專(zhuān)利名稱(chēng)：：小粒徑斷級(jí)配密實(shí)型低噪音橡膠瀝青混凝土的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于公路與城市道路學(xué)科，涉及瀝青路面專(zhuān)業(yè)，低噪音瀝青混凝土的
技術(shù)領(lǐng)域：
。
背景技術(shù)：
：為了解決城市和周邊道路交通噪音的污染問(wèn)題，國(guó)際上早在上世紀(jì)八十年代就已經(jīng)開(kāi)始低噪音瀝青路面的研究。其研究主要分為兩大類(lèi)問(wèn)題一是路面噪音形成的機(jī)理，二是修建大量的試驗(yàn)路和實(shí)體工程，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的跟蹤觀測(cè)，比較不同降噪瀝青路面的使用性能。瀝青路面的行車(chē)噪音來(lái)自于汽車(chē)輪胎與路面的摩擦，因此，國(guó)際上首先分析了輪胎花紋對(duì)摩擦噪音大小的影響，認(rèn)為對(duì)于相同的路面，在相同的條件下，輪胎花紋的不同對(duì)行車(chē)噪音的影響是不同的。另外，根據(jù)輪胎與汽車(chē)摩擦噪音產(chǎn)生的機(jī)理，提出了三種不同的瀝青混凝土降噪模式一是多孔吸聲模式，二是聲波的漫反射及相互干涉模式，三是彈性模式。多孔吸聲模式即利用增加瀝青混凝土的空隙吸收輪胎與路面的摩擦噪音，從而達(dá)到降低行車(chē)噪音的目的。這種混合料的現(xiàn)場(chǎng)空隙率一般為1822%，也就是目前國(guó)內(nèi)外常用的多空隙瀝青混凝土(排(透)水瀝青混凝土)，國(guó)外也稱(chēng)為開(kāi)級(jí)配磨耗層(0GFC)。這種低噪音路面使用比較多的是歐洲的荷蘭和亞洲的日本，以及美國(guó)的一些州和西歐的一些國(guó)家。這種路面類(lèi)型不僅能夠有效降低行車(chē)噪音(初期可達(dá)到610分貝)，而且可以提高路面雨天的行車(chē)安全。然而這種路面也存在明顯的弱點(diǎn)，混凝土中的空隙容易受到環(huán)境的污染而堵塞，從而使路面降噪效果衰減很快。根據(jù)有關(guān)資料，使用12年后可降低30%50%。而且保持路面的降噪效果每年都需要12次的清孔養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)成本很高。因此這種低噪音路面形式僅適用于自然環(huán)境比較好、雨水比較多的地區(qū)。利用聲波漫反射和干涉的模式降低噪音是采用小粒徑密實(shí)型混合料(現(xiàn)場(chǎng)空隙率一般為6%8%)，增加輪胎下面覆蓋的碎石顆粒數(shù)量，使得每顆石子與輪胎摩擦產(chǎn)生的噪音聲波形成相互的干涉，從而降低噪音的強(qiáng)度，達(dá)到降噪效果。國(guó)外一般采用最大公稱(chēng)粒徑為8mm左右的混凝土，攤鋪的厚度也比較薄(一般為20mm左右)。2003年在第九屆國(guó)際瀝青路面會(huì)議上，歐洲專(zhuān)門(mén)發(fā)表論文指出，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)十年的跟蹤觀測(cè)，采用這種低噪音的瀝青混凝土使用效果最理想。國(guó)際上比較有代表性的這種混凝土有法國(guó)的BBTM6、BBTM10，和其他國(guó)家的SMA10、SAM6等。這種瀝青混凝土初期的降噪效果不如多空隙瀝青混凝土，一般相差13分貝，但耐久性明顯好于后者，適用的范圍更加廣泛。同時(shí)在使用這種混合料時(shí)應(yīng)注意保持路面的抗滑性能，不能因?yàn)榛旌狭系牧綔p小而降低路面抗滑性能的要求，如法國(guó)規(guī)定當(dāng)采用BBTM6型混合料時(shí)，路面的構(gòu)造深度不能小于0.6，當(dāng)采用BBTM10型混合料時(shí)，路面的構(gòu)造深度不能小于0.8，這些指標(biāo)都明顯高于我國(guó)目前高速公路瀝青路面構(gòu)造深度的要求。使用橡膠瀝青增加瀝青混凝土的彈性，降低行車(chē)噪音是路面降噪的第三種措施。3早在上世紀(jì)八十年代初，比利時(shí)科學(xué)家就發(fā)現(xiàn)橡膠瀝青混凝土路面具有良好的降噪效果。如今美國(guó)的亞利桑納州、加利福尼亞洲、德克薩斯州等均采用橡膠瀝青修建低噪音路面。2002年韓日世界杯開(kāi)始之前，韓國(guó)為了降低運(yùn)動(dòng)員村和體育場(chǎng)周邊的行車(chē)噪音，專(zhuān)門(mén)采用了橡膠瀝青鋪設(shè)低噪音路面。我國(guó)低噪音路面的研究開(kāi)始于上世紀(jì)九十年代后期，交通部公路科學(xué)研究院根據(jù)交通部低噪音瀝青路面研究課題的要求在國(guó)內(nèi)修建了第一條低噪音瀝青路面試驗(yàn)路段(位于河北省京滬高速公路滄州段)。該試驗(yàn)路段修建了六種不同的低噪音路面結(jié)構(gòu)，有多空隙瀝青混凝土，也有密實(shí)型瀝青混凝土，混合料最小的最大公稱(chēng)粒徑為4.75mm，最大的為16mm。經(jīng)檢測(cè)該試驗(yàn)路段降噪效果最大為10分貝，最小為23分貝。該試驗(yàn)路的修建為我國(guó)今后研究低噪音瀝青路面奠定了基礎(chǔ)。該項(xiàng)目提出的耐久性低噪音瀝青混凝土形式與國(guó)際上同期研究的成果是一致的。在2002年交通部科學(xué)公路院又研究了使用橡膠瀝青降低行車(chē)噪音的技術(shù)措施，先后在北京、河北、廣東等地區(qū)修建了試驗(yàn)路，取得了良好效果，檢測(cè)證明比非橡膠瀝青混凝土可降低噪音23分貝。由此可見(jiàn)，使用單一技術(shù)降低行車(chē)噪音都有其特點(diǎn)和作用，但也都存在一定的不足。例如采用多空隙瀝青混凝土降低行車(chē)噪音，盡管效果明顯，但由于混凝土的空隙率較大，在使用過(guò)程中容易受到自然環(huán)境的影響(如沙塵)，為了維持良好的降噪效果，使用過(guò)程中的養(yǎng)護(hù)成本較高，且十分困難。同時(shí)本身的強(qiáng)度不足，抗疲勞性能較差。因此，這種低噪音的瀝青混凝土的適用范圍比較窄。又如小粒徑作為低噪音路面也存在一個(gè)應(yīng)用問(wèn)題，即路面的抗滑性能。保證行車(chē)安全是路面的基本功能。一般來(lái)說(shuō)，瀝青混凝土中骨料粒徑越小，混凝土路面的抗滑性能越低，為此，國(guó)內(nèi)外，在采用小粒徑混合料時(shí)一般采用空隙率較大的開(kāi)級(jí)配或半開(kāi)級(jí)配，以確?；旌狭嫌凶銐虻臉?gòu)造深度即抗滑性能。正如前面所說(shuō)，這樣的低噪音瀝青混凝土耐久性不足，使用條件苛刻。同時(shí)由于混合料的粒徑小，導(dǎo)致混合料高溫抗變形能力不足，容易產(chǎn)生車(chē)轍破壞，造成行駛舒適性的降低。
發(fā)明內(nèi)容為此，本發(fā)明的目的在于將小粒徑瀝青混凝土技術(shù)、橡膠瀝青混凝土技術(shù)、粗集料斷級(jí)配密實(shí)型混凝土技術(shù)三者有機(jī)地結(jié)合在一起，提出一種小粒徑斷級(jí)配密實(shí)型低噪音橡膠瀝青混凝土。它既具有良好路用性能如抗滑性能和高溫抗變形能力，又具有耐久性好、適用范圍廣、降低噪音顯著的綜合特點(diǎn)。本發(fā)明的小粒徑斷級(jí)配密實(shí)型低噪音橡膠瀝青混凝土，該混合料包括以下礦料級(jí)配、填料和橡膠瀝青1)小粒徑的粗集料斷級(jí)配礦料的級(jí)配范圍見(jiàn)下表。該級(jí)配的最大粒徑為9.5mm，公稱(chēng)最大粒徑為7.2mm。為了保證混合料的密實(shí)性，混合料中的0.075mm以下的填料含量較高，達(dá)到7%11%。為了保證混合料有足夠的抗滑性能，混合料中的2.36mm以上的小粒徑碎石含量較高，達(dá)到65%75%。<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>2)為了保證混合料有良好的水穩(wěn)定性，采用水泥或消石灰作為填料代替部分礦粉，如選用消石灰其摻量為礦料重量比的2%3%，如選用水泥其摻量為礦料重量比的5%9%。3)混合料采用橡膠瀝青為結(jié)合料。橡膠瀝青中廢胎膠粉的規(guī)格為4080目常溫粉碎的天然膠含量較高的膠粉。橡膠瀝青中廢胎膠粉的外摻量達(dá)到瀝青重量比的21%23%。橡膠瀝青的18(TC旋轉(zhuǎn)黏度指標(biāo)為2.54Pa.s。4)混合料的設(shè)計(jì)空隙率為5%6%，確保混合料的密實(shí)性。本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)是1)通過(guò)小粒徑和橡膠瀝青兩種技術(shù)綜合使用達(dá)到顯著降低行車(chē)噪音效果，作為一種低噪音路面；2)采用粗集料斷級(jí)配的理論構(gòu)造一種新型的斷級(jí)配的小粒徑混合料，使得混合料具有良好的密實(shí)性，從而提高這種低噪音混凝土的耐久性；3)通過(guò)級(jí)配的構(gòu)建，使得盡管混合料的粒徑小，但仍具有良好的抗滑性能，其構(gòu)造深度指標(biāo)可達(dá)到高速公路的技術(shù)要求；4)混合料中采用的橡膠瀝青是采用廢胎膠粉和瀝青加工而成，廢胎膠粉的摻量達(dá)到21%23%(瀝青重)。這種瀝青膠結(jié)料具有很高的黏度，可以顯著提高瀝青混合料的高溫抗變形能力。本發(fā)明的小粒徑斷級(jí)配密實(shí)型低噪音橡膠瀝青混凝土具有以下有益效果1)降低行車(chē)噪音45分貝。2)具有良好的高溫抗剪切變形能力，動(dòng)穩(wěn)定度指標(biāo)達(dá)到3000次/mm以上。3)具有良好的環(huán)境適應(yīng)性，不會(huì)受風(fēng)沙影響，造成減噪效果的過(guò)快衰減。4)具有良好的材料耐久性，即抗疲勞性能。5)具有良好的低溫抗裂性能。北京市有關(guān)權(quán)威檢測(cè)單位就試驗(yàn)工程對(duì)其降噪效果和使用性能進(jìn)行了檢測(cè)。數(shù)據(jù)表明，完全達(dá)到本發(fā)明所提出的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。具體實(shí)施例方式以下結(jié)合具體實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，下述各實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而非對(duì)本發(fā)明的限制。實(shí)施例1:1)按照礦料級(jí)配范圍表選擇各檔中限小粒徑碎石如下表。<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>2)為了保證混合料有良好的水穩(wěn)定性，采用水泥作為填料代替部分礦粉，即表中<0.075的部分，水泥摻量為8%(礦料的重量比)。3)混合料采用橡膠瀝青為結(jié)合料。橡膠瀝青中廢胎膠粉的規(guī)格為60目左右常溫粉碎的天然膠含量較高的膠粉。橡膠瀝青中廢胎膠粉的含量為22%左右。橡膠瀝青的18(TC旋轉(zhuǎn)黏度指標(biāo)為3.5Pa.s。4)混合料的設(shè)計(jì)空隙率為5.5%，確?；旌狭系拿軐?shí)性。5)混合料高溫抗變形能力的指標(biāo)為6(TC車(chē)轍試驗(yàn)的動(dòng)穩(wěn)定度不小于3000次/6)混合料低溫性能指標(biāo)為-l(TC小梁低溫彎曲試驗(yàn)的極限破壞應(yīng)變大于2800微應(yīng)變。7)混合料的抗滑性能指標(biāo)為表面構(gòu)造深度大于0.6。8)混合料低噪音指標(biāo)為比目前國(guó)內(nèi)高速公路、一級(jí)公路和城市快速路、主干道等普遍使用的瀝青混凝土面層降低行車(chē)噪音45分貝。實(shí)施例2:2)采用消石灰作為填料代替部分礦粉，即表中<0.075的部分，消石灰摻量為3%(礦料的重量比)。其余與實(shí)施例l相同。實(shí)施例3:2)采用水泥代替部分礦粉，水泥摻量為5%(礦料的重量比)。3)橡膠瀝青中廢胎膠粉的規(guī)格為40目常溫粉碎的天然膠含量較高的膠粉。橡膠瀝青中廢胎膠粉的含量為23%左右。橡膠瀝青的18(TC旋轉(zhuǎn)黏度指標(biāo)為4Pa.s。4)混合料的設(shè)計(jì)空隙率為5%，確?；旌狭系拿軐?shí)性。其余與實(shí)施例l相同。實(shí)施例4:2)采用消石灰代替部分礦粉，消石灰摻量為2%(礦料的重量比)。3)橡膠瀝青中廢胎膠粉的規(guī)格為80目常溫粉碎的天然膠含量較高的膠粉。橡膠瀝青中廢胎膠粉的含量為21%。橡膠瀝青的18(TC旋轉(zhuǎn)黏度指標(biāo)為2.54Pa.s。4)混合料的設(shè)計(jì)空隙率為6%，確?；旌狭系拿軐?shí)性。其余與實(shí)施例l相同。實(shí)施例5:1)按照礦料級(jí)配范圍表選擇各檔上限或下限小粒徑碎石。其余與實(shí)施例l相同。權(quán)利要求一種小粒徑斷級(jí)配密實(shí)型低噪音橡膠瀝青混凝土，其特征在于，該混合料包括以下礦料級(jí)配、填料和橡膠瀝青1)小粒徑的粗集料斷級(jí)配礦料的級(jí)配范圍見(jiàn)下表；該級(jí)配的最大粒徑為9.5mm，公稱(chēng)最大粒徑為7.2mm；為了保證混合料的密實(shí)性，混合料中的0.075mm以下的填料含量較高，達(dá)到7％～11％；為了保證混合料有足夠的抗滑性能，混合料中的2.36mm以上的小粒徑碎石含量較高，達(dá)到65％～75％；粒徑(mm)9.57.24.752.361.180.60.30.150.075通過(guò)百分率(％)10090～10058～6825～3519～2815～2212～189～147～112)為了保證混合料有良好的水穩(wěn)定性，采用水泥或消石灰作為填料代替部分礦粉，如選用消石灰其摻量為礦料重量比的2％～3％，如選用水泥其摻量為礦料重量比的5％～9％；3)混合料采用橡膠瀝青為結(jié)合料；橡膠瀝青中廢胎膠粉的規(guī)格為40～80目常溫粉碎的天然膠含量較高的膠粉；其中廢胎膠粉的外摻量達(dá)到瀝青重量比的21％～23％；橡膠瀝青的180℃旋轉(zhuǎn)黏度指標(biāo)為2.5～4Pa.s；4)混合料的設(shè)計(jì)空隙率為5％～6％，確?；旌狭系拿軐?shí)性。全文摘要本發(fā)明提出一種小粒徑斷級(jí)配密實(shí)型低噪音橡膠瀝青混凝土。該混合料包括1)小粒徑的粗集料斷級(jí)配礦料的級(jí)配范圍；該級(jí)配的公稱(chēng)最大粒徑為7.2mm；為了保證密實(shí)性，混合料中的0.075mm以下的填料達(dá)到7％～11％；為了保證抗滑性能，混合料中的2.36mm以上的小粒徑碎石達(dá)到65％～75％。2)采用水泥或消石灰代替礦粉。3)混合料采用橡膠瀝青為結(jié)合料；橡膠瀝青中廢胎膠粉的規(guī)格為40～80目常溫粉碎的天然膠含量較高的膠粉，廢胎膠粉的外摻量達(dá)到瀝青重的21％～23％；橡膠瀝青的180℃旋轉(zhuǎn)黏度指標(biāo)為2.5～4Pa.s。4)混合料的設(shè)計(jì)空隙率為5％～6％。它既具有良好路用性能如抗滑性能和高溫抗變形能力，又具有耐久性好、適用范圍廣、降低噪音顯著的綜合特點(diǎn)。文檔編號(hào)C04B18/22GK101746994SQ20081023979公開(kāi)日2010年6月23日申請(qǐng)日期2008年12月17日優(yōu)先權(quán)日2008年12月17日發(fā)明者周興業(yè),張蕾,李美江,沈國(guó)輝,王旭東申請(qǐng)人:交通部公路科學(xué)研究院