DB15∕T 1417-2018 胶粉改性沥青及混合料设计与施工规范(内蒙古自治区).pdf
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1、 ICS 93.080.20 Q20 备案号:59308-2018 DB15 内蒙古自治区地方标准 DB15/T 14172018 胶粉改性沥青及混合料设计与施工规范 Design and construction specification for modified asphalt and mixture of rubber powder 2018-06-05 发布 2018-09-05 实施 内蒙古自治区质量技术监督局 发 布 DB15/T 14172018 I 目 次 前言.II 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 3.1.1 3.2.1 3.3.1 4 材料.2
2、4.1 橡胶粉.2 4.2 胶粉改性沥青.2 4.3 粗集料.4 4.4 细集料.4 4.5 矿粉.4 4.6 混合料级配.4 5 胶粉改性沥青混合料配合比设计.4 5.1 设计原则.4 5.2 设计标准.4 6 施工工艺技术要求.6 6.1 橡胶粉的存储.6 6.2 胶粉改性沥青的加工与存储.6 6.3 胶粉改性沥青防水黏结层的施工工艺.8 6.4 胶粉改性沥青应力吸收层的施工工艺.10 6.5 胶粉改性沥青路面的施工工艺.10 7 施工质量管理与检查验收.13 7.1 一般规定.13 7.2 施工质量控制管理.14 7.3 胶粉改性沥青防水粘结层验收标准.14 7.4 胶粉改性沥青应力吸收
3、层验收标准.15 7.5 胶粉改性沥青路面验收标准.16 附录 A(资料性附录)胶粉改性沥青混合料现场生产工艺流程.17 DB15/T 14172018 II 前 言 本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。本标准由内蒙古自治区交通运输厅提出并归口。本标准起草单位:内蒙古工业大学、中咨公路养护检测技术有限公司、山东省交通科学研究院、武汉广益交通科技股份有限公司。本标准主要起草人:王岚、崔亚楠、侯芸、韦金城、张永明、余强、闫景晨、樊亮、常春清、董元帅、付建村、冯守中、李超、戴建华、冯蕾、肖利明、郭莹莹、张淑艳、李永振。DB15/T 14172018 1 胶粉改性沥青及混合料设计与施工规
4、范 1 范围 本标准规定了橡胶粉、沥青、集料和胶粉改性沥青的材料要求、胶粉改性沥青混合料配合比设计方法、施工工艺、质量管理和验收办法。本标准适用于沥青铺面工程。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,仅所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(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T 533 硫化橡胶或热塑性橡胶密度的测定 GB/T 3516 橡胶溶剂抽出物的测定 GB/T 4498 橡胶灰分的测定 GB/T 5757 离子交换树脂含水量测定方法 GB/T 9874 橡胶中铅含量的测定 原子吸收光谱法 GB/T 13249 硫化橡胶
5、中橡胶含量的测定 管式炉热解法 GB/T 14837 橡胶和橡胶制品热重分析法测定硫化胶和未硫化胶的成分 GB/T 19208 硫化橡胶粉 JTG D50-2017 公路沥青路面设计规范 JTG E20 公路工程沥青及沥青混合料试验规程 JTG E42 公路工程集料试验规程 JTG E60 公路路基路面现场测试规程 JTG F40 公路沥青路面施工技术规范 JTG F80-1-2004 公路工程质量检验评定标准 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。3.1 路用橡胶粉 road crumb rubber 由废旧轮胎经过粉碎加工得到,具有一定细度规格并满足道路技术指标的粉末状材料(以下简称
6、橡胶粉)3.2 胶粉改性沥青 crumb rubber modified asphalt DB15/T 14172018 2 采用专用设备,按一定比例将橡胶粉与基质沥青、或其他聚合物改性剂及外加剂混合加工形成的满足相关技术指标要求的混合物。3.3 胶粉改性沥青混合料 crumb rubber modified asphalt mixture 采用湿拌法工艺生产的胶粉改性沥青制成的热拌沥青混合料。4 材料 4.1 橡胶粉 4.1.1 种类和规格 4.1.1.1 根据轮胎的来源分为:子午胎胶粉和斜交胎胶粉。4.1.1.2 根据粉碎工艺分为:液氮低温冷冻法橡胶粉和常温法粉碎的橡胶粉。4.1.1.3
7、根据我国的橡胶粉生产情况,按细度分为 3 种规格:粗胶粉,30 目以下(0.600 mm 以上);细胶粉,30 目80 目之间(0.600 mm0.180 mm 之间);微细胶粉,80 目200 目之间(0.180 mm0.075 mm 之间)。4.1.2 选择 宜选用常温粉碎制成的废旧轮胎橡胶粉(胎顶胶)。路用橡胶粉宜在30目60目之间。4.1.3 物理指标 路用橡胶粉的物理技术指标见表1,相应指标的检测方法见GB/T 19208。表1 路用橡胶粉的物理技术指标 项 目 筛余物%相对密度 水 分 金属含量 纤维含量 技术指标 10 1.1001.300 0.75 0.01 0.5 检测方法
8、GB/T 19208 GB/T 533 GB/T 5757 GB/T 9874-4.1.4 化学指标 橡胶粉的化学技术指标见表 2。在使用过程中,应由具有相关资质的专业单位进行检测,并出具相应的检测报告,作为橡胶粉化学指标的评定依据。DB15/T 14172018 3 表2 路用橡胶粉的化学技术指标 单位为%检测项目 灰分 天然橡胶含量 丙酮抽出物 炭黑含量 橡胶烃含量 技术指标 8 25 22 28 42 检测方法 GB/T 4498 GB/T13249 GB/T 3516 GB/T 14837 GB/T 14837 4.2 胶粉改性沥青 4.2.1 适用范围 胶粉改性沥青可用于沥青混凝土面
9、层、应力吸收层、防水粘结层。4.2.2 基质沥青 基质沥青按照不同气候分区可按表 3 选用。表3 适应气候分区的基质沥青标号 气候分区 夏热冬严寒区(2-1)夏热冬寒(2-2)夏炎热冬寒(1-2)可采用的基质沥青 110号 110号、90号 90号 4.2.3 橡胶粉的掺量 胶粉改性沥青中橡胶粉的掺量应根据实际技术要求确定,一般为替代沥青质量的18%25%。4.2.4 外掺剂 外掺剂一般可与橡胶粉一起掺加到沥青中拌和、加工。4.2.5 胶粉改性沥青的技术指标 针对内蒙古地区的气候和交通环境,胶粉改性沥青可以分为A型和B型两类,其类型及适用条件见表4,胶粉改性沥青的有关技术指标见表5。表4 胶粉
10、改性沥青的类型及适用条件 胶粉改性沥青类型 橡胶粉掺量 SBS掺量 适用范围 A型 18%20%不低于2%严寒区公路、其他气候区特重、重交通公路沥青面层 B型 18%25%其他气候区中重交通公路沥青面层 DB15/T 14172018 4 表5 胶粉改性沥青技术指标 试验项目 单位 技术要求 试验方法 A 型 B 型 针入度(25,100 g,5 s)0.1 mm 4070 6080 JTG E20 T 0604 软化点(环球法)60 55 JTG E20 T 0606 延度(5,5 cm/min)cm 20 15 JTG E20 T 0605 175 运动粘度 Pa.s 14 14 JTG
11、E20 T 0619 25 弹性恢复%75 65 JTG E20 T 0662 闪点 230 230 JTG E20 T 0611 薄膜烘箱加热试验 质量损失%-1.0+1.0-1.0+1.0 JTG E20 T 0608 残留 25 针入度比%60 60 JTG E20 T 0604 残留 5 延度 cm 10 5 JTG E20 T 0605 离析,软化点差()6 且无改性剂明显析出、凝聚 6 且无改性剂明显析出、凝聚 JTG E20 T 0606 注1:有条件时应进行胶粉改性沥青的流变性能测试,高温采用DSR试验,具体实验方法见T0628-2011;注2:低温采用BBR试验,具体实验方法
12、见T0627-2011,路面低温设计温度提高10 的试验条件下,沥青弯曲梁流变试验的蠕变劲度St0.30;当沥青弯曲梁流变试验300 MPa St0.30,增加沥青直接拉伸试验,其断裂应变不宜小于1%;以上都不满足时,由沥青弯曲梁流变试验和直接拉伸试验确定的沥青临界开裂温度不宜高于路面低温设计温度。4.3 粗集料 粗集料参见JTG F40对粗集料的技术指标要求。4.4 细集料 细集料参见JTG F40对细集料的技术指标要求。4.5 矿粉 矿粉参见JTG F40对矿粉的要求。4.6 混合料级配 胶粉改性沥青可用于密级配沥青混凝土(AC型)。5 胶粉改性沥青混合料配合比设计 5.1 设计原则 5.
13、1.1 胶粉改性沥青混合料配合比设计,应遵循现行规范关于沥青混合料的理论配合比设计、目标配合比设计、生产配合比以及混合料的试生产和试验路段铺设等 4 个阶段。5.1.2 体积法设计。按照混合料设计空隙率的要求,由试件实际空隙率水平确定相应的油石比。DB15/T 14172018 5 5.1.3 混合料配合比的设计应在对同类公路配合比设计和使用情况调查研究的基础上,充分借鉴成功的经验,选用符合要求的材料,并进行相关的性能验证。5.2 设计标准 5.2.1 设计方法 宜采用马歇尔击实试验方法,在有条件地区也可使用旋转压实试验方法。5.2.2 马歇尔技术指标 马歇尔试验技术指标见表6,沥青混凝土的矿
14、料间隙率(VMA)应符合表7的要求 表6 胶粉改性沥青混合料马歇尔试验技术指标 指 标 密实型混合料 马歇尔击实次数(次)双面各75 试件尺寸(mm)101.6 mm*63.5 mm 稳定度MS(流值为3 mm)8kN 流值FL(mm)24 矿料间隙率VMA()14 设计空隙率VV()35 沥青饱和度VFA()7085 析漏损失(%)肯塔堡飞散损失 注1:击实次数:当胶粉改性沥青混合料用于表面层和中下面层的密实型混合料时,均采用双面击实各 75 次。对于重载交通路段,用于表面层的密实型混合料的击实次数可提高到 100 次。注2:设计空隙率:对于密实型混合料,当用于中、下面层时,设计空隙率为 3
15、;当用于表面层混合料时,中粒式混合料的设计空隙率为 4,细粒式混合料的设计空隙率为 5。注3:混合料试件的密度应采用蜡封法测定。注4:混合料的最大理论密度宜采用真空法测定。当采用理论计算法时,应通过试验确定混合料毛体积密度与表观密度的比例关系。注5:对于马歇尔试验宜采用设计空隙率确定混合料的最佳油石比,同时其他指标应满足设计要求。表7 胶粉改性沥青混合料的矿料间隙率要求 集料公称最大粒径 mm 19 16 13.2 9.5 VMA不小于 14 14.5 15 16 5.2.3 技术性能 5.2.3.1 胶粉改性沥青混合料高温性能要求根据交通等级进行分类,具体技术指标见表 8。DB15/T 14
16、172018 6 表8 胶粉改性沥青混合料高温性能要求 交通量等级 控制指标 中等、轻交通荷载等级 动稳定度 次mm 3000 相对变形 10 重交通等级 动稳定度 次mm 3500 相对变形 5 特重、极重交通等级 动稳定度 次mm 4000 相对变形 3 注:相对变形为规定作用次数、时间内所产生的变形(L)与试件厚度(L)的比值,=L/L100%5.2.3.2 胶粉改性沥青混合料的水稳定性指标要求见表 9。表9 胶粉改性沥青混合料水稳定性能要求 级配类型 技术指标 上面层 中下面层 密级配混合料 马歇尔残留稳定度()85 80 冻融劈裂强度比()80 75 沥青与石料的粘附性(级)4 4
17、5.2.3.3 胶粉改性沥青混合料的低温弯曲试验的破坏应变不小于表 10 的要求。表10 胶粉改性沥青混合料低温性能要求 技术指标 气候分区及技术要求 气候分区 冬严寒区 冬寒区 弯曲试验破坏应变()(-10,50mm/min),不小于 3000 2800 5.2.3.4 根据内蒙古地区年平均降雨量不超过 400 mm,采用胶粉改性沥青混凝土作为抗滑表层时,其构造深度不小于 0.45 mm,横向力系数不小于 45。5.2.3.5 渗水系数不大于 100 mLmin。5.2.3.6 胶粉改性沥青混凝土的线膨胀率不大于 1%。5.2.4 配合比设计流程 胶粉改性沥青混合料的配合比设计分为4个部分,
18、其流程及具体操作参见JTG F40。高等级道路的胶粉改性沥青路面在施工前应进行试铺。其他等级道路在缺乏施工经验或初次使用重大设备时,也应考虑试铺。具体实施可参照JTG F40。6 施工工艺技术要求 DB15/T 14172018 7 6.1 橡胶粉的存储 橡胶粉应存储在通风、干燥的仓库中,并采取有效的防淋、防潮措施以及消防措施。橡胶粉现场存储时间一般不超过180天。6.2 胶粉改性沥青的加工与存储 6.2.1 胶粉改性沥青的加工流程及设备 6.2.1.1 图 1 为胶粉改性沥青加工的基本流程,主要分为以下几个步骤:a)基质沥青、橡胶粉等原材料的添加;b)基质沥青、橡胶粉等原材料的预混;c)胶粉
19、改性沥青的反应过程;d)胶粉改性沥青质量监控。图1 胶粉改性沥青加工的基本流程 6.2.1.2 胶粉改性沥青加工的基本设备主要有:基质沥青的存储罐;橡胶粉的添加设备;其他添加剂的添加设备;基质沥青与橡胶粉等原材料的混合罐;胶体磨;胶粉改性沥青的反应罐(应具备搅拌功能);胶粉改性沥青加工设备的加温和控温系统;胶粉改性沥青质量的监控设备。基质沥青基质沥青 橡胶粉橡胶粉 聚合物聚合物 混合罐(搅拌)混合罐(搅拌)反应助剂反应助剂 反应罐(发育)反应罐(发育)使使用用 胶体磨胶体磨 不不合合格格 合格合格 DB15/T 14172018 8 6.2.2 胶粉改性沥青加工前的准备 6.2.2.1 加工胶
20、粉改性沥青前,胶粉改性沥青加工设备中的计量装置应进行专门标定,并贴有计量标签。对于固定式的加工设备,按计量有效期年限的频率进行标定,对于移动式设备,每个工程开工前均需要标定。计量标定的主要仪器或传感器有:所有的称重设备传感器、温度传感器、流量计、搅拌器的转速。6.2.2.2 在正式生产前,胶粉改性沥青设备应进行试生产,检查设备的运转情况。6.2.3 胶粉改性沥青的加工 6.2.3.1 胶粉改性沥青宜采用搅拌法加工。6.2.3.2 胶粉改性沥青生产分为连续式和间歇式,宜采用间歇式生产胶粉改性沥青。6.2.3.3 胶粉改性沥青的加工温度宜控制在 180 190,但不应高于 210。6.2.3.4
21、胶粉改性沥青发育时间一般为 2 h4 h。6.2.3.5 在生产过程中,应及时检测每锅胶粉改性沥青的技术指标,当采用连续式生产时,应每隔 4560 分钟抽样检测胶粉改性沥青的技术指标。6.2.4 胶粉改性沥青的存储 胶粉改性沥青宜随制随用或7天内使用完毕。当由于不可抗力,如需临时存储时,应将胶粉改性沥青的温度降到145 155 范围内存储,并缓慢搅拌,存储时间一般不超过10天。在存储期间应检测胶粉改性沥青的技术指标。当经过较长时间存储,再次使用前,应检测胶粉改性沥青的指标是否满足技术要求。采用成品胶粉改性沥青,必须采用具有保温装置和搅拌装置的沥青罐进行运输和储存,胶粉改性沥青尽量在24小时内用
22、完,如因特殊原因必须临时储存,应将温度降至145 155,并缓慢搅拌,应在10天内用完。成品改性沥青在存储期间,要逐日检测沥青指标衰减情况,若相应指标如软化点衰减至不满足表4时,可适当添加胶粉、在罐体搅拌,经检验合格后方可使用。6.3 胶粉改性沥青防水黏结层的施工工艺 6.3.1 施工准备 6.3.1.1 施工设备 施工宜优先采用先进的施工设备,其中主要包括:高压除尘机、智能沥青洒布车、石料撒布车和轻型胶轮压路机,推荐使用同步碎石封层车替代智能沥青洒布车和石料撒布车。6.3.1.2 施工温度 胶粉改性沥青喷洒温度应在175 185 之间,石料撒布前应预加热至150 以上。施工环境温度应大于10
23、;雨天、大雾、大风天不应施工,且不宜在夏季太阳暴晒下和清晨有露水时施工。6.3.1.3 下承层准备 胶粉改性沥青防水层施工前应检查其下承层表面质量,应干燥、清洁、无杂物等,对有污染的部位应提前处理,按规定喷洒透层油或粘层油,验收合格后方可进行下道工序施工。DB15/T 14172018 9 6.3.2 施工工艺 6.3.2.1 胶粉改性沥青防水层改性沥青喷洒宜采用同步碎石封层车。大面积施工前应进行小面积试洒,确定车辆行走速度、泵量等参数,确保满足要求的沥青洒布量。6.3.2.2 胶粉改性沥青洒布量为 1.8 kg/m22.2 kg/m2。沥青需经过预热脱筒后,倒进加热炉中继续加热升温到要求温度
24、。桥面防水材料应均匀洒布,保证厚度一致,无露白、无油团堆积。6.3.2.3 在沥青洒布起步、终止部位,应铺设条布或采用其他保护措施,承接多余沥青,防止对下承层产生污染。6.3.2.4 施工现场使用的胶粉改性沥青应由正规厂家生产,质量应满足本标准表 5 的技术要求。施工单位应对沥青洒布量进行自检,监理单位应认真进行现场监理和检测。6.3.2.5 胶粉改性沥青喷洒完成后,立即撒布单一粒径 5 mm10 mm 碎石,碎石撒布量为 5 kg/m27 kg/m2(控制碎石覆盖率 60%70%),有条件时宜在利用拌和站加热碎石时掺加少量沥青(0.4%0.6%)拌和至沥青包裹碎石。集料采用机扎碎石,质量要求
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