CN105541181B - 一种橡胶粉路面材料及施工方法 - Google Patents
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Abstract
一种橡胶粉路面材料及施工方法,破碎报废的全钢载重子午线轮胎,粉碎研磨成胶粉;用胶粉、稳定助剂、改性剂和基质沥青制得橡胶沥青;按比例取橡胶沥青、矿料和矿粉,制得橡胶粉路面材料。清理需铺设路段的下承层;下承层均匀撒铺加热后的橡胶沥青;碎石料加热至温度不低于80℃,撒布在橡胶沥青层上;根据下承层温度,在规定的时间内完成3遍碾压,按现有橡胶沥青路面材料的铺设方法铺设橡胶粉路面材料,摊铺厚度3.5~5.5cm;在橡胶粉路面材料不同温度段分别碾压后,均匀洒布粘层油,完成公路路面的施工。该路面材料适合于大温差地区公路铺设,解决了大温差地区的公路裂缝问题,为大温差下地区的橡胶粉应用打下了良好的基础。
Description
技术领域
本发明属于公路铺面材料技术领域,涉及一种橡胶粉路面材料;本发明还涉及一种用该路面材料铺设公路路面的施工方法。
背景技术
高等级公路建设的发展,对路面的使用品质和功能提出了更高的要求。实践表明,旧路面改造中所面临的技术问题比新建公路沥青路面要复杂的多。例如旧路面加铺中需要注意加铺层的抗反射裂缝能力、高温性能及与旧路面良好的粘结效果等。不少工程由于这些问题处理不当,导致维修后迅速破坏,造成维修费用的巨大浪费,甚至陷入年年修、反复修的困境。对于以上技术问题,除了改进沥青路面的结构设计外,采用性能良好的路用材料也是一个重要的方面。橡胶沥青由于其优良路用性能和对环境保护的特殊意义,日益受到国内工程界的重视。
甘肃省河西地区属中温带干旱气候区,降雨少、蒸发量大、日照长、昼夜温差显著、冬春季节不太明显,夏季炎热而冬季寒冷,风大砂多,植被稀少,具有典型的大陆性荒漠气候特征,日温差较大。根据气象资料统计,多年平均气温6.9℃,极端最高气温38.4℃,极端最低气温-31.6℃。多年平均降水量63.3~86.7 mm,在全国公路气候自然分区中属于西北干旱Ⅵ区。将现有的橡胶沥青应用于该地区的公路路面时,存在集料剥落、沥青老化等问题,最大病害是裂缝,平均间距较大,都为横向贯通基层反射裂缝,裂缝宽度一般为2.5mm左右。
发明内容
本发明的目的是提供一种应用于日温差较大地区的橡胶粉路面材料,能够耐受较大的温度变化,不轻易出现裂缝。
本发明的另一个目的是用上述路面材料进行公路路面铺设的施工方法。
为实现上述目的,本发明所采用的技术方案是:一种橡胶粉路面材料,按以下方法制得:
步骤1:取报废的全钢载重子午线轮胎,常温下破碎,分离铁和纤维,常温下粉碎成粒径为1~3mm的粗胶粉,再次去除铁和纤维后输送至储料仓,常温下研磨粗胶粉,得粒径40~120目的胶粉;
步骤2:按质量百分比,分别取胶粉18~20%、稳定助剂3~7%、改性剂0.5~1.5%和余量的基质沥青;基质沥青加热至195±2℃,加入胶粉和改性剂,高速剪切搅拌2~5min后,加入稳定助剂,在180~190℃的温度下搅拌45~60min,得橡胶沥青;
步骤3:取橡胶沥青、矿料和矿粉,橡胶沥青与矿料的质量百分比为7.5~8.7%,矿粉与矿料的质量百分比为3~7%,矿料加热到185~195℃,加入温度为180~190℃的橡胶沥青,搅拌95~115s,再加入温度为185~195℃的矿粉,搅拌95~115s,得橡胶粉路面材料;
所述的矿料采用AR-AC13S型混合料、AR-AC-13型混合料或者ARHM-13W型混合料。
本发明所采用的另一个技术方案是:一种用上述橡胶粉路面材料铺设公路路面的施工方法,具体按以下步骤进行:
步骤1:对需要铺设路段的下承层进行清扫、吹尘和清洗;
步骤2:将温度180~190℃的橡胶沥青均匀撒铺在清理后的下承层上;
步骤3:将粒径9.5~13.2mm的碎石料加热至温度不低于80℃,均匀撒布在橡胶沥青层上;
步骤4:若下承层温度超过40℃,则在20min内完成3遍碾压;若下承层温度为18~40℃,则在10min内完成3遍碾压,若下承层温度低于18℃,则停止施工;
步骤5:按现有橡胶沥青路面材料的铺设方法铺设橡胶粉路面材料,铺设时,螺旋布料器中橡胶粉路面材料的高度为螺旋布料器高度的1/2~2/3;橡胶粉路面材料的温度不低于160℃,松铺系数为1.25,摊铺厚度3.5~5.5cm;
步骤6:铺设橡胶粉路面材料后,其温度降至157~164℃时,进行第一次碾压,碾压速度为2.0km/h;当铺设的橡胶粉路面材料温度降至143~153℃时,进行第二次碾压,碾压速度为3.0km/h;当铺设的橡胶粉路面材料温度降至100~104℃时,进行第三次碾压,碾压速度为3.0km/h,得橡胶粉混凝土路面;之后,按现有橡胶沥青路面施工方法在该橡胶粉混凝土路面上均匀洒布粘层油,粘层油的洒布量为0.20~0.30kg/m2,形成应力吸收层,完成公路路面的施工。
本发明路面材料是利用胶粉制备的适合于大温差范围下的橡胶沥青胶结料,应用于路面之中,解决了大温差地区的公路裂缝问题,为大温差下地区的橡胶粉应用打下良好的基础,同时也是橡胶沥青优良路用性能和对环境保护特殊意义的具体体现。大温差范围下橡胶粉路面材料的制备,不仅仅解决了废橡胶的“黑色污染”问题,还促进了节约资源与环境保护,加强了材料的再循环利用,推进了材料新技术的发展。同时也加强了我国橡胶沥青研究的进展,对于橡胶沥青的路面施工应用有了一定的实际参考价值,推动了橡胶沥青在我国的更进一步发展。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
高等级公路建设的发展,对路面的使用品质和功能提出了更高的要求。进一步寻求性能更优越、价格更便宜的改性沥青材料,仍是道路工作者不倦的追求。开展橡胶沥青的应用研究,一方面可以拓展材料选择的空间,延长路面使用寿命,是道路工程发展的需要;另一方面是回收利用废轮胎的需要,是对我国环境保护事业的贡献,是一件利国利民的好事。尤其是昼夜温差显著、冬春季节不太明显、日温差较大、夏季炎热而冬季寒冷、风大砂多、植被稀少、具有典型大陆性荒漠气候特征的地区。目前使用的橡胶沥青材料容易出现裂缝,影响到公路路面的质量,存在巨大的安全隐患。为了解决上述现有技术中存在的问题,本发明提供了一种橡胶粉路面材料,能够应用于昼夜温差显著、日温差较大的具有典型大陆性荒漠气候特征的地区,不容易出现裂缝,保证公路路面质量,消除安全隐患。该橡胶粉路面材料按以下方法制得:步骤1:取报废的全钢载重子午线轮胎,常温下将整胎破碎成50×50mm的碎块后,经破胶机两次搓切成10×10mm的胶块,分离铁和纤维,送入细碎机,常温下粉碎成粒径为1~3mm的粗胶粉,再次去除铁和纤维后输送至储料仓,常温下研磨粗胶粉,得粒径40~120目的胶粉;
该胶粉中天然橡胶组分的含量和橡胶烃的含量分别是33%和59%。该胶粉的加热减量≤1.0%、铁含量≤0.03%、纤维含量≤0.1%、体积密度260~460kg/m3、灰分≤8%、丙酮抽出物≤8%、橡胶烃含量≥42%、炭黑含量≥26%。
全钢载重子午线轮胎采用载重车辆报废的9.00R20型载重轮胎、10.00R20型载重轮胎、11.00R20型载重轮胎和12.00 R20型载重轮胎。
步骤2:按质量百分比,分别取胶粉18~20%、稳定助剂3~7%、改性剂0.5~1.5%和余量的基质沥青;基质沥青加热到195±2℃,加入胶粉和改性剂,高速剪切搅拌2~5min后,加入稳定助剂,在180~190℃的温度下搅拌45~60min,得橡胶沥青;
该橡胶沥青的180℃旋转黏度2.0~4.0Pa·s、25℃针入度(0.1mm)40~80、软化点>58℃、25℃弹性恢复>55%、5℃延度>20cm。
稳定助剂采用催化裂化油浆糠醛抽出油、维他连接剂或多聚磷酸(PPA)。
改性剂采用热塑性丁苯橡胶(SBS)。
步骤2中在180~190℃的温度下采用叶片搅拌机进行搅拌。
步骤3:取橡胶沥青、矿料和矿粉,橡胶沥青与矿料的质量百分比为7.5~8.7%,矿粉与矿料的质量百分比为3~7%,将矿料加热到185~195℃,加入温度为180~190℃的橡胶沥青,搅拌95~115s,再加入温度为185~195℃的矿粉,搅拌95~115s,得橡胶粉路面材料。
矿粉为粒径小于6mm的矿石。
矿料采用AR-AC13S型混合料(《安徽建筑》 2013年01期《广祠高速公路AR-AC13S橡胶沥青路面施工技术》,作者:王成彬)、AR-AC-13型混合料(江苏省交通科学研究院《断级配橡胶沥青混凝土AR-AC-13施工指南》)或者ARHM-13W型混合料(《橡胶沥青及混合料设计施工技术指南》,交通部公路科学研究院)。
制得的橡胶粉路面材料的空隙率为3.0~5.5%、稳定度为9.45~11.03kN。本发明采用橡胶细碎与精细研磨工艺相结合的方法将全钢载重子午线轮胎在高速阻尼剪切和摩擦的工作条件和“无源温度升融涨”(无源温度升融涨指的是生产过程中没有外源提升温度,只靠自身的剪切和摩擦自行升温)的过程中粗胶粉的质体打开制备胶粉。同时,各工序间通过气流风选输送物料,气流在输送物料过程中对物料进行有效降温,使物料的温度始终在常温状态下粉碎以及精细研磨,而物料所处的设备的温度为60~70℃,以保证胶粉不至温升过高而烧焦或粘接破坏其物理性能,制备的胶粉表面活性高,比表面积高,含氧基团含量高,与聚合物材料、沥青和混凝土具有良好的相容性,而采用较为先进的平面式精细研磨机与开炼式破胶机破碎型式从线速度、速度比与相比有质的不同,所生产出的胶粉质量稳定。
利用高速剪切设备将胶粉分散在基质沥青中,使二者在反应初期充分融合;再通过简单搅拌实现橡胶沥青的进一步发育和溶胀,形成合格的产品,为了使橡胶粉颗粒充分溶胀,应选择黏度达到最大并将要发生降低时作为选择搅拌时间的依据。因此本发明中采用复合搅拌方式,即高速剪切搅拌和普通叶片型搅拌共用,搅拌时间取50min左右。
反应温度的升高有利于胶粉与沥青的交互作用,但沥青的老化现象会更加显著;温度过低时,反应缓慢,达到使用要求的时间较长,燃油消耗大幅增加,成本上升。试验表明,反应温度太高会造成橡胶颗粒过度降解,影响橡胶沥青的粘度;反应温度较低,则需要较长的搅拌时间,影响生产效率,实际生产中要权衡这两个因素的影响。温度的升高在促进胶粉溶胀的同时,加速了胶粉裂解反应的发生,胶粉有效粒径不断减小,应力集中现象减少,延度值增加;胶粉裂解程度的增大使得分散于沥青中的小分子链段数越多,沥青的柔韧性得到改善,延度值增加,因此随着反应温度的升高延度呈递增趋势变化。从橡胶沥青的性能出发,本发明确定的反应温度为180~190℃。
胶粉的粒径对改善橡胶沥青的性能和降低工程成本至关重要。胶粉颗粒较粗时改性效果较差,胶粉在沥青中溶胀比较困难,溶胀速率缓慢,溶胀的程度有限,橡胶沥青的网络结构不够完善,沥青粘度较小;胶粉太细虽然胶粉的溶胀变得容易,溶胀程度增大,有利于橡胶沥青网络结构的形成,但同时胶粉的脱硫裂解反应也变得更加显著,胶粉的有效粒径变小,对橡胶沥青网络结构不利,粘度减小,此外胶粉过细在沥青中分散困难且成本很高对经济不利,起不到良好的改性效果。本发明橡胶粉路面材料中采用粒径40~120目的胶粉,胶粉在沥青中能够形成良好的骨架结构,经过较短的时间就能获得较高的粘度,获得良好的综合使用性能。
橡胶粉路面材料中胶粉(特别是粗胶粉)掺量过低,则胶粒之间的距离较远,相互之间的联系较疏远,远程作用较小,此时增稠沥青是其主要的作用;相反当胶粉掺量过大,虽然单位体积内的胶粉数量明显增大,胶粒之间的距离减小,有利于提高胶粒之间的远程作用力,改善了沥青的诸多性质,但存在胶结料稠度过大难以生产的问题,另外还易造成混合料拌和过程中油量过大,导致混合料高温性质的下降。因此,胶粉掺量的变化,不仅仅要兼顾胶粉在沥青中起到的填充效果,还要考虑橡胶沥青的高温、低温特性,本发明橡胶粉路面材料中胶粉的质量百分比为18~20%,此时橡胶沥青存在一个最佳的网络结构,胶粉在沥青中起到最好的填充效果,橡胶沥青能够获得良好的高温性能和低温性能。
稳定助剂相当于沥青中的软组分,它和沥青质不仅增加了体系的温度敏感性,同时提高了体系的稳定性能,使沥青变软变柔,提高了改性沥青的储存稳定性;而催化裂化油浆中重组分的饱和分和沥青质不仅降低了体系的温度敏感性,同时加剧了体系的不稳定性,使沥青变硬变脆。故而本发明橡胶粉路面材料中稳定助剂所取用的质量百分比为3~7%。
、对本发明橡胶粉路面材料进行高温和低温性能试验:
高温性能采用车辙试验评价,试验条件:在60±1℃,0.7±0.05MPa条件下进行车辙试验,车辙动稳定度试验结果如表1所示。
表1 车辙试验动稳定度
低温抗裂性能实验采用小梁试验,进行混合料低温性能评价,试验条件:温度-20℃,速率50mm/min,试验结果如表2所示。
表2 小梁弯曲试验结果
从表1和表2可以看出:本发明橡胶粉路面材料的车辙动稳定度和低温破坏应变性能明显优于现有的橡胶沥青路面材料的车辙动稳定度和低温破坏应变性能,说明本发明橡胶粉路面材料的抗高温性能和耐低温性能好,适合于大温差范围下的地区。
、水稳定性能试验
通过浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验来检验本发明橡胶粉路面材料的水稳定性能,试验结果见表3和表4。
表3 浸水马歇尔试验结果比较
表3和表4表明,本发明橡胶粉路面材料浸水马歇尔的残留稳定度为88.2%,大于现有的橡胶沥青路面材料的残留稳定度;冻融劈裂实验中,本发明橡胶粉路面材料的劈裂强度比为85.0,现有的橡胶沥青路面材料的劈裂强度比。由此可见,本发明橡胶粉路面材料的水稳定性优于现有的橡胶沥青路面材料的水稳定性。
、抗疲劳性能试验
采用四点弯曲疲劳试验,进行疲劳性能评价,采用的应变为300με。疲劳试验条件的温度为15℃,当模量降低到初始模量50%时的疲劳次数,试验结果如表5所示。
表5 疲劳试验结果(15℃)
表5显示,本发明橡胶粉路面材料的疲劳循环次数远大于现有的橡胶沥青路面材料的疲劳循环次数,表明本发明橡胶粉路面材料的疲劳性能良好,抗反射裂缝能力较强,适用于裂缝较多的区域。
本发明还提供了一种用上述橡胶粉路面材料铺设公路路面时的施工方法,具体按以下步骤进行:
步骤1:对需要铺设路段的下承层进行清扫、吹尘和清洗;
取全钢载重子午线轮胎,常温下将整胎破碎成50×50mm的碎块后,经破胶机两次搓切成10×10mm的胶块,分离铁和纤维,送入细碎机,常温下粉碎成粒径为1~3mm的粗胶粉,再次去除铁和纤维后输送至储料仓,常温下研磨粗胶粉得到粒径40~120目的胶粉;按质量百分比,分别取胶粉18~20%、稳定助剂3~7%、改性剂0.5~1.5%和余量的基质沥青;基质沥青加热到195±2℃,加入胶粉,高速剪切搅拌2~5min后,加入稳定助剂,在180~190℃的温度下搅拌45~60min,得橡胶沥青;
筛分得到粒径9.5~13.2mm的碎石料,该碎石料中粒径超过9.5~13.2mm的碎石的质量百分比小于10%;
步骤2:将温度180~190℃的橡胶沥青均匀撒铺在清理后的下承层上,橡胶沥青的洒布量为2.2±0.2 kg/m2,得橡胶沥青层;
稳定助剂采用催化裂化油浆糠醛抽出油、维他连接剂或多聚磷酸(PPA)。
改性剂采用热塑性丁苯橡胶(SBS)。
步骤3:将碎石料加热至温度不低于80℃,均匀撒布在橡胶沥青层上,碎石料洒布量为10~12kg/m2;
碎石料撒布后应及时清扫散落在外边的碎石。为了避免碎石撒布车与橡胶沥青层产生粘连,碎石撒布车的载重轮可略微喷洒水,但洒水量需要严格控制,不可造成水在黏结层上流淌。
步骤4:采用25T以上的胶轮压路机进行压实,碾压遍数为3遍;碾压时,若下承层的温度超过40℃,则在20min内完成碾压,若下承层的温度在18~40℃,则在10min内完成碾压,若下承层温度低于18℃,则停止施工;
步骤5:按现有橡胶沥青路面材料的铺设方法铺设橡胶粉路面材料,铺设时,螺旋布料器中橡胶粉路面材料的高度为螺旋布料器高度的1/2~2/3,以避免摊铺层出现离析现象;橡胶粉路面材料的温度不低于160℃,松铺系数为1.25,摊铺厚度3.5~5.5cm;
步骤6:铺设橡胶粉路面材料后,其温度降至157~164℃时,进行第一次碾压,碾压速度为2.0km/h;当铺设的橡胶粉路面材料温度降至143~153℃时,进行第二次碾压,碾压速度为3.0km/h;当铺设的橡胶粉路面材料温度降至100~104℃时,进行第三次碾压,碾压速度为3.0km/h,得橡胶粉混凝土路面;之后,按现有橡胶沥青路面施工方法在该橡胶粉混凝土路面上均匀洒布粘层油,粘层油的洒布量为0.20~0.30kg/m2,形成应力吸收层,完成公路路面的施工。
应力吸收层施工完成后至少3小时后,才能开放交通,且车速不宜超过25km/h。待应力吸收层达到通车要求后,车辆才能正常行驶。
实施例1
取报废的9.00R20型载重轮胎,常温下将整胎破碎成50×50mm的碎块后,经破胶机两次搓切成10×10mm的胶块,分离铁和纤维,送入细碎机,常温下粉碎成粒径为13mm的粗胶粉,再次去除铁和纤维后输送至储料仓,常温下研磨粗胶粉得到粒径40~120目的胶粉;按质量百分比,分别取胶粉18%、催化裂化油浆糠醛抽出油3%、热塑性丁苯橡胶0.5%和余量的基质沥青;基质沥青加热到195℃,加入胶粉和热塑性丁苯橡胶,高速剪切搅拌2min后,加入催化裂化油浆糠醛抽出油,在180℃的温度下搅拌45min,得橡胶沥青;取橡胶沥青、AR-AC13S型混合料和矿粉,橡胶沥青与AR-AC13S型混合料的质量百分比为7.5%,矿粉与AR-AC13S型混合料的质量百分比为3%,将AR-AC13S型混合料加热到185℃,加入温度为180℃的橡胶沥青,搅拌115s,再加入温度为185℃的矿粉,搅拌115s,得橡胶粉路面材料。对需要铺设路段的下承层进行清扫、吹尘和清洗;将温度180℃的橡胶沥青均匀撒铺在清理后的下承层上,橡胶沥青的洒布量为2.2 kg/m2,得橡胶沥青层;将粒径9.5~13.2mm的碎石料加热至80℃,均匀撒布在橡胶沥青层上,碎石料洒布量为10kg/m2;下承层的温度超过40℃,采用25T以上的胶轮压路机在20min内完成3遍碾压;按现有橡胶沥青路面材料的铺设方法铺设橡胶粉路面材料,铺设时,螺旋布料器中橡胶粉路面材料的高度为螺旋布料器高度的1/2,橡胶粉路面材料的温度不低于160℃,松铺系数为1.25,摊铺厚度3.5cm;铺设橡胶粉路面材料后,其温度降至157℃时,进行第一次碾压,碾压速度为2.0km/h;铺设的橡胶粉路面材料温度降至143℃时,进行第二次碾压,碾压速度为3.0km/h;铺设的橡胶粉路面材料温度降至100℃时,进行第三次碾压,碾压速度为3.0km/h,得橡胶粉混凝土路面;之后,按现有橡胶沥青路面施工方法在该橡胶粉混凝土路面上均匀洒布粘层油,粘层油的洒布量为0.20kg/m2,形成应力吸收层,完成公路路面的施工。
实施例2
取报废的10.00R20型载重轮胎,常温下将整胎破碎成50×50mm的碎块后,经破胶机两次搓切成10×10mm的胶块,分离铁和纤维,送入细碎机,常温下粉碎成粒径为1~3mm的粗胶粉,再次去除铁和纤维后输送至储料仓,常温下研磨粗胶粉得到粒径40~120目的胶粉;按质量百分比,分别取胶粉20%、维他连接剂7%、热塑性丁苯橡胶1.5%和余量的基质沥青;基质沥青加热到197℃,加入胶粉和热塑性丁苯橡胶,高速剪切搅拌5min后,加入维他连接剂,在190℃的温度下搅拌60min,得橡胶沥青;取橡胶沥青、AR-AC-13型混合料和矿粉,橡胶沥青与AR-AC-13型混合料的质量百分比为8.7%,矿粉与AR-AC-13型混合料的质量百分比为7%,将AR-AC-13型混合料加热到195℃,加入温度为190℃的橡胶沥青,搅拌95s,再加入温度为195℃的矿粉,搅拌95s,得橡胶粉路面材料。对需要铺设路段的下承层进行清扫、吹尘和清洗;将温度190℃的橡胶沥青均匀撒铺在清理后的下承层上,橡胶沥青的洒布量为2.4kg/m2,得橡胶沥青层;将粒径9.5~13.2mm的碎石料加热至100℃,均匀撒布在橡胶沥青层上,碎石料洒布量为12kg/m2;下承层的温度为40℃,采用25T以上的胶轮压路机在10min内完成3遍碾压;按现有橡胶沥青路面材料的铺设方法铺设橡胶粉路面材料,铺设时,螺旋布料器中橡胶粉路面材料的高度为螺旋布料器高度的2/3,橡胶粉路面材料的温度不低于160℃,松铺系数为1.25,摊铺厚度5.5cm;铺设橡胶粉路面材料后,其温度降至164℃时,进行第一次碾压,碾压速度为2.0km/h;铺设的橡胶粉路面材料温度降至153℃时,进行第二次碾压,碾压速度为3.0km/h;铺设的橡胶粉路面材料温度降至104℃时,进行第三次碾压,碾压速度为3.0km/h,得橡胶粉混凝土路面;之后,按现有橡胶沥青路面施工方法在该橡胶粉混凝土路面上均匀洒布粘层油,粘层油的洒布量为0.30kg/m2,形成应力吸收层,完成公路路面的施工。
实施例3
取报废的11.00R20型载重轮胎,常温下将整胎破碎成50×50mm的碎块后,经破胶机两次搓切成10×10mm的胶块,分离铁和纤维,送入细碎机,常温下粉碎成粒径为1~3mm的粗胶粉,再次去除铁和纤维后输送至储料仓,常温下研磨粗胶粉得到粒径40~120目的胶粉;按质量百分比,分别取胶粉19%、多聚磷酸5%、热塑性丁苯橡胶1.0%和余量的基质沥青;基质沥青加热到193℃,加入胶粉和热塑性丁苯橡胶,高速剪切搅拌3.5min后,加入多聚磷酸,在185℃的温度下搅拌52min,得橡胶沥青;取橡胶沥青、ARHM-13W型混合料和矿粉,橡胶沥青与ARHM-13W型混合料的质量百分比为8.1%,矿粉与ARHM-13W型混合料的质量百分比为5%,将ARHM-13W型混合料加热到190℃,加入温度为185℃的橡胶沥青,搅拌105s,再加入温度为190℃的矿粉,搅拌105s,得橡胶粉路面材料。对需要铺设路段的下承层进行清扫、吹尘和清洗;将温度185℃的橡胶沥青均匀撒铺在清理后的下承层上,橡胶沥青的洒布量为2.0kg/m2,得橡胶沥青层;将粒径9.5~13.2mm的碎石料加热至90℃,均匀撒布在橡胶沥青层上,碎石料洒布量为11kg/m2;下承层的温度为18℃,采用25T以上的胶轮压路机在10min内完成3遍碾压;按现有橡胶沥青路面材料的铺设方法铺设橡胶粉路面材料,铺设时,螺旋布料器中橡胶粉路面材料的高度为螺旋布料器高度的7/12,橡胶粉路面材料的温度不低于160℃,松铺系数为1.25,摊铺厚度4.5cm;铺设橡胶粉路面材料后,其温度降至161℃时,进行第一次碾压,碾压速度为2.0km/h;铺设的橡胶粉路面材料温度降至148℃时,进行第二次碾压,碾压速度为3.0km/h;铺设的橡胶粉路面材料温度降至102℃时,进行第三次碾压,碾压速度为3.0km/h,得橡胶粉混凝土路面;之后,按现有橡胶沥青路面施工方法在该橡胶粉混凝土路面上均匀洒布粘层油,粘层油的洒布量为0.25kg/m2,形成应力吸收层,完成公路路面的施工。
实施例4
取报废的12.00R20型载重轮胎,按实施例1的方法依次制得胶粉、橡胶沥青和橡胶粉路面材料,再按实施例1的方法得橡胶沥青层,撒布碎石料后,下承层的温度为29℃,采用25T以上的胶轮压路机在10min内完成3遍碾压;接着,按实施例1的方法完成公路路面的施工。
Claims (6)
1.一种橡胶粉路面材料,其特征在于,该路面材料按以下方法制得:
步骤1:取报废的全钢载重子午线轮胎,常温下破碎,分离铁和纤维,常温下粉碎成粒径为1~3mm的粗胶粉,再次去除铁和纤维后输送至储料仓,常温下研磨粗胶粉,得粒径40~120目的胶粉;
步骤2:按质量百分比,分别取胶粉18~20%、稳定助剂3~7%、改性剂0.5~1.5%和余量的基质沥青;基质沥青加热至195±2℃,加入胶粉和改性剂,高速剪切搅拌2~5min后,加入稳定助剂,在180~190℃的温度下搅拌45~60min,得橡胶沥青;
步骤3:取橡胶沥青、矿料和矿粉,橡胶沥青与矿料的质量百分比为7.5~8.7%,矿粉与矿料的质量百分比为3~7%,矿料加热到185~195℃,加入温度为180~190℃的橡胶沥青,搅拌95~115s,再加入温度为185~195℃的矿粉,搅拌95~115s,得橡胶粉路面材料;
所述的矿料采用AR-AC13S型混合料、AR-AC-13型混合料或者ARHM-13W型混合料。
2.根据权利要求1所述的橡胶粉路面材料,其特征在于,所述步骤2中的稳定助剂采用催化裂化油浆糠醛抽出油、维他连接剂或多聚磷酸。
3.根据权利要求1所述的橡胶粉路面材料,其特征在于,所述步骤2中的改性剂采用热塑性丁苯橡胶。
4.一种用权利要求1所述橡胶粉路面材料铺设公路路面的施工方法,其特征在于,具体按以下步骤进行:
步骤1:对需要铺设路段的下承层进行清扫、吹尘和清洗;
步骤2:将温度180~190℃的橡胶沥青均匀撒铺在清理后的下承层上;
步骤3:将粒径9.5~13.2mm的碎石料加热至温度不低于80℃,均匀撒布在橡胶沥青层上;
步骤4:若下承层温度超过40℃,则在20min内完成3遍碾压;若下承层温度为18~40℃,则在10min内完成3遍碾压,若下承层温度低于18℃,则停止施工;
步骤5:按现有橡胶沥青路面材料的铺设方法铺设橡胶粉路面材料,铺设时,螺旋布料器中橡胶粉路面材料的高度为螺旋布料器高度的1/2~2/3;橡胶粉路面材料的温度不低于160℃,松铺系数为1.25,摊铺厚度3.5~5.5cm;
步骤6:铺设橡胶粉路面材料后,其温度降至157~164℃时,进行第一次碾压,碾压速度为2.0km/h;当铺设的橡胶粉路面材料温度降至143~153℃时,进行第二次碾压,碾压速度为3.0km/h;当铺设的橡胶粉路面材料温度降至100~104℃时,进行第三次碾压,碾压速度为3.0km/h,得橡胶粉混凝土路面;之后,按现有橡胶沥青路面施工方法在该橡胶粉混凝土路面上均匀洒布粘层油,粘层油的洒布量为0.20~0.30kg/m2,形成应力吸收层,完成公路路面的施工。
5.根据权利要求4所述的施工方法,其特征在于,所述步骤2中橡胶沥青的洒布量为2.2±0.2 kg/m2。
6.根据权利要求4所述的施工方法,其特征在于,所述步骤3中碎石料洒布量为10~12kg/m2。
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