廢輪胎膠粉改性瀝青應用的探討解讀

1、中國新技術(shù)新產(chǎn)品2010NO .7and Products工程技術(shù)中國新技術(shù)新產(chǎn)品廢輪胎膠粉改性瀝青應用的探討陳釧（湖南省高速公路管理局廣信公司，湖南長沙 410011）1膠粉改性瀝青的簡介和作用機理膠粉改性瀝青（ Crumb rubber modifier ，簡稱 CRM 改性瀝青），是改性瀝青的一種，它是以廢輪胎膠粉作為改性劑加 入瀝青中并輔以其他化學助劑，通過物理和化學反應對瀝青進行改性最終形成性能 穩(wěn)定的新型鋪路材料。汽車輪胎在加工過程中為了滿足其使用性能的要求摻加了多種成分，如：合成 橡膠、天然橡膠、碳黑、硫、硫磺等等。這些成分對于瀝青來說每種都可以看成一種改性劑，因 此，膠粉摻加到

2、瀝青中可以看成是一種復合改性作用。從這個角度看，廢舊輪胎膠 粉并不是老化的輪胎膠粉，原有化學成份仍然可以起到很好的作用，達到改善瀝青 混凝土使用性能的目的。從試驗結(jié)果可知，膠粉在瀝青混合料中的填充作用是不可忽視的，一方面從孔 隙率角度會使混合料更加密實，但另一方面會增加混合料的礦料間隙率。特別對于 后者，由于膠粉顆粒本身具有良好的回彈性能，如果混合料中膠粉添加不當，會導 致混合料碾壓不實，嚴重的導致松散。為了避免這種現(xiàn)象的產(chǎn)生，膠粉顆粒的摻加需要進行選擇，對于膠粉混合料的 級配應選擇斷級配，而不宜選擇連續(xù)級配，其間斷程度與膠粉的目數(shù)和劑量有關(guān)。2 采用橡膠粉改性瀝青的背景及必要性 2.1 背景

3、2006年我國汽車銷售量為 721萬輛, 據(jù)不完全統(tǒng)計，我國每年僅廢舊輪胎退役 量約 140 萬噸以上，并且以每年 15%左右的速度在遞增。 2003 年廢舊輪胎 8000 萬 條，到 2004年達到 1.2 億條，預計到 2010年，我國的汽車保有量將達到 7000 萬 輛，廢舊輪胎的產(chǎn)生量也將達到 2 億條。這樣大規(guī)模的廢舊輪胎將造成巨大黑色污 染, 二次污染環(huán)境和占用土地資源。開展廢輪胎橡膠粉改性瀝青的應用可大量利用 廢舊輪胎，變廢為寶，具有突出的環(huán)保意義。2.2國際上橡膠粉用于筑路技術(shù)的現(xiàn)狀國外自上個世紀 60 年代開始研究和使用 膠粉改性瀝青，總里程已達 3 萬公里，實踐證明其路用性

4、能大大優(yōu)于普通瀝青。美國用膠粉改性瀝青鋪設(shè)高等級公路和城市道路至今已有 30 多年的歷史。 1997年，美國參眾兩院立法規(guī)定：凡國家投資或資助的道路建設(shè)必須采用膠粉改 性瀝青，并且規(guī)定膠粉的使用量必須達到 20以上。美國聯(lián)邦各州也相繼通過法 令推廣膠粉改性瀝青的應用，目前美國鋪設(shè)的膠粉改性瀝青路面已達11 萬公里。在多孔隙路面的發(fā)源地法國，截止到 1995 年，橡膠瀝青多孔隙混凝土累計已 經(jīng)攤鋪了超過 1000000m 2路面。南非的廢舊輪胎橡膠粉在公路行業(yè)中的應用十分成功 , 據(jù)了解，目前南非 60%以上的道路瀝青使用橡膠瀝青 . 而且根據(jù)他們的經(jīng)驗認為，對于 超重軸載的使用環(huán)境，橡膠瀝青混

5、凝土尤為有利。美國和加拿大政府還立法強制國家投資的公路必須使用膠粉改性瀝 青。2.3國內(nèi)橡膠粉用于筑路技術(shù)的現(xiàn)狀1993年沈陽市政設(shè)計院在鋪筑了 1040m 2的膠粉改性瀝青混合料試驗路。 1995 年在新開的五愛路至渾河大壩間試鋪了 3 萬 m 2 的廢輪胎膠粉改性瀝青路面，此后，又在沈哈高速公路做了一段試驗段。 19951998年之間，北京小紅門、廣東韶關(guān)的國道以及天津?qū)幒哟髽蜿懤m(xù)有一些試 驗段。2001 年春，交通部公路科學研究所首次在鋼橋橋面鋪裝中采用了 30%的橡膠 粉（相對于瀝青用量 ，該橋面經(jīng)受了 4 個夏季的超重交通考驗，基本保持完好，各 項性能指標保持優(yōu)良。同年由交通部設(shè)立，

6、交通部公路科學研究所主持了交通部西 部科研項目 “廢舊橡膠粉用于筑路的技術(shù)研究 ”，對橡膠瀝青及橡膠粉瀝青混合料的 路用性能及力學特性開展了全面、系統(tǒng)的試驗研究, 隨后, 在廣東、山東、河北、遼寧、四川、貴州等地修筑總長近 30km 的試驗路和實體工程， 到目前為止應用效果良好，例如沈陽北陵高架橋應用膠粉改性瀝青的一段，十幾年 來都沒有出現(xiàn)問題，而同期北陵高架橋上的普通路面已經(jīng)維修了4 次。天津市于 2003年至 2006 年鋪設(shè)了 85公里膠粉改性瀝青試驗路段，應用在高速公路、快速路和城市主干道等 , 并于 2006年初出臺了國內(nèi)第一部地方標準。同時同濟 大學, 東南大學和長安大學等高校也開

7、展了對膠粉改性瀝青及其混合料性能和工藝進行了研究，2007年, 交通部辦公廳發(fā)布關(guān)于組織實施材料節(jié)約和循環(huán)利用專項行動計劃 的通知 （廳科教字 2007141號 ，此次行動主要任務為 “重點研究和推廣高等級路面再生資源、廢舊橡膠輪胎筑路應用技術(shù)、聚合物改性水泥混凝土技術(shù)、機制砂混凝土技 術(shù)”。2008年 10月 1日，經(jīng)過半年大修后的長安街人民大會堂北側(cè)道路面層被 5000平方米的廢胎橡膠粉改性瀝青混合料這樣的新型環(huán)保 “外衣 ”大規(guī)模覆蓋。以 全新的面貌展現(xiàn)在了世人面前，長安街不但首次實現(xiàn)雙向十車道，且新型修筑材料 讓路面能順利接受國慶閱兵千軍萬馬和武器裝備車輛通過的考驗。也為長安街迎接 新

8、中國 60 周年大閱兵鋪墊了堅實的基礎(chǔ)。2.4 膠粉改性瀝青優(yōu)點降噪聲：明顯減少噪音，當行車時速在 50100 公里， 使用該材料的路面噪音將降低 38 分貝。據(jù)檢測，噪聲降低 2分貝，相當于減少 交通量 1/3。耐高溫：高溫抗車轍，從橡膠粉混合料車轍試驗的結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，隨 著橡膠粉摻量的增加混合料的高溫抗車轍能力逐漸提高?？沟蜏兀旱蜏乜箶嗔眩瑥牡蜏丶s束試驗結(jié)果看出，混合料中摻加橡膠粉后，其 低溫的破斷溫度明顯低于一般 SBS 改性瀝青混合料，而破斷應力又明顯大于 SBS 混合料。防水霧，防眩目：防路面水霧，防眩目，縮短剎車距離約 25%，提高行車安全性。造價低：減薄路面厚度、降低建設(shè)成本、節(jié)

9、省維護費用。壽命長：比普通瀝青 路面延長壽命 5-10 年。膠粉改性瀝青與普通瀝青路面情況對比 2.5經(jīng)濟效益 2.51 經(jīng)濟比較目前我國修建高速公路廣泛采用 SBS 改性瀝青，隨著石油價格的飛漲，SBS 價格昂貴，然而廢舊輪胎膠粉價格低廉，而且各項指標均達到標準。經(jīng)推算，廢舊輪胎改性瀝青的成本比 SBS 改性瀝青的成本低約 25%左右，如 果我國每年修筑公路用 100萬噸膠粉改性瀝青替代 SBS 改性瀝青即可降低成本 7.5 億元，同時可耗費廢舊輪胎膠粉 15 萬噸，相當于 2250萬條轎車廢輪胎，這對我國 的修筑公路及維修公路采用改性瀝青的意義是重大的。上表計算了 SBS 改性瀝青和橡膠粉

10、改性瀝青的材料價格，可以看出每噸橡膠 粉改性瀝青比 SBS 改性瀝青節(jié)約材料費 25%。2.5 2 社會效益和推廣前景應用橡膠改性瀝青技術(shù)，將最大程度降低公路建設(shè)發(fā)展而帶來的交通噪聲污 染，一般可將噪音降低 30%50%,提高路面性能，同時解決越來越多廢舊輪胎帶來的 “黑色污染 ”，改善人民的生存環(huán)境 . 因此， 可以說廢舊輪胎橡膠粉在公路行業(yè)的推廣應用是一件利國、利民、利路，三全其美 的好事。目前，我國正處在高速公路的快速發(fā)展期，而改善路面使用性能，延長路面使 用壽命，節(jié)約建設(shè)投資，是我國公路行業(yè)所面臨的緊迫問題。由于我國幅員廣闊，氣候和自然環(huán)境十分復雜，加之超載運輸現(xiàn)象十分普遍，對公路路面特別是瀝青混凝土面層提出了較高的技術(shù)要求，因此將廢舊輪胎橡膠粉用于公路建設(shè)是解決當前問題的有效途徑之一。但是，業(yè)內(nèi)人士也指出，對于一種新型的材料的推廣來說，目前還急需制定和規(guī)范相 關(guān)技術(shù)標準，并盡快制定橡膠粉瀝青及混合料的設(shè)計施工技術(shù)指南。為我國今后大 規(guī)模修筑橡膠粉改性瀝青混凝土提供技術(shù)儲備和支持，都具有十分重要的意義。參考文獻1李明亮. 廢輪胎膠粉改性瀝青材料的路用性能研究 J.大連理工大學， 200712-01.摘要：隨著我國汽車工業(yè)飛速發(fā)展，汽車保有量逐年迅速增加，我國將面臨目前 國外發(fā)達國家早已遇到的大量廢舊輪胎的處理問題。