陈李峰--绿色降噪环保橡胶沥青排水路面技术与工程实践
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– 路用性能耐久； – 重视功能服务；
• “绿色”路面
– 材料“绿色”； – 功能综合；
江苏省交通科学研究院
JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE
功能性路面
• 公路噪音
– 声屏障 – 寻求解决交通噪音的新途径 – 减少路面与轮胎噪音?
• 交通安全问题
– 雨天路面抗滑问题； – 雨天行车安全（水溅水雾）； – 寻求提高雨天路面服务水平。
5 胶种鉴定
聚异戊二烯+聚丁二烯橡胶（BR） 聚异戊二烯+丁苯胶（SBR）
江苏省交通科学研究院
JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE
（2）橡胶粉细度
• 推荐采用20目胶粉
– 三种胶粉中20目的胶粉性能较好； – 胶粉粒度越细，加工成本越高；
Viscous Modulus,Pa
JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE
5
粘结层的选择与罩面厚度
• 橡胶沥青应力吸收层SAMI
– 优势: 吸收应力、减少裂缝的作用; – 不足: 控制沥青用量避免过量导致泛油；
• 改性乳化沥青粘层
– 优势：没有泛油或者堵塞空隙的风险； – 不足：不具备抗裂性能。 – 用量需比正常路面的粘层适当增加，以0.3~0.5kg/m2为宜
技术要求 1.5-4.0
25 57 80
试验方法 T0625－2000 T0604－2000
T0606－2000 T0662－2000
江苏省交通科学研究院
JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE
3、功能综合——沥青混合料设计与工 艺
• OGFC级配范围优化
– 空隙率稳定:2.36mm以下通过率；
（1）橡胶粉来源
z 推荐采用货车轮胎
– 货车轮胎胶粉中含有较多的天然橡胶 – 货车轮胎含有对沥青有显著改性作用的丁苯胶（SBR）
序号
检验项目
1 橡胶烃，％ 2 碳黑，％ 3 灰分，％
4 丙酮抽出，％
小车轮胎 59.75 29.94 7.18
3.50
实测结果
货车轮胎 57.12 33.22 6.27
4.71
• 橡胶沥青开级配磨耗层（AR-OGFC）:LNAP – 60℃粘度可达到高粘沥青要求 （20000Pa·s）；
– 设计空隙率20%； – 厚度2.5~3cm，造价低。
江苏省交通科学研究院
JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTEຫໍສະໝຸດ 通过率，％排水/降噪？
• 排水与降噪功能综合
– 降噪效果：9.5mm以上通过率；
沥青混合料级配范围
通过下列筛孔（方孔筛，mm）的质量百分率（%）
16
13.2
9.5
4.75
2.36
0.075
上限
100
100
75
15
10
3
下限
100
85
50
0
0
0
江苏省交通科学研究院
JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE
降噪性能试验分析
• 阻尼试验 • 吸音系数试验
反映路面材料吸收噪音的能 力； 吸音系数越大则越能减少路面 反射的交通噪音。
江苏省交通科学研究院
JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE
4
吸声系数研究
• 分析不同空隙率的沥青路面降噪性能
江苏省交通科学研究院
JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE
绿色降噪环保橡胶沥青排水路面 技术与工程实践
陈李峰 高工/副所长 江苏省交通科学研究院
道路工程研究所
2011年3月
交流内容
• 1、概述 • 2、绿色环保——废旧轮胎粉沥青制备； • 3、功能综合——沥青混合料设计与工艺； • 4、工程案例——典型工程使用性能观测； • 5、小结
1、概述
• 资源节约、环境友好型
AR40
AR40M10
AR40M6
不同工艺橡胶沥青粘度
12 10
8 6 4 2 0
AR40
AR40M10
AR40M6
江苏省交通科学研究院
不同工艺橡胶沥青存储稳定性 J IA N GSU T RANSP ORT AT IO N R ESEAR CH INSTITUTE
（5）活性剂的作用
• 添加合适的外掺剂，改善橡胶沥青储存稳定途径
江苏省交通科学研究院
JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE
技术解决途径？
• 排水路面（PA）
– 日本TPS高粘添加剂（8-12%）； – 设计空隙率20-25%； – 厚度4cm，造价偏高；
• 超薄罩面（NOVACHIP）
– 专利技术，专有改性乳化沥青、改性沥青； – 设计空隙率10%； – 厚度2.5cm；
压实度（%）
厚度
不超过
平整度
不大于
宽度
纵断面高度
横坡度 中线平面偏位 不大于 渗水系数 不小于
检查频率
每生产一批检查 一次
质量要求 1.5～4.0
试验方法 旋转粘度计
每车料一次
符合规定
温度计测定
上、下午各1次
1次/200m/车道 1次/200m/车道 每车道连续检测 2处/100m 3处/100m 3处/100m 4点/200m 1次/200m/车道
8.6%
橡胶沥青多孔隙 (VV=23.4%)
5.8%
改性沥青多孔隙 (VV=22.7%)
5.5%
• 与密级配混合料相比，开 级配混合料阻尼比并不占 优势，说明开级配混合料 并不能显著减少车辆振动 产生的噪音；
• 开级配路面降噪机理源于 其多空隙状态形成的吸音 特性。
江苏省交通科学研究院
JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE
施工工艺及技术标准
• 温度控制
橡胶沥青加热温度 矿料温度
混合料出厂温度 混合料运输到现场温度
摊铺温度 初压开始温度 复压最低温度 碾压终了温度
190-200
165-180 165-175，超过190废弃
不低于160 不低于155 不低于150 不低于130 不低于100
江苏省交通科学研究院
JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE
设计值±2% 设计值±3%
拌和厂取样， 室内成型试验
现场钻孔试验
−4mm
随时
0.8mm
用连续式平整度 仪检测
不小于设计宽 用尺量
±15 mm
用水准仪或全站 仪
±0.3%
用水准仪检测
20mm
用经纬仪检测
江苏省交通科学研究院 900ml/15sec 改进型渗水仪 J IA N GSU T RANSP ORT AT IO N R ESEAR CH INSTITUTE
7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000
0 0
2502目20 4308目99
6303目14
1000
2000 3000 4000 5000 Elastic Modulus,Pa
6000
7000
货车胶粉橡胶沥青的复江数苏剪切省 模交量通 科 学 研 究 院 JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE
JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE
橡胶沥青生产工艺
高掺量 粗胶粉 橡胶粉
70号 基质沥青
185~190℃ 高速搅拌
175~180℃ 反应60min
1. 高速搅拌混合的工艺，未采 用胶体磨。
2. 根据工程需要，适当添加活 性剂。
泵送至拌和楼 或短期存放
江苏省交通科学研究院
3
沥青混合料技术要求
试验项目 马歇尔试件尺寸
马歇尔试件击实次数 空隙率
析漏损失 双层车辙试验 肯特堡飞散损失
单位 mm
％ ％ 次/mm ％
技术要求 φ101.6mm×63.5mm
两面各击实50次
18～25 <0.3 >3000 <20
江苏省交通科学研究院
JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE
吸声系数
吸声系数试验分析
1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1
0
0
OGFC13-1 OGFC13-2 LNAP13
500
1000
1500
频率（Hz）
2000
• LNAP13具有明显的吸声系数波峰，同 时比OGFC具有更高的吸声系数 ；
江苏省交通科学研究院
JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE
4、工程案例——典型工程使用性能观 测
• AR-OGFC罩面适用条件：
– 密水性能：渗水系数不大于50ml/min; – 结构性能：路面结构强度指数（PSSI）大于80 ； – 裂缝：采用灌缝等方式处理； – 抗槽、松散：修补处理； – 车辙：不大于10mm，否则需要处理，保证横向排水顺
畅；
江苏省交通科学研究院
阻尼试验研究
阻尼试验研究
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• “绿色”路面
– 材料“绿色”； – 功能综合；
江苏省交通科学研究院
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功能性路面
• 公路噪音
– 声屏障 – 寻求解决交通噪音的新途径 – 减少路面与轮胎噪音?
• 交通安全问题
– 雨天路面抗滑问题； – 雨天行车安全（水溅水雾）； – 寻求提高雨天路面服务水平。
5 胶种鉴定
聚异戊二烯+聚丁二烯橡胶（BR） 聚异戊二烯+丁苯胶（SBR）
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（2）橡胶粉细度
• 推荐采用20目胶粉
– 三种胶粉中20目的胶粉性能较好； – 胶粉粒度越细，加工成本越高；
Viscous Modulus,Pa
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5
粘结层的选择与罩面厚度
• 橡胶沥青应力吸收层SAMI
– 优势: 吸收应力、减少裂缝的作用; – 不足: 控制沥青用量避免过量导致泛油；
• 改性乳化沥青粘层
– 优势：没有泛油或者堵塞空隙的风险； – 不足：不具备抗裂性能。 – 用量需比正常路面的粘层适当增加，以0.3~0.5kg/m2为宜
技术要求 1.5-4.0
25 57 80
试验方法 T0625－2000 T0604－2000
T0606－2000 T0662－2000
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3、功能综合——沥青混合料设计与工 艺
• OGFC级配范围优化
– 空隙率稳定:2.36mm以下通过率；
（1）橡胶粉来源
z 推荐采用货车轮胎
– 货车轮胎胶粉中含有较多的天然橡胶 – 货车轮胎含有对沥青有显著改性作用的丁苯胶（SBR）
序号
检验项目
1 橡胶烃，％ 2 碳黑，％ 3 灰分，％
4 丙酮抽出，％
小车轮胎 59.75 29.94 7.18
3.50
实测结果
货车轮胎 57.12 33.22 6.27
4.71
• 橡胶沥青开级配磨耗层（AR-OGFC）:LNAP – 60℃粘度可达到高粘沥青要求 （20000Pa·s）；
– 设计空隙率20%； – 厚度2.5~3cm，造价低。
江苏省交通科学研究院
JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTEຫໍສະໝຸດ 通过率，％排水/降噪？
• 排水与降噪功能综合
– 降噪效果：9.5mm以上通过率；
沥青混合料级配范围
通过下列筛孔（方孔筛，mm）的质量百分率（%）
16
13.2
9.5
4.75
2.36
0.075
上限
100
100
75
15
10
3
下限
100
85
50
0
0
0
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降噪性能试验分析
• 阻尼试验 • 吸音系数试验
反映路面材料吸收噪音的能 力； 吸音系数越大则越能减少路面 反射的交通噪音。
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4
吸声系数研究
• 分析不同空隙率的沥青路面降噪性能
江苏省交通科学研究院
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绿色降噪环保橡胶沥青排水路面 技术与工程实践
陈李峰 高工/副所长 江苏省交通科学研究院
道路工程研究所
2011年3月
交流内容
• 1、概述 • 2、绿色环保——废旧轮胎粉沥青制备； • 3、功能综合——沥青混合料设计与工艺； • 4、工程案例——典型工程使用性能观测； • 5、小结
1、概述
• 资源节约、环境友好型
AR40
AR40M10
AR40M6
不同工艺橡胶沥青粘度
12 10
8 6 4 2 0
AR40
AR40M10
AR40M6
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不同工艺橡胶沥青存储稳定性 J IA N GSU T RANSP ORT AT IO N R ESEAR CH INSTITUTE
（5）活性剂的作用
• 添加合适的外掺剂，改善橡胶沥青储存稳定途径
江苏省交通科学研究院
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技术解决途径？
• 排水路面（PA）
– 日本TPS高粘添加剂（8-12%）； – 设计空隙率20-25%； – 厚度4cm，造价偏高；
• 超薄罩面（NOVACHIP）
– 专利技术，专有改性乳化沥青、改性沥青； – 设计空隙率10%； – 厚度2.5cm；
压实度（%）
厚度
不超过
平整度
不大于
宽度
纵断面高度
横坡度 中线平面偏位 不大于 渗水系数 不小于
检查频率
每生产一批检查 一次
质量要求 1.5～4.0
试验方法 旋转粘度计
每车料一次
符合规定
温度计测定
上、下午各1次
1次/200m/车道 1次/200m/车道 每车道连续检测 2处/100m 3处/100m 3处/100m 4点/200m 1次/200m/车道
8.6%
橡胶沥青多孔隙 (VV=23.4%)
5.8%
改性沥青多孔隙 (VV=22.7%)
5.5%
• 与密级配混合料相比，开 级配混合料阻尼比并不占 优势，说明开级配混合料 并不能显著减少车辆振动 产生的噪音；
• 开级配路面降噪机理源于 其多空隙状态形成的吸音 特性。
江苏省交通科学研究院
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施工工艺及技术标准
• 温度控制
橡胶沥青加热温度 矿料温度
混合料出厂温度 混合料运输到现场温度
摊铺温度 初压开始温度 复压最低温度 碾压终了温度
190-200
165-180 165-175，超过190废弃
不低于160 不低于155 不低于150 不低于130 不低于100
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设计值±2% 设计值±3%
拌和厂取样， 室内成型试验
现场钻孔试验
−4mm
随时
0.8mm
用连续式平整度 仪检测
不小于设计宽 用尺量
±15 mm
用水准仪或全站 仪
±0.3%
用水准仪检测
20mm
用经纬仪检测
江苏省交通科学研究院 900ml/15sec 改进型渗水仪 J IA N GSU T RANSP ORT AT IO N R ESEAR CH INSTITUTE
7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000
0 0
2502目20 4308目99
6303目14
1000
2000 3000 4000 5000 Elastic Modulus,Pa
6000
7000
货车胶粉橡胶沥青的复江数苏剪切省 模交量通 科 学 研 究 院 JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE
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橡胶沥青生产工艺
高掺量 粗胶粉 橡胶粉
70号 基质沥青
185~190℃ 高速搅拌
175~180℃ 反应60min
1. 高速搅拌混合的工艺，未采 用胶体磨。
2. 根据工程需要，适当添加活 性剂。
泵送至拌和楼 或短期存放
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3
沥青混合料技术要求
试验项目 马歇尔试件尺寸
马歇尔试件击实次数 空隙率
析漏损失 双层车辙试验 肯特堡飞散损失
单位 mm
％ ％ 次/mm ％
技术要求 φ101.6mm×63.5mm
两面各击实50次
18～25 <0.3 >3000 <20
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吸声系数
吸声系数试验分析
1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1
0
0
OGFC13-1 OGFC13-2 LNAP13
500
1000
1500
频率（Hz）
2000
• LNAP13具有明显的吸声系数波峰，同 时比OGFC具有更高的吸声系数 ；
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4、工程案例——典型工程使用性能观 测
• AR-OGFC罩面适用条件：
– 密水性能：渗水系数不大于50ml/min; – 结构性能：路面结构强度指数（PSSI）大于80 ； – 裂缝：采用灌缝等方式处理； – 抗槽、松散：修补处理； – 车辙：不大于10mm，否则需要处理，保证横向排水顺
畅；
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阻尼试验研究
阻尼试验研究
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