛羅里達州ASTMD6114TypeATypeB級配(通過率)篩網(wǎng)號數(shù)網(wǎng)徑(mm)通過率建議小于8號篩No.82.360100100No.102.00010098~100100No.161.18075~10045~7595~100No.200.850100No.300.60025~1002~2035~85--No.400.42510085~100No.500.3000~450~610~30--No.800.18090~10010~50No.1000.1500~100~20~470~905~30No.2000.075000~135~60-含水率試驗含水率%無規(guī)定無規(guī)定≦≤0.75≦≤0.75比重試驗比重?zé)o規(guī)定1.1~1.21.10±0.061.5±0.05化學(xué)分析丙酮萃取分%無規(guī)定無規(guī)定≦≤25無規(guī)定碳氫類橡膠總含量%無規(guī)定40~55碳黑總含量%無規(guī)定20~40灰分總含量%無規(guī)定≤8天然橡膠含量%≧≧≥1016~45注:(1)加州規(guī)定兩種CRM級配,類型1全部由廢輪胎橡膠粉組成,級配要求與亞歷桑納州相同;類型2由75%廢輪胎橡膠粉、25%天然橡膠及稀釋油組成,級配如表所示。(2)僅對添加量較高,且有添加油品時規(guī)定美國同時要求進行橡膠粉與基質(zhì)瀝青的配伍性試驗,通過橡膠瀝青粘結(jié)料粘度(175)、針入度、軟化點、延度檢測,確保粘結(jié)料質(zhì)量。瀝青混合料配合比設(shè)計通常采用Marshall或Hveem法,同樣進行密度、孔隙率、VMA、穩(wěn)定度、水侵害性能控制。但值得一提的是橡膠瀝青混合料試驗室拌合溫度通常控制在149-163℃,成型溫度控制在143-149橡膠瀝青的現(xiàn)場加工溫度通常控制在176-204℃,而對于加州摻有大量天然橡膠的2型橡膠瀝青更要達到190-218橡膠瀝青混合料拌合溫度控制較普通瀝青混合料要高,要求非常嚴格,通常要經(jīng)過試拌確定。壓實采用震動鋼輪壓路機,由于混合料對膠輪的粘結(jié),膠輪壓路機通常不被采用。壓實一般開始于適宜的144℃,當表面溫度低于130℃時完成碾壓,終壓溫度控制于美國橡膠瀝青在路面工程中的應(yīng)用證明其具有減少表面疲勞反射裂縫、抗氧化、抗車轍、降低噪音、降低路面燈光反射、降低全壽命成本、提高雨天行車安全等優(yōu)點。同時也存在著單價高、施工溫度要求嚴格等缺點。美國橡膠瀝青的研究目前主要對橡膠瀝青混合料本身材料的性能進行了大量研究,但是,對于橡膠瀝青路面的結(jié)構(gòu)組合設(shè)計缺乏針對性的研究,結(jié)構(gòu)設(shè)計仍然以AASHTO的力學(xué)經(jīng)驗設(shè)計法為基礎(chǔ),并采用加速加載試驗設(shè)備,模擬實際環(huán)境因素,對路面結(jié)構(gòu)進行破壞性試驗,根據(jù)試驗結(jié)果,確定材料、結(jié)構(gòu)和施工工藝的進一步改進和是否推廣應(yīng)用。(四)南非橡膠瀝青及其路面結(jié)構(gòu)設(shè)計方法南非《城市間與鄉(xiāng)村道路柔性路面結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》是南非公路技術(shù)建議系列的一個重要組成部分,由南非交通部出版,第一版發(fā)表于1985年,1996年版為現(xiàn)行標準。南非《城市間與鄉(xiāng)村道路柔性路面結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》提出了城市間與鄉(xiāng)村道路柔性和半剛性路面結(jié)構(gòu)設(shè)計與選擇的方法,基于不同的道路服務(wù)目標,劃分了四個不同道路類型,充分體現(xiàn)了交通類型、行車質(zhì)量和安全標準的不同要求。其路面結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中考慮了服務(wù)目標、道路類型、壽命期決策、交通荷載軸譜、路面材料與性能、環(huán)境條件、工藝要求等諸多因素,最終設(shè)計結(jié)果的確定依據(jù)路面類型、要求的壽命周期決策以及經(jīng)濟分析結(jié)果和15年間的重車模擬實驗成果。南非道路類型根據(jù)道路的服務(wù)目標和功能性服務(wù)水平,分為A、B、C和D四級標準,其中A級與我國的高速公路標準相接近。南非與美國等國家對標準軸載的規(guī)定相同,即80kN,法定最大允許荷載為88kN。在路面結(jié)構(gòu)設(shè)計中,一般車輛荷載譜應(yīng)轉(zhuǎn)化為等效標準軸載,針對不同設(shè)計目標、路面結(jié)構(gòu)類型與組成,相同交通量可能轉(zhuǎn)化為不同的等效軸載次數(shù)。南非基本上采用4種主要路面組成類型:粒料、水泥穩(wěn)定類、瀝青類和水泥混凝土基層路面,各種路面類型由于不同維修改建對策和不同環(huán)境條件表現(xiàn)出不同的結(jié)構(gòu)性能。南非對不同等級的道路類型推薦了路面基層和底基層類型,如下表:路面基層與底基層類型道路分類與交通等級基層底基層AES100ES3碎石碎石×√水泥穩(wěn)定√√瀝青混和料碎石√√水泥穩(wěn)定√√水泥穩(wěn)定類碎石××水泥穩(wěn)定××注:√為推薦;×為不推薦。路面基層與底基層類型道路分類與交通等級基層底基層BES10ES3ES1碎石碎石√√√水泥穩(wěn)定√√√瀝青混和料碎石√√×水泥穩(wěn)定√√×水泥穩(wěn)定類碎石×××水泥穩(wěn)定√√√路面基層與底基層類型道路分類與交通等級基層底基層C與DES3ES1<ES0.3碎石碎石√√√水泥穩(wěn)定√√√瀝青混和料碎石√××水泥穩(wěn)定√××水泥穩(wěn)定類碎石××√水泥穩(wěn)定√√√南非現(xiàn)行瀝青路面設(shè)計規(guī)范采用路面結(jié)構(gòu)表進行設(shè)計,路面結(jié)構(gòu)表涉及路面可靠度概念。路面結(jié)構(gòu)設(shè)計查表法與其他現(xiàn)行設(shè)計方法相結(jié)合,加之設(shè)計者對各種方法的個人經(jīng)驗和理解,將得到良好的結(jié)果。南非力學(xué)設(shè)計法采用線彈性理論確定路面結(jié)構(gòu)各層不同位置的理論應(yīng)力與應(yīng)變,并表現(xiàn)為與荷載作用相關(guān)的不同材料類型下的早期破壞,相關(guān)規(guī)律可通過重車模擬實驗測定。這一方法可用于各類材料與路面類型,現(xiàn)行路面查表設(shè)計法是以此方法為基礎(chǔ)并考慮適當?shù)脑O(shè)計可靠度而提出的。南非推薦路面結(jié)構(gòu)表一道路類型(A)路面等級與設(shè)計承載能力(80kN軸次/車道)ES10(3-10)*106ES30(10-30)*106ES100(30-100)*106粒料基層4cm瀝青層5cm瀝青層5cm瀝青層15cm級配碎石15cm級配碎石15cm級配碎石25cm水泥穩(wěn)定碎石25cm水泥穩(wěn)定碎石30cm水泥穩(wěn)定碎石水結(jié)碎石基層4cm瀝青層5cm瀝青層——15cm水結(jié)碎石15cm水結(jié)碎石——12cm水泥穩(wěn)定碎石15cm水泥穩(wěn)定碎石——12cm水泥穩(wěn)定碎石15cm水泥穩(wěn)定碎石——瀝青類基層4cm瀝青層4cm瀝青層5cm瀝青層9cm瀝青穩(wěn)定碎石12cm瀝青穩(wěn)定碎石18cm瀝青穩(wěn)定碎石30cm水泥穩(wěn)定碎石40cm水泥穩(wěn)定碎石45cm水泥穩(wěn)定碎石南非推薦路面結(jié)構(gòu)表二道路類型(B)路面等級與設(shè)計承載能力(80kN軸次/車道)ES1(0.3-1)*106ES3(1-3)*106ES10(3-10)*106粒料基層雙層瀝青表處3cm瀝青層4cm瀝青層15cm天然碎石15cm級配碎石15cm級配碎石15cm水泥穩(wěn)定碎石15cm水泥穩(wěn)定碎石20cm水泥穩(wěn)定碎石水結(jié)碎石基層雙層瀝青表處3cm瀝青層4cm瀝青層12.5cm水結(jié)碎石12.5cm水結(jié)碎石12.5cm水結(jié)碎石15cm天然碎石15cm水泥穩(wěn)定碎石12.5cm水泥穩(wěn)定碎石————12.5cm水泥穩(wěn)定碎石瀝青類基層——3cm瀝青層3cm瀝青層——8cm瀝青穩(wěn)定碎石8cm瀝青穩(wěn)定碎石——20cm水泥穩(wěn)定碎石30cm水泥穩(wěn)定碎石南非推薦路面結(jié)構(gòu)表三道路類型(C)路面等級與設(shè)計承載能力(80kN軸次/車道)ES0.3(0.1-0.3)*106ES1(0.3-1)*106ES3(1-3)*106粒料基層雙層瀝青表處雙層瀝青表處雙層瀝青表處12.5cm天然碎石12.5cm天然碎石15cm級配碎石12.5cm水泥穩(wěn)定碎石12.5cm水泥穩(wěn)定碎石15cm水泥穩(wěn)定碎石水結(jié)碎石基層雙層瀝青表處雙層瀝青表處雙層瀝青表處10cm水結(jié)碎石10cm水結(jié)碎石12.5cm水結(jié)碎石12.5cm水泥穩(wěn)定碎石15cm天然碎石10cm水泥穩(wěn)定碎石從上述表中可以看出,對于重交通量的路段,一般都采用15~20cm的級配碎石基層,而水泥穩(wěn)定碎石等半剛性基層作為下臥層放在級配碎石層下面,厚度25~40cm,強度為1.5-3Mpa。除了瀝青類基層之外,半剛性基層很少與瀝青面層直接接觸。同時瀝青面層的厚度非常薄,只有4~5cm。通過考察,南非路面瀝青結(jié)合料主要是高摻量(20%左右)廢輪胎橡膠粉加入瀝青中形成的橡膠瀝青。路面結(jié)構(gòu)特點為強基薄面式結(jié)構(gòu),路基頂面60-100cm范圍內(nèi),采用沖擊壓實設(shè)備進行超強壓實。路面養(yǎng)護以橡膠瀝青碎石封層為主要養(yǎng)護方案。采用橡膠瀝青可以有效減薄路面厚度,明顯提高抗車轍能力,在南非實地修建的對比試驗路表明,25mm的橡膠瀝青路面,其效果等同于75mm正常的瀝青路面(AC結(jié)構(gòu)),與Superpave路面相比較,其效果也最佳。通過實際驗證,采用橡膠瀝青的路面使用壽命也延長8~9年。目前南非的高速公路路面已全部使用橡膠瀝青混合料。(五)國內(nèi)橡膠瀝青的發(fā)展情況我國對橡膠瀝青的研究主要在上世紀八十年代,對橡膠瀝青的生產(chǎn)方法和性能進行了實驗室研究,在江西、湖北、四川、北京、遼寧等地也相繼鋪設(shè)了試驗路段。已有的實踐同樣證明,用膠粉改性瀝青鋪設(shè)的公路,可以減少路面龜裂和軟化,路面不易結(jié)冰和打滑,提高了行駛安全性,還可以提高路面壽命,比一般的瀝青路面的使用壽命至少提高了1倍,但由于一些關(guān)鍵問題并未解決,在2000年以前,研究僅僅停留在試驗路階段,未有工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用。自2002年以來,橡膠瀝青的研究及應(yīng)用進入了一個嶄新的階段,全國很多地區(qū)開始大規(guī)模鋪筑試驗路段,特別是2007年,全國有超過100公里的路段鋪筑了橡膠瀝青,應(yīng)用范圍也拓展到高速公路,呈現(xiàn)了前所未有的新局面,掀起了新一輪研究及應(yīng)用的高潮。(六)國內(nèi)廢橡膠粉生產(chǎn)現(xiàn)狀經(jīng)過多年的努力,近年來我國在廢橡膠粉碎技術(shù)、設(shè)備和工藝上都取得了重大突破。常溫粉碎法、低溫冷凍法、化學(xué)法粉碎等新技術(shù)相繼誕生,并可大規(guī)模生產(chǎn)價格低廉的、膠粉粒子尺寸為80—200目的精細膠粉。據(jù)不完全統(tǒng)計,到2000年底,全國有膠粉生產(chǎn)企業(yè)43家,生產(chǎn)能力已達15萬噸,其中生產(chǎn)規(guī)模超萬噸的企業(yè)有5家,膠粉產(chǎn)量由1995年的6000噸,到2000年發(fā)展到5萬噸。廢輪胎及橡膠粉的生產(chǎn)也由原來的分散收集與生產(chǎn),逐漸形成集散地式的集中收集與生產(chǎn),到2007年已經(jīng)形成了三大集散地,即山東鄒平、河北玉田、山西汾陽三個地區(qū),但橡膠粉的生產(chǎn)仍未擺脫規(guī)模小的狀況,橡膠粉的生產(chǎn)廠家眾多,數(shù)量已經(jīng)達到數(shù)百家,但多數(shù)產(chǎn)量均在1000-2000噸,生產(chǎn)規(guī)模超過萬噸的企業(yè)仍然不到十家。用于橡膠瀝青生產(chǎn)的廢橡膠粉目數(shù)一般在20-40目左右,均采用常溫粉碎法生產(chǎn),原料一般多來源于斜交胎及子午胎,對灰份、含水量、纖維含量、鋼絲含量等有一定的要求。目前,廢橡膠粉的產(chǎn)量及質(zhì)量可以滿足橡膠瀝青生產(chǎn)的要求。2、市場需求分析橡膠瀝青與SBS改性瀝青相比,有著明顯的優(yōu)勢,性能上主要體現(xiàn)在瀝青混合料上,低溫抗裂性能及高溫抗車轍能力明顯優(yōu)于SBS改性瀝青混合料,道路使用壽命也會有顯著提高,且橡膠瀝青價格可降低在5-10%左右,同時可減薄路面厚度,因而道路的工程成本可適當降低。政策方面,我們國家正著力構(gòu)建環(huán)境友好型資源節(jié)約型社會,會相繼出臺相關(guān)政策,遼寧省交通廳對橡膠瀝青也非常重視,于2007年在遼寧省本溪市鋪筑了兩條試驗路,計劃在2008年再鋪筑幾條試驗路,并在適當時機進行推廣應(yīng)用。就遼寧省而言,普通公路每年需要改性瀝青約為5萬噸,高速公路的需求也大體相當,即總需求約為10萬噸,且呈增長趨勢。橡膠瀝青因其優(yōu)越的性能及性價比優(yōu)勢,會在未來占有遼寧省的大部分市場份額,以80%市場份額計算,則為8萬噸左右,可見本地市場需求巨大,以200元/噸利潤計算,每年至少可創(chuàng)造1600萬元左右的利潤。國內(nèi)市場的需要正處于上升期,正面臨著爆發(fā)期的到來,需求量更是大得驚人,橡膠瀝青完全可以參與省外市場的競爭,并占有一定的市場份額,其市場前景是相當光明的,在未來的發(fā)展中完全可以成就一個新的科技產(chǎn)業(yè),為遼寧老工業(yè)基地的全面振興做出一定的貢獻。三、主要攻關(guān)內(nèi)容及技術(shù)路線(技術(shù)可行性分析)(一)研究目的1、提出路基(包括原地面處置)的設(shè)計和施工控制參數(shù)及相應(yīng)的質(zhì)量評定方法和技術(shù)標準;2、提出橡膠瀝青應(yīng)用于不同交通量和區(qū)域的基層設(shè)計和施工技術(shù)參數(shù)和控制指標;3、提出橡膠瀝青的生產(chǎn)工藝和質(zhì)量評定方法及相應(yīng)的技術(shù)標準;4、提出橡膠瀝青混合料的設(shè)計方法和施工工藝,以及相應(yīng)原技術(shù)評定和質(zhì)量控制參數(shù);5、研究將橡膠瀝青技術(shù)應(yīng)用于道路養(yǎng)護,如薄層罩面(3cm橡膠瀝青混凝土路面)及開普封層(橡膠瀝青碎石封層+微表處)等方面;6、提出橡膠瀝青作為應(yīng)力吸收層應(yīng)用于連接層、碎石封層及橋面防水層等方面的技術(shù)控制指標,并制定橡膠瀝青的適用范圍;7、開發(fā)出價格較低的橡膠瀝青生產(chǎn)和施工設(shè)備;8、通過試驗路的鋪筑,確定采用橡膠瀝青的路面結(jié)構(gòu),提出遼寧省橡膠瀝青技術(shù)應(yīng)用指南。(二)研究內(nèi)容1、通過國內(nèi)外調(diào)研和室內(nèi)試驗,系統(tǒng)學(xué)習(xí)和掌握南非橡膠瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工技術(shù);2、通過室內(nèi)試驗及橡膠瀝青的生產(chǎn),對橡膠瀝青生產(chǎn)工藝和質(zhì)量控制標準進行研究;3、通過室內(nèi)試驗及橡膠瀝青試驗路的鋪筑,對橡膠瀝青混合料及其路用性能進行研究;4、通過橡膠瀝青的生產(chǎn)及試驗路鋪筑,試驗路包括新建路面及改擴建路面、舊路罩面、開普封層,研究及及確認橡膠瀝青用于瀝青路面養(yǎng)護可行性及適用范圍,并對國內(nèi)外設(shè)備調(diào)研,研究生產(chǎn)及施工設(shè)備國產(chǎn)化的可行性;5、參照南非經(jīng)驗及結(jié)合遼寧省的實際,研究及確定橡膠瀝青路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法;6、橡膠瀝青作為應(yīng)力吸收層,應(yīng)用于連接層、碎石封層及橋面防水層的研究;7、確定橡膠瀝青的適用范圍,編制橡膠瀝青應(yīng)用技術(shù)指南。(三)擬解決的關(guān)鍵技術(shù)問題1、橡膠瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工技術(shù);2、橡膠瀝青養(yǎng)護技術(shù);3、橡膠瀝青生產(chǎn)工藝和質(zhì)量控制標準;4、橡膠瀝青的適用范圍及提出技術(shù)指南。(四)產(chǎn)品技術(shù)特點、創(chuàng)新性和自有知識產(chǎn)權(quán)情況本項目研制的橡膠瀝青產(chǎn)品為一種新型路用材料,其性能上主要體現(xiàn)在路用上,低溫抗裂性及高溫抗車轍能力明顯提高,采用獨特的快速升溫方法,然后經(jīng)過快速剪切,混合攪拌,再溶脹的特殊工藝;創(chuàng)新性主要體現(xiàn)在利用廢棄輪胎,有效地利用了資源,并可節(jié)約石油相關(guān)產(chǎn)品SBS的消耗量,對節(jié)約資源有著重要意義,且在利用廢棄資源的同時,有效地解決了環(huán)境污染問題;創(chuàng)新性還體現(xiàn)在將橡膠瀝青用于寒冷地區(qū)的公路建設(shè),且可有效解決寒冷地區(qū)路面低溫易裂的問題。(五)產(chǎn)品技術(shù)性能水平與國內(nèi)外同類先進產(chǎn)品的比較與國外同類先進產(chǎn)品相比,生產(chǎn)效率明顯高,生產(chǎn)周期縮短1/3左右,生產(chǎn)效率提高1/2左右,且生產(chǎn)出的橡膠瀝青產(chǎn)品性能更加穩(wěn)定,儲存時間會得到保障,基本穩(wěn)定在6-9小時范圍內(nèi)(國外同類產(chǎn)品不穩(wěn)定,且儲存時間最多在6小時)。(六)項目單位及技術(shù)依托單位或合作單位的研究開發(fā)實力本單位擁有各類工程技術(shù)人員115人,其中研究員、教授級高工有8人,高級工程師21人,工程師及以下人員為86人,配有專門的研發(fā)中心及試驗檢測中心,先后承擔(dān)了交通部聯(lián)合攻關(guān)課題(同步碎石封層技術(shù)研究)1項,交通部西部項目(SEAM瀝青混合料研制及應(yīng)用)1項,遼寧省交通廳立項課題(SBR改性乳化瀝青的研制及應(yīng)用、SBS改性瀝青的研制及應(yīng)用、常溫瀝青混合料的研制及應(yīng)用、高速公路稀漿封層技術(shù)研究、同步碎石封層技術(shù)研究、廢膠粉改性瀝青的研制及應(yīng)用、稀漿封層用高性能乳化劑研究)7項,并具有專門的改性瀝青生產(chǎn)基地,年生產(chǎn)能力在10萬噸以上,且具有專業(yè)的施工隊伍,可承擔(dān)相關(guān)試驗路的鋪筑工作。四、現(xiàn)有工作基礎(chǔ)和條件本項目先期已經(jīng)開展了一些工作,已經(jīng)進行了調(diào)研工作,對國內(nèi)四川、廣東、江蘇、天津及黑龍江等省區(qū)進行了實地調(diào)研,并組織專業(yè)技術(shù)人員及專家團隊赴美國及南非進行實地考察;進行了室內(nèi)試驗,對工藝路線及配方進行了專題研究;2007年在遼寧省本溪鋪筑了兩條試驗路,并進行了跟蹤觀測,目前路用性能良好。五、申請人基礎(chǔ)條件(包括主要研究成果);沈陽三鑫集團有限公司成立于1998年,為國有控股企業(yè),隸屬于遼寧省交通廳公路管理局,業(yè)務(wù)范圍包括瀝青路面維修與養(yǎng)護(稀漿封層、碎石封層、瀝青路面冷再生、瀝青路面熱再生)、交通工程、公路工程監(jiān)理咨詢、路用材料生產(chǎn)(改性瀝青、乳化瀝青、乳化劑、粘結(jié)料、嵌縫料、常溫瀝青混合料)、公路機械設(shè)備銷售、公路園林綠化等。沈陽三鑫集團自1999年以來,先后承擔(dān)了交通部、遼寧省交通廳的各類課題9項,其中交通部聯(lián)合攻關(guān)課題(同步碎石封層技術(shù)研究)1項,交通部西部項目(SEAM瀝青混合料研制及應(yīng)用)1項,遼寧省交通廳立項課題(SBR改性乳化瀝青的研制及應(yīng)用、SBS改性瀝青的研制及應(yīng)用、常溫瀝青混合料的研制及應(yīng)用、高速公路稀漿封層技術(shù)研究、同步碎石封層技術(shù)研究、廢膠粉改性瀝青的研制及應(yīng)用、稀漿封層用高性能乳化劑研究)7項;其中SBS改性瀝青的研制及應(yīng)用、高速公路稀漿封層技術(shù)研究、同步碎石封層技術(shù)研究榮獲遼寧省科技進步三等獎。沈陽三鑫集團于2002年開始,對廢橡膠粉改性瀝青進行立項研究,并于2004年及2007年在遼寧省交通廳專題立項研究橡膠瀝青技術(shù)。從2006年開始,受遼寧省交通廳及遼寧省公路管理局的委托,對橡膠瀝青技術(shù)及橡膠瀝青生產(chǎn)設(shè)備開展全面調(diào)研,先后到江蘇、四川、廣東、天津及黑龍江等地進行國內(nèi)調(diào)研,并于2007年5月份與遼寧省交通廳專家組到美國及南非進行實地技術(shù)考察,對國外及國內(nèi)橡膠瀝青研究及應(yīng)用情況進行全面了解,對相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備進行深入調(diào)研,取得了第一手的資料。2007年6月至8月,在遼寧省本溪市鋪筑了兩條橡膠瀝青試驗路,在鋪筑期間,對橡膠瀝青的工藝路線及配方進行了專題研究,對橡膠瀝青混合料的配合比設(shè)計進行了研究,并做了大量的室內(nèi)試驗,對橡膠粉及基質(zhì)瀝青的性能及特點也進行了專題研究,并對橡膠瀝青的技術(shù)標準及要求進行了探討。六、實施方案(包括運行機制);(一)國內(nèi)外調(diào)研查閱有關(guān)國外技術(shù)資料,了解國內(nèi)外有關(guān)橡膠瀝青的基本理論,以及橡膠瀝青不同的制備方法及工藝;組織人員到國內(nèi)應(yīng)用較好的地區(qū)實地調(diào)研,對國內(nèi)目前發(fā)展狀況全面了解及掌握,為室內(nèi)試驗及試驗路做好充分準備;組織專家組到國外橡膠瀝青應(yīng)用成熟地區(qū)考察,了解橡膠瀝青的發(fā)展狀況及動態(tài),為橡膠瀝青的應(yīng)用收集足夠的素材,派專業(yè)技術(shù)人員重點到南非考察,全面了解南非橡膠瀝青的應(yīng)用情況及相關(guān)信息,包括“強基薄面”理論的應(yīng)用實踐、設(shè)計方法及施工方法。(二)路基研究主要對土基回彈模量進行研究,提出提高土基回彈模量的設(shè)計和施工方法有利于減薄路面結(jié)構(gòu)的總厚度。1、南非路面設(shè)計方法中基礎(chǔ)的習(xí)慣做法南非路面設(shè)計中將道路分為A(主要城間高速公路及鄉(xiāng)村道路)、B(城間干道,鄉(xiāng)村道路)、C(輕交通鄉(xiāng)村道路,戰(zhàn)備路)、D(鄉(xiāng)村支路)四個等級。其中A、B、C級道路基礎(chǔ)采用150G7(碎石土,最小CBR為15%,最大粒徑2/3層厚,土的塑性指數(shù)PI<12,最大膨脹率1.5%)+150G9(碎石土,最小CBR為7%,最大粒徑2/3層厚,土的塑性指數(shù)PI<12,最大膨脹率1.5%)+G10(碎石土,最小CBR為3%,最大粒徑2/3層厚)的結(jié)構(gòu)組合;D級道路基礎(chǔ)采用150G9+G10的結(jié)構(gòu)組合。2、對我省在建高速公路進行調(diào)研高速公路路床范圍壓實度≥96%指標較高,了解和掌握在建項目路基頂面回彈模量情況對課題進行具有指導(dǎo)意義。現(xiàn)場調(diào)研本溪至遼中高速公路、鐵嶺至阜新高速公路、阜新至朝陽高速公路,選取不同填方高度的路堤段、挖方段和零填挖路段收集土基回彈模量、對應(yīng)填料類型、填料CBR值等基礎(chǔ)數(shù)據(jù),對所獲數(shù)據(jù)進行分析和整理。3、提出適合于橡膠瀝青路面的土基回彈模量的建議值,擬定路基頂面回彈模量達到70-80Mpa。4、根據(jù)調(diào)研情況采取措施提高土基回彈模量a)選取試驗路段,提高路床范圍路基填料的最小強度(CBR)和壓實度,實測路基頂面回彈模量能否達到路面設(shè)計要求回彈模量70-80Mpa。b)提高上路堤范圍路基填料的最小強度(CBR)和壓實度,實測路基頂面回彈模量能否達到路面設(shè)計要求回彈模量70-80Mpa。c)改善路基壓實施工工藝,提高路基頂面回彈模量。可采用沖擊式壓實的方法進行施工。結(jié)合現(xiàn)場情況分別選取不同填方高度的路堤段、挖方段和零填挖路段作為路基試驗段,并選取軟弱地基路段和正常地基路段進行對比試驗。試驗過程中對沖擊碾壓的厚度按2米一級、4米一級和路基頂面沖擊壓實做對比試驗,同時針對不同的路基填料、地基情況、沖擊壓實機具、沖擊碾壓遍數(shù)進行現(xiàn)場組合試驗。主要對比試驗檢測內(nèi)容包括沉降量、壓實度、填料的物理力學(xué)參數(shù)、彎沉和承載力。根據(jù)現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)進行分析和理論計算,對土基回彈模量的增長規(guī)律進行驗證。根據(jù)不同路面荷載的傳遞及影響深度,歸納總結(jié)出不同路基填料、不同地基情況、不同路基填土高度、不同沖擊壓實厚度、不同沖擊碾壓遍數(shù)、不同重量的沖擊壓實機具對不同深度路基的回彈模量提高效果,總結(jié)出沖擊壓實的影響深度及其對提高路基回彈模量的有效方法,進而總結(jié)出一套適合于遼寧地區(qū)公路施工的沖擊壓實技術(shù)指導(dǎo)辦法,能有效的提高路基回彈模量和減小路面設(shè)計厚度。(三)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)南非的設(shè)計規(guī)范,在重載交通條件下,路面結(jié)構(gòu)一般采用粒料基層、瀝青類基層和水結(jié)碎石基層,同時對土基頂面填料的CBR值有一定的要求。粒料基層的典型結(jié)構(gòu)一般為5cm瀝青面層+15cm級配碎石基層+30cm水泥穩(wěn)定碎石半剛性底基層,根據(jù)土基干濕類型,底基層厚度可以進行調(diào)整;瀝青類基層的典型結(jié)構(gòu)為:5cm瀝青面層+18cm熱瀝青混合料基層+45cm水泥穩(wěn)定碎石半剛性底基層;水結(jié)碎石基層的典型結(jié)構(gòu)為:5cm瀝青面層+15cm水結(jié)碎石基層+30cm水泥穩(wěn)定碎石半剛性底基層。從上述結(jié)構(gòu)中可以看出,南非路面倒裝結(jié)構(gòu)采用的比較多,薄瀝青層下面直接設(shè)置半剛性基層的結(jié)構(gòu)一般僅在中等交通量的條件下應(yīng)用,而面層結(jié)構(gòu)均較薄,一般只有5cm。根據(jù)南非的經(jīng)驗,在提高土基回彈模量要求的基礎(chǔ)上,我們將對上述結(jié)構(gòu)進行理論分析和試驗室室內(nèi)模擬驗證,分析路面結(jié)構(gòu)的合理性。基于橡膠瀝青及橡膠改性瀝青良好的彈性和抗拉性能,允許橡膠瀝青結(jié)構(gòu)層底面出現(xiàn)拉應(yīng)力,從而達到減薄面層厚度的目的。在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時,可以采用單層或雙層瀝青面層結(jié)構(gòu);采用級配碎石柔性基層、瀝青穩(wěn)定碎石基層等不同的路面結(jié)構(gòu)組合,進行分析和驗證,并鋪筑試驗路進行觀測,最后提出一定交通量要求情況下的橡膠瀝青路面合理結(jié)構(gòu)。由于南非采用瀝青混合料基層的結(jié)構(gòu)與我國現(xiàn)行規(guī)范結(jié)構(gòu)相差不大,因此分析時,主要選擇南非較薄面層厚度的粒料基層組合進行驗證。擬定如下三種結(jié)構(gòu),以評價不同面層和基層厚度對結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)構(gòu)一:5cmAC-16型中粒式橡膠瀝青混凝土表面層;15cm級配碎石基層;35cm水泥穩(wěn)定碎石底基層;土基:回彈模量要求不低于70MPa。路面總厚度55cm。結(jié)構(gòu)二:4cmAC-16型中粒式橡膠瀝青混凝土表面層5cmAC-20型中粒式瀝青混凝土下面層;15cm級配碎石基層;20cm水泥穩(wěn)定碎石底基層;土基:回彈模量要求不低于70MPa。路面總厚度44cm。結(jié)構(gòu)三:5cmAC-16型中粒式橡膠瀝青混凝土表面層;15cm級配碎石基層;20cm水泥穩(wěn)定碎石底基層;土基:回彈模量要求不低于80MPa。路面總厚度40cm。(四)材料選擇1、瀝青的選擇選取幾種產(chǎn)地不同(如遼河歡喜嶺、中海-361)、型號不同(AH-50、AH-70、AH-90)的基質(zhì)瀝青,選取一種20-30目廢橡膠粉,在試驗室制備出橡膠瀝青,檢測其各項性能指標(包括膠結(jié)料及混合料指標),并對各項性能指標進行比較,從中選擇性能指標最好的基質(zhì)瀝青。2、橡膠粉的選擇從專業(yè)橡膠廠家得到子午胎、斜交胎、900胎的橡膠原料,粉碎成橡膠粉,制備橡膠瀝青,檢測膠結(jié)料指標及混合料指標,對不同橡膠粉對橡膠瀝青的性能進行深入研究,選取各項性能指標較好的橡膠粉作為備選橡膠粉。3、橡膠粉用量的選擇選取不同摻量的橡膠粉,制備橡膠瀝青,橡膠粉摻量選定在17-23%之間,檢測膠結(jié)料指標及混合料指標,對橡膠瀝青及其混合料性能進行研究,確定橡膠粉的用量范圍。4、橡膠粉粒徑的選擇選取20目至60目(根據(jù)具體情況確定目數(shù)范圍)不同粒徑的橡膠粉制備橡膠瀝青,檢測膠結(jié)料指標及混合料指標,對橡膠瀝青及其混合料性能進行研究,確定合適的粒徑范圍。5、石料的選擇取省內(nèi)各種不同的石料,包括石灰?guī)r、玄武巖、花崗巖等,分別按固定的級配(間斷級配)與橡膠瀝青進行混合料試驗,檢測其各項性能指標,比較各種石料的差異性,并提出應(yīng)用建議。(五)生產(chǎn)工藝和質(zhì)量控制標準的研究通過對膠粉品種、尺寸、摻量以及攪拌混合工藝的研究,通過實驗室研究、中試和工業(yè)生產(chǎn),采用濕法工藝,制備出滿足路用性能指標要求的橡膠瀝青,確定其技術(shù)指標、檢測方法和質(zhì)量控制標準。(1)以重交瀝青AH-90和AH-70為基質(zhì)瀝青。對國內(nèi)各類廢舊輪胎橡膠粉進行物理、化學(xué)分析,研究不同品種膠粉、級配、填加量等因素對改性瀝青性能的影響,重點研究國內(nèi)基質(zhì)瀝青與南非瀝青的差異性研究、國內(nèi)與南非橡膠粉的差異性研究。(2)采用攪拌(濕法)工藝方法制備橡膠瀝青,研究其混合工藝、混合設(shè)備、混合條件(溫度、時間)對橡膠瀝青性能的影響,確定適宜的混合工藝和條件。(3)研究確定廢橡膠粉、橡膠瀝青的技術(shù)指標,簡易檢驗方法及質(zhì)量控制指標。(六)混合料及路用性能的研究根據(jù)剛頒布的《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范》中的規(guī)定,密級配瀝青混凝土AC、SAC以及AK類混合料的級配范圍基本趨于統(tǒng)一,因此課題將選取我省常用的AC類混合料進行室內(nèi)試驗研究。選取石灰?guī)r、安山巖石料進行AC、SAC混合料試驗,由于橡膠瀝青中橡膠顆粒的存在,導(dǎo)致混合料中瀝青用量會較普通瀝青混合料有所增加,因此課題研究主要著眼于如何采用橡膠瀝青后對混合料體積指標的影響,需要增加礦料間隙率VMA值,在保證混合料空隙率不變的前提下,增加瀝青用量。表面層瀝青混合料主要采用SMA瀝青瑪蹄脂混合料級配進行試驗,采用玄武巖石料,必要時也可采用花崗巖或石灰?guī)r。SMA混合料試驗時,可以采用普通粘度的橡膠瀝青,瀝青用量的設(shè)計參照上述原則,以空隙率作為主要設(shè)計指標。根據(jù)橡膠瀝青的特點,開展橡膠瀝青混合料的室內(nèi)試驗,提出各種瀝青混合料的技術(shù)性能指標和檢驗標準,同時通過試驗路的鋪筑,對橡膠瀝青混合料的施工工藝提出要求。主要研究內(nèi)容如下:①研究確定橡膠瀝青混合料性能評價指標,重點對混合料的力學(xué)性能進行研究。②圍繞橡膠瀝青混合料性能,在實驗室進行各種室內(nèi)試驗,對橡膠瀝青的各項性能指標進行檢測,并在此基礎(chǔ)上進行混合料性能研究,提出各自不同的配合比設(shè)計和檢驗試驗方法,并根據(jù)路用性能選擇骨料級配形式及范圍。③通過試驗路鋪筑,對橡膠瀝青混合料的施工工藝進行研究,確定混合料的拌和、攤鋪、碾壓條件和方法。室內(nèi)試驗時,通過車轍試驗評價混合料的高溫性能,通過小梁低溫彎曲試驗、低溫收縮試驗評,通過蠕變試驗、貫入試驗等評價混合料的抗剪性能。通過混合料強度試驗、靜態(tài)模量等力學(xué)性能試驗,測定混合料的力學(xué)指標,進而為路面結(jié)構(gòu)設(shè)計提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。(七)生產(chǎn)及施工設(shè)備研究橡膠瀝青的生產(chǎn)、施工設(shè)備是保證橡膠瀝青混合料質(zhì)量的關(guān)鍵一環(huán),國外設(shè)備價格過高,為降低設(shè)備成本,必須走國產(chǎn)化的道路,為此,在調(diào)研、試用的基礎(chǔ)上,研究生產(chǎn)具有使用價值的國產(chǎn)設(shè)備。(1)根據(jù)各種橡膠瀝青生產(chǎn)設(shè)備不同的優(yōu)缺點,對橡膠瀝青生產(chǎn)設(shè)備進行研究,選擇適合的設(shè)備類型。(2)采用合作、合資等形式,研制出性能更加優(yōu)良,價格低廉的橡膠瀝青生產(chǎn)設(shè)備。(八)作為應(yīng)力吸收層的應(yīng)用研究(1)連接層應(yīng)用橡膠瀝青做為膠結(jié)料,用一定的規(guī)格粒徑(一般8-14mm)的碎石做為骨料,采用專用瀝青灑布車噴灑橡膠瀝青,采用專用碎石灑布車灑布碎石,應(yīng)用于半剛性基層與瀝青面層之間做為連接層,國外稱做應(yīng)力吸收層或應(yīng)力吸收膜,起到防止反射裂縫及防水的作用,也可以有效防止瀝青面層的推移等病害。在半剛性基層或舊路表面鋪筑不少于2公里橡膠瀝青連接層試驗路段,并做對比段,對兩種結(jié)構(gòu)形式的試驗段進行跟蹤觀測,以確定其路用性能的優(yōu)劣,確定其應(yīng)用的可行性。(2)碎石封層將橡膠瀝青做為膠結(jié)料,用一定規(guī)格粒徑(一般6-8mm)的碎石做為骨料,做為一種表處,用于等級較低的公路(如鄉(xiāng)道及村道)的舊路面面改造或鋪筑,具有良好的抗滑及防水效果,也可有效防止反射裂縫的發(fā)生,可以代替3cm瀝青混凝土路面。鋪筑不少于2公里試驗路段,并用3cm瀝青混凝土路面做為對比段,對兩種結(jié)構(gòu)形式的試驗段進行跟蹤觀測,確定其應(yīng)用的可行性。(3)橋面防水層利用橡膠瀝青粘度大的特點,將橡膠瀝青做為膠結(jié)料,與一定規(guī)格的碎石做為骨料,鋪筑下封層,應(yīng)用于橋面鋪裝,可有效防止橋面滲水,有效延長橋梁的使用壽命。選擇改造或新建的中型橋梁,采用橡膠瀝青及碎石鋪筑下封層,做為橋面防水層,跟蹤觀測其各項使用性能。(九)試驗路的鋪筑1、試驗路段的選擇對擬鋪筑橡膠瀝青的路段進行路況調(diào)查,并進行路面結(jié)構(gòu)設(shè)計,提出合理的路面結(jié)構(gòu)形式。2、室內(nèi)試驗在前面材料選擇的基礎(chǔ)上,到試驗路所選定的料場或拌和站取石料,進行室內(nèi)試驗,用選定的基質(zhì)瀝青及廢橡膠粉制備橡膠瀝青,檢測各項性能指標,并與SBS改性瀝青及其混合料各項性能指標進行對比。3、加速加載試驗在室內(nèi)試驗的基礎(chǔ)上,設(shè)計幾種不同的路面結(jié)構(gòu)、不同級配、不同材料的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計,通過加速加載試驗,測試不同路面結(jié)構(gòu)、不同級配及不同材料抗車轍能力,進行對比及篩選,從而優(yōu)選出最合理的路面結(jié)構(gòu)(包括最合理的級配類型及材料)。4、配合比設(shè)計選取不同級配(密級配、斷級配、superpave、SMA等)進行室內(nèi)試驗,以斷級配為重點研究對象,進行配合比設(shè)計,確定橡膠瀝青適合的級配及油石比,并在試驗路鋪筑前進行生產(chǎn)配合比設(shè)計。5、橡膠瀝青的生產(chǎn)將擬采用的橡膠瀝青生產(chǎn)設(shè)備運輸至相關(guān)拌和站,與拌和樓進行對接,安裝調(diào)試,生產(chǎn)橡膠瀝青,并檢測其各項性能指標及收集各項數(shù)據(jù)。6、試驗路的鋪筑鋪筑橡膠瀝青試驗路,對施工工藝進行系統(tǒng)研究,通過試驗路對施工工藝進行總結(jié)。7、試驗路的跟蹤檢測在試驗路鋪筑完成一個月及一個完整的凍融期后,進行跟蹤檢測,并收集各項檢測數(shù)據(jù)。(十)技術(shù)指南的編制在調(diào)研、室內(nèi)試驗及試驗路的基礎(chǔ)上,編制橡膠瀝青應(yīng)用技術(shù)指南,包括橡膠瀝青的技術(shù)指標、各種原料的技術(shù)指標、橡膠瀝青路面的設(shè)計及施工方法、橡膠瀝青的生產(chǎn)工藝、橡膠瀝青的適用范圍等。七、進度安排1、

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