1、课题来源与背景
本课题是福建省交通运输科技项目 项目编号201349
国外对橡胶沥青的研究起步相对较早,在拌制沥青混合料和应力吸收层中应用非常广泛。经过多年的研究,像美国、日本等发达国家都建立了一套比较完整的橡胶改性沥青的技术指标、施工技术规范及相应评价体系。但是橡胶改性沥青中橡胶粉的掺杂参差不齐,其制备过程的控制千变万化,使得橡胶沥青体系不稳定,易离析,施工和易性差。近年来,随着我国经济的快速发展和公众对出行质量要求的提高,橡胶沥青在“白改黑”中的应用越来越广泛,部分发达省份和地区已经形成了自己的技术标准。由于我国纬度跨越比较大,各省的温湿度各有差异,急需针对各地区的实际情况制定相应橡胶沥青橡胶粉的掺量、目数与适应级配的标准,以保证改性沥青的质量,使其效益最大化。
2、研究目的与意义
福建橡胶沥青的应用尚处于起步阶段,并且,近年来随着社会经济的快速发展,道路交通量日益加大,行驶车辆多轴化、重型化现象日趋显著,再加上福建省山区库岸路基、半填半挖路基众多,同时具有高温多雨等区域地理环境特点,因此,对橡胶沥青在福建等南方湿热地区的旧水泥混凝土路面加铺沥青面层结构应用进行深入的区域性研究,建立适合于南方湿热地区的橡胶沥青技术指标和标准,对于推广旧水泥混凝土路面加铺沥青面层结构和路面升级改造具有重大研究意义和应用价值。
3、主要论点与论据
(1)橡胶沥青混合料的间接效益首先体现在废旧橡胶粉的回收再利用。为废旧轮胎的回收再利用打开了一扇门,减少了轮胎橡胶用于填埋、焚烧对空气、水源以及土地造成的污染。
(2)橡胶粉改性沥青在性能上是成功的,橡胶沥青混合料均在不同工程领域大量使用,并取得了较好的工程效益。
(3)经试验表明:高温性能方面橡胶粉改性沥青及沥青混合料略逊于SBS改性沥青,但是在低温抗裂性能方面、耐疲劳性能和抗老化性能方面明显优于SBS改性沥青及沥青混合料。因此,用同等厚度的橡胶沥青混合料铺筑的路面较SBS改性沥青混合料铺筑的路面更加耐久,需要维护的费用更低,其全寿命周期成本(LCCA)更低。
(4)通过室内模拟试验以及工程应用案例分析,不采用橡胶应力吸收层(SAMI)的“白加黑”或“白改黑”路面结构,其上加铺层铺筑的厚度相对不采用SAMI层的更厚,而且也不耐久。这也说明,橡胶应力吸收层(SAMI)加铺结构拥有更省的直接投资费用。
4、创见和创新
(1)提出了橡胶沥青多维度复合改性技术;
(2)从非均质复合材料的理论解释了橡胶粉改性沥青的原理;
(3) 提出了橡胶沥青、橡胶复合改性沥青的技术标准;
(4)运用复合材料受力机理分析并解释了应力吸收的原理;
(5)提出了橡胶沥青的自愈合的概念,并定义了弹性自愈合和黏性自愈合行为;
(6)对于橡胶沥青碎石封层的异步施工工艺进行了创新和改进;
(7)创新了橡胶沥青生产与橡胶沥青混合料生产零距离对接的组织方式。
5、社会经济效益,存在的问题
(1)社会经济效益:橡胶沥青混合料可用于沥青路面的中上面层、磨耗层、下封层、联接层和应力吸收层,用于桥面铺装的防水黏结层,也可以用于大中修工程等。具有广阔的应用空间。橡胶沥青难闻的气味阻碍了橡胶沥青技术在城市环境中的应用,但温拌橡胶沥青技术的发展解决了这一问题,为橡胶沥青在城市道路中的应用拓展了空间。橡胶沥青混合料具有减振降噪的作用,相比普通沥青路面更为突出,并将成为建设“安静城市”的重要技术手段和首要选择。
(2)存在的问题:①可扩展橡胶沥青磨耗层的研究;②如何在不影响性能的前提下,增加废旧轮胎的参比量,还需进一步研究;③有必要对橡胶沥青的碳排放,及能耗展开相应研究。
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