北京市廢胎膠粉瀝青及混合料設計施工技術指南(試行)

北京市廢胎膠粉瀝青及混合料設計施工技術指南(試行)1總則1.1為落實北京市“碳中和、碳達峰”戰略目標，促進廢舊輪胎資源化利用，規范廢胎膠粉瀝青及混合料的設計、施工與質量驗收，保障路面工程質量，延長路面使用壽命，制定本指南。1.2本指南適用于北京市各等級公路、城市道路的新建、改擴建及養護維修工程，其中廢胎膠粉瀝青混合料可用于瀝青路面下面層、中面層、應力吸收層及封層，特殊情況下需用于上面層時，應經專項技術論證并符合北京市相關路面性能要求。1.3廢胎膠粉瀝青及混合料的設計與施工除應符合本指南規定外，尚應符合《公路瀝青路面施工技術規范》JTGF40、《城鎮道路工程施工與質量驗收規范》CJJ1、《廢橡膠粉改性瀝青》JT/T798等國家、行業及北京市現行相關標準的規定。1.4工程所用廢胎膠粉應優先選用北京市本地產生的廢舊小汽車、載重卡車輪胎加工產物，鼓勵采用常溫破碎、脫硫等環保加工工藝，不得使用含有害雜質、老化變質的廢胎膠粉。2術語2.1廢胎膠粉：以廢舊汽車輪胎為原料，經破碎、研磨、除雜等工藝加工制成的橡膠粉末，按粒徑分為粗膠粉（0.6mm~1.18mm）、細膠粉（0.3mm~0.6mm）、超細膠粉（<0.3mm），本指南所指膠粉默認采用細度40~80目的細膠粉。2.2濕法廢胎膠粉瀝青：將廢胎膠粉按一定比例投入基質瀝青中，在高溫條件下經剪切、攪拌、發育制成的改性瀝青結合料。2.3干法廢胎膠粉瀝青混合料：將廢胎膠粉作為礦物填料的一部分，直接投入拌和鍋與集料、瀝青共同拌和制成的瀝青混合料，本指南優先推薦濕法工藝。2.4儲存穩定性：廢胎膠粉瀝青在規定的儲存溫度下靜置一定時間后，上下部軟化點差、黏度差的控制指標，反映膠粉顆粒的抗離析性能。3原材料技術要求3.1廢胎膠粉3.1.1廢胎膠粉應由經過質量認證的企業生產，進場時應提供出廠檢驗報告，每批次質量不超過50t為一個檢驗批，其技術指標應符合表3.1.1的規定。表3.1.1廢胎膠粉技術要求項目技術要求試驗方法相對密度（25℃）1.10~1.30GB/T1483金屬含量，%≤0.05GB/T1483纖維含量，%≤1.0GB/T1483水分，%≤1.0GB/T1483灰分，%≤8.0GB/T4498.1丙酮抽出物，%≤22.0GB/T3516橡膠烴含量，%≥48.0GB/T1483炭黑含量，%≥28.0GB/T1483篩余量（0.6mm篩），%≤10.0GB/T6003.1篩余量（0.3mm篩），%≤30.0GB/T6003.13.1.3膠粉應儲存在通風、干燥的倉庫內，避免陽光直射和雨淋，儲存期不宜超過6個月，超出儲存期的膠粉應重新檢驗橡膠烴含量、篩余量等指標，合格后方可使用。3.2基質瀝青3.2.1濕法工藝用基質瀝青應符合《道路石油瀝青》NB/SH/T0522中70號A級瀝青的技術要求，用于高速公路、城市快速路時應選用90號A級瀝青，其關鍵指標應滿足表3.2.1的規定。表3.2.1基質瀝青關鍵技術要求項目70號A級90號A級試驗方法針入度（25℃，100g，5s），0.1mm60~8080~100T0604針入度指數PI-1.5~+1.0-1.5~+1.0T0604軟化點（環球法），℃≥46≥45T060660℃動力黏度，Pa·s≥180≥160T062010℃延度，cm≥20≥30T0605蠟含量（蒸餾法），%≤2.2≤2.2T0615閃點，℃≥260≥260T06113.3集料3.3.1粗集料應采用玄武巖、輝綠巖或堅固的石灰巖，潔凈、干燥、無風化、無雜質，其技術指標應符合表3.3.1的規定。表3.3.1粗集料技術要求項目高速公路、城市快速路其他等級道路試驗方法石料壓碎值，%≤26≤28T0316洛杉磯磨耗損失，%≤28≤30T0317表觀相對密度≥2.60≥2.50T0304吸水率，%≤2.0≤3.0T0304針片狀顆粒含量（混合料），%≤15≤20T0312軟石含量，%≤3≤5T0320與膠粉瀝青的黏附性，級≥5≥4T0616表3.3.2細集料技術要求項目技術要求試驗方法表觀相對密度≥2.50T0328含泥量（小于0.075mm顆粒含量），%≤3T0333砂當量，%≥60T0334亞甲藍值，g/kg≤2.5T0349棱角性（流動時間），s≥30T0345表3.3.3礦粉技術要求項目技術要求試驗方法表觀密度，t/m3≥2.50T0352含水量，%≤1T0103粒度范圍<0.6mm，%<0.15mm，%<0.075mm，%10090~10075~100T0351親水系數<1T0353塑性指數<4T03544.1制備工藝4.1.1廢胎膠粉瀝青應采用工廠化集中制備，制備設備應包含基質瀝青加熱系統、膠粉喂料系統、高速剪切系統、攪拌發育系統、溫度控制系統及尾氣處理系統，尾氣排放應符合北京市《大氣污染物綜合排放標準》DB11/501的要求。4.1.2制備流程如下：1.將基質瀝青加熱至150℃~160℃，泵入剪切釜內；2.按照設計摻量（濕法膠粉摻量宜為18%~25%，以內摻法計算，即膠粉質量占膠粉與基質瀝青總質量的比例）勻速加入廢胎膠粉，喂料過程中保持低速攪拌，避免膠粉結塊；3.膠粉全部投入后，開啟高速剪切設備，剪切溫度控制在180℃~190℃，剪切速率不低于4000r/min，剪切時間宜為30min~45min，直至膠粉顆粒充分溶脹、均勻分散；4.剪切完成后將膠粉瀝青泵入發育罐，在170℃~180℃條件下低速攪拌發育1h~2h，攪拌速率宜為30r/min~60r/min；5.發育完成后取樣檢驗各項指標，合格后方可使用或儲存。4.1.3當需要提高膠粉瀝青的儲存穩定性時，可摻入不超過瀝青總質量2%的穩定劑，穩定劑應選用聚乙烯、丁苯橡膠等環保型材料，不得使用含鉛、汞等重金屬的助劑。4.2技術要求4.2.1廢胎膠粉瀝青的技術指標應符合表4.2.1的規定，用于應力吸收層、開級配磨耗層時，其25℃針入度可適當降低，但不應小于30（0.1mm）。表4.2.1廢胎膠粉瀝青技術要求項目技術要求試驗方法針入度（25℃，100g，5s），0.1mm30~60T0604針入度指數PI≥-0.5T0604軟化點（環球法），℃≥60T0606延度（5℃，5cm/min），cm≥10T0605彈性恢復（25℃），%≥70T0662黏度（180℃），Pa·s1.0~4.0T0625閃點，℃≥260T0611離析性（48h軟化點差），℃≤2.5T0661儲存穩定性（7d黏度變化率），%≤10T0625旋轉薄膜加熱試驗（163℃，85min）質量變化，%針入度比（25℃），%延度（5℃），cm≤±1.0≥65≥5T06104.3儲存與運輸4.3.1廢胎膠粉瀝青應儲存在帶加熱保溫及攪拌裝置的專用儲罐中，儲存溫度控制在160℃~170℃，儲存期間應保持低速連續攪拌，攪拌速率不低于10r/min，儲存時間不宜超過7d。4.3.2運輸應采用保溫瀝青罐車，罐車應具備加熱功能，運輸過程中溫度不得低于160℃，卸料前應檢查罐車溫度，并取樣檢測180℃黏度，合格后方可卸料。5廢胎膠粉瀝青混合料設計5.1混合料類型選擇5.1.1廢胎膠粉瀝青混合料可采用密級配瀝青混凝土（AC）、瀝青瑪蹄脂碎石（SMA）、開級配磨耗層（OGFC）、應力吸收層（SAM）等結構類型，各類型混合料的適用場景應符合表5.1.1的規定。表5.1.1廢胎膠粉瀝青混合料適用場景混合料類型公稱最大粒徑，mm適用層位AC-2526.5下面層AC-2019.0中面層、下面層SMA-1313.2中面層、專項論證后的上面層OGFC-1313.2排水路面上面層SAM-109.5應力吸收層、應力吸收中間層5.2配合比設計5.2.1配合比設計應采用馬歇爾試驗方法，分為目標配合比設計、生產配合比設計、生產配合比驗證三個階段，SMA、OGFC混合料還應進行謝倫堡析漏試驗、肯塔堡飛散試驗。5.2.2目標配合比設計步驟：1.礦料級配設計：根據選用的混合料類型，參考表5.2.2的級配范圍進行礦料組成設計，密級配混合料的合成級配宜靠近級配范圍中值，SMA混合料的4.75mm篩孔通過率宜控制在20%~28%，0.075mm篩孔通過率宜控制在8%~12%。表5.2.2常用廢胎膠粉瀝青混合料礦料級配范圍（方孔篩，%）篩孔尺寸，mmAC-20AC-25SMA-13OGFC-1331.5-90~100--26.590~10075~90--1978~9265~83--1662~8057~7690~10090~10013.250~7245~6570~8560~809.538~5832~5245~6540~604.7524~4618~3820~2810~302.3616~3410~2815~246~181.1810~266~2014~224~150.66~184~1412~183~120.34~122~810~152~80.153~81~59~131~50.0752~61~38~121~43.馬歇爾試驗：按照擊實次數雙面各75次成型馬歇爾試件，試驗溫度控制為：拌和溫度170℃~180℃，擊實溫度160℃~170℃，測定試件的毛體積密度、理論最大密度、空隙率、礦料間隙率、瀝青飽和度、穩定度、流值等指標，各項體積指標應符合表5.2.3的規定。表5.2.3廢胎膠粉瀝青混合料馬歇爾試驗技術要求項目AC類SMA類OGFC類SAM類擊實次數，次/面75755075空隙率VV，%3~53~418~254~6礦料間隙率VMA，%≥13（AC-20）≥12（AC-25）≥17≥18≥16瀝青飽和度VFA，%65~7575~85-60~70穩定度，kN≥8≥7.5≥5≥6流值，0.1mm20~4020~40-20~50謝倫堡析漏損失，%-≤0.1≤0.3≤0.2肯塔堡飛散損失，%-≤15≤20≤15表5.2.4廢胎膠粉瀝青混合料路用性能要求項目技術要求試驗方法高溫穩定性動穩定度（60℃，0.7MPa），次/mm高速公路、城市快速路≥3000其他等級道路≥2000SMA類≥5000T0719低溫抗裂性破壞應變（-10℃，10mm/min），με≥3000T0715水穩定性浸水馬歇爾殘留穩定度，%凍融劈裂強度比TSR，%≥85≥80T0709T0729滲水系數量，mL/minAC類≤120SMA類≤80OGFC類≥3000T07305.2.4生產配合比驗證應通過試拌、試鋪進行，檢測混合料的馬歇爾指標、現場壓實度、平整度、構造深度等，各項指標合格后方可正式施工。6施工技術要求6.1拌和6.1.1拌和設備應采用間歇式瀝青拌和樓，配備自動計量系統、溫度控制系統、除塵系統及瀝青保溫裝置，拌和樓的計量精度應滿足：集料±0.5%，瀝青±0.3%，膠粉±0.2%。6.1.2拌和溫度應符合表6.1.2的規定，拌和過程中應逐盤打印拌和數據，包括各礦料用量、瀝青用量、拌和溫度、拌和時間等，每盤拌和時間宜為60s~75s，其中干拌時間不少于15s，確保膠粉、集料與瀝青均勻裹覆，無花白料、無結塊。表6.1.2廢胎膠粉瀝青混合料拌和溫度要求工序溫度范圍，℃礦料加熱溫度190~200膠粉瀝青加熱溫度170~180混合料出廠溫度175~185混合料廢棄溫度≥1956.1.4每天施工結束后，應清理拌和鍋、輸送管道內的殘留混合料，避免結焦影響后續生產質量。6.2運輸6.2.1混合料運輸應采用大噸位自卸汽車，車廂應清掃干凈，涂刷隔離劑（不得使用柴油類隔離劑），車廂頂部應覆蓋保溫篷布，運輸過程中篷布應嚴密覆蓋，減少溫度損失。6.2.2混合料運至攤鋪現場的溫度不應低于170℃，卸料前應測量車廂中部溫度，溫度不合格的混合料不得使用。6.2.3連續攤鋪過程中，運料車應在攤鋪機前10cm~30cm處停住，不得撞擊攤鋪機，卸料過程中應掛空擋，由攤鋪機推動前進。6.3攤鋪6.3.1攤鋪前應將下承層清掃干凈，噴灑黏層油，黏層油宜采用乳化改性瀝青，噴灑量為0.3L/m2~0.5L/m2，待黏層油完全破乳后方可攤鋪。6.3.2攤鋪機應采用帶自動找平裝置的高性能攤鋪機，攤鋪前熨平板應預熱至100℃以上，攤鋪速度應控制為2m/min~3m/min，保持勻速、連續攤鋪，不得隨意停頓。6.3.3攤鋪溫度應不低于165℃，松鋪系數應根據試鋪確定，AC類混合料宜為1.15~1.20，SMA類混合料宜為1.10~1.15，攤鋪過程中應隨時檢查攤鋪厚度及平整度，發現離析、波浪、裂縫等問題應及時調整。6.3.4特殊路段（彎道、陡坡、交叉口）攤鋪時，應安排專人處理離析區域，及時補撒細混合料，確保攤鋪均勻。6.4壓實6.4.1應配備足夠數量的壓實設備，壓實工藝應遵循“緊跟、慢壓、高頻、低幅”的原則，壓實設備組合及參數可參考表6.4.1。表6.4.1壓實設備及工藝參數壓實階段設備類型噸位，t碾壓速度，km/h碾壓遍數碾壓溫度要求，℃初壓雙鋼輪振動壓路機11~132~32≥160復壓輪胎壓路機26~303~43~4≥140終壓雙鋼輪振動壓路機（靜壓）11~133~42≥1206.4.3SMA類混合料不得采用輪胎壓路機碾壓，避免瀝青膠漿上浮，OGFC類混合料碾壓遍數不宜超過5遍，避免空隙率過低影響排水性能。6.4.4壓實過程中應安排專人檢測溫度，記錄碾壓段長度、碾壓遍數，嚴禁在未冷卻的路面上停放壓路機、堆放雜物，壓路機的噴水裝置應采用霧化噴水，噴水量以不粘輪為宜。6.5開放交通6.5.1廢胎膠粉瀝青混合料路面應待攤鋪層完全自然冷卻，表面溫度低于50℃后方可開放交通，如需提前開放交通，可采用灑水冷卻措施。6.5.2開放交通初期，應限制重型車輛通行速度，避免急剎車、急轉彎對路面造成損傷。7施工質量驗收7.1原材料質量驗收7.1.1廢胎膠粉、基質瀝青、集料、礦粉等原材料進場時應按表7.1.1的頻率進行檢驗，不合格材料不得進場。表7.1.1原材料檢驗頻率材料類型檢驗批次必檢項目廢胎膠粉每50t1批橡膠烴含量、篩余量、水分、金屬含量基質瀝青每100t1批針入度、軟化點、延度、60℃動力黏度粗集料每2000m31批壓碎值、級配、含泥量、針片狀含量細集料每1000m31批級配、含泥量、砂當量礦粉每100t1批級配、親水系數、含水量7.2施工過程質量控制7.2.1拌和過程質量控制指標及檢驗頻率應符合表7.2.1的規定。表7.2.1拌和過程質量控制要求項目檢查頻率允許偏差礦料級配，0.075mm篩≥2.36mm篩≥4.75mm篩每臺班2次±2%±5%±6%瀝青用量，%逐盤打印，每臺班匯總1次±0.3%混合料出廠溫度，℃逐車檢測符合6.1.2要求馬歇爾穩定度、空隙率每臺班2次符合5.2.3要求表7.2.2攤鋪壓