廢橡膠粉在道路工程中的應(yīng)用研究和發(fā)展
石英管 探水鉆 花輥 花輥廠 燒紙壓花機(jī) 鋁箔壓花對輥 易碎紙 三防漆
　　1. 橡膠類改性瀝青的發(fā)展?fàn)顩r
　　早在1845年, 英國就進(jìn)行了往瀝青中摻加橡膠以改善其性能的嘗試。1901 年法國修筑了試驗(yàn)路段。1937年英國在波蘭修筑了幾段路面。1947年美國也采用合成橡膠粉和膠乳改性修筑路面, 日本于1942年開始采用天然橡膠膠乳摻入瀝青乳液中。1952年在東京, 1945年在北海道, 修筑了這種改性瀝青的路段。以后, 天然橡膠、合成橡膠或摻入乳膠的瀝青于196年左右就開始在日本其它地方的路面工程中使用, 并且用量劇增。由此可見, 在國外橡膠改性瀝青已成為一種發(fā)展趨勢。我國對橡膠改性瀝青的研究開始于20世紀(jì)70年代末期, 曾先后對再生橡膠粉、SBR、SBS 等各類橡膠改性瀝青進(jìn)行了研究工作。研究表明, 廢橡膠
　　粉改性劑主要表現(xiàn)出如下顯著特點(diǎn): ! 可改善路用性能, 延長服務(wù)壽命, 提高路面的使用品質(zhì); .再生橡膠粉改性瀝青的價(jià)格要比常用的SBS改性瀝青低20% ~ 30% , 具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益; # 可減輕.. 黑色污染 , 降低道路交通噪聲。綜上所述, 廢橡膠粉改性瀝青的高溫、低溫性能、彈性恢復(fù)性能、感溫性等都有非常突出的優(yōu)點(diǎn),而且高溫、低溫性能均可兼顧, 特別行車舒適性是其它改性劑所不具備的。
　　2.. 國內(nèi)外廢橡膠粉 改性瀝青的應(yīng)用與研究
　　近20年來, 美國、加拿大、韓國、日本等國成功的應(yīng)用膠粉改性瀝青修筑高速公路、高等級公路。美國用廢輪胎作為改性劑制造改性瀝青用于修筑公路已經(jīng)有了20年的歷史。1982年~ 1986年間已試驗(yàn)鋪筑210多個(gè)路段, 這種路面的熱穩(wěn)定性能和防凍性能都比較好, 并可以減少維修費(fèi)用。據(jù)STMC統(tǒng)計(jì), 美國到1997年再生橡膠粉改性瀝青已經(jīng)消耗8 000萬t廢輪胎; 法國、比利時(shí)、奧地利在公路建設(shè)中廣泛采用廢橡膠粉(或廢輪胎粒); 俄羅斯伏爾加格勒公路交通部門將廢輪胎粒用于鋪設(shè)路面, 可有效地預(yù)防冬季路面結(jié)冰而產(chǎn)生交通事故。伏爾加格勒公路交通部門的做法是在用瀝青鋪筑路面后, 當(dāng)瀝青尚未干時(shí)在上面灑一層廢輪胎膠粒。這樣, 冬季路面的冰塊容易被壓碎, 車輛行駛就不會(huì)因?yàn)榇蚧l(fā)生沖撞事件。為了減少車輛行駛時(shí)的噪音,英國在薩里郡交通繁忙的4條道路上用廢輪胎膠粒鋪設(shè)路面, 測定膠粉配料路面與傳統(tǒng)配料路面是否堅(jiān)固耐用, 如果結(jié)果令人滿意, 英國柯拉斯將獲得這種方法的廣泛使用權(quán)。據(jù)稱, 用這種方法可以使噪音減少70% 。這種技術(shù)是將3mm 粒徑的廢輪胎膠廢橡膠粉在道路工程中的應(yīng)用研究和發(fā)展.. 粉混入熱瀝青中并攪拌均勻, 用量為瀝青總量的3% 。這種技術(shù)優(yōu)點(diǎn)之一是膠粉粒取自于再回收利用的廢舊輪胎, 有利于環(huán)境保護(hù)。相比于國外, 國內(nèi)的研究起步不晚, 早在20世紀(jì)70年代末80年代初, 幾乎是與美國在路面工程中使用橡膠粉處于同一時(shí)期。1982年以來, 國內(nèi)江西、四川、遼寧、新疆、寧夏、云南、河南等地在筑路中都多次使用膠粉。將廢輪胎膠粉用于生產(chǎn)改性瀝青尚在進(jìn)一步研究開發(fā)中, 如果在熱瀝青中添加膠粉生產(chǎn)改性瀝青,則每年可消耗膠粉30~ 45萬t。這對減少黑色污染極為有利, 同時(shí)以廢膠粉替代價(jià)格昂貴的SBS 作為瀝青改性劑, 還可以降低修路的成本。膠粉顆粒還具有吸收光線, 減緩強(qiáng)光刺眼, 因此, 用廢橡膠粉改性瀝青修筑的路面對保護(hù)駕駛?cè)藛T的眼睛是有好處的。廢橡膠粉改性瀝青是以一定細(xì)度的磨細(xì)橡膠粉加入熱溶瀝青中, 在熱和機(jī)械力的作用下, 橡膠粉吸收瀝青中油分而溶脹, 部分恢復(fù)生膠的粘性和可塑性, 并由原來的緊密結(jié)構(gòu)變?yōu)橄鄬κ杷傻男鯛罱Y(jié)構(gòu),制備后的橡膠溶脹顆粒能均勻懸浮在瀝青溶液中。大量實(shí)驗(yàn)表明用膠粉對瀝青進(jìn)行改性, 可顯著提高瀝青耐低溫、耐高溫和耐老化的性能。1982 年~1986年江西與四川省均鋪過幾段路面, 經(jīng)過二十多年高負(fù)荷運(yùn)營和考驗(yàn), 對于減少光線的反射和路面裂縫及提高路面的熱穩(wěn)定性能等均有良好的效果。1993年沈陽市在交通繁華的道路上用廢輪胎膠粉改性瀝青試鋪了1萬m2 的路面。經(jīng)過一個(gè)冬季和夏季的考驗(yàn), 效果良好, 并于1994 年通過市科委組織的技術(shù)論證, 故又于1995年在新開的五愛路至大壩間試鋪了3萬m2 的廢輪胎橡膠粉改性瀝青路面, 經(jīng)過多年的高負(fù)荷運(yùn)行考驗(yàn), 效果良好。北京路翔技術(shù)發(fā)展有限公司于1995年在北京小紅門和廣東韶關(guān)地區(qū)323國道上用膠粉+ PE 復(fù)合改性瀝青試鋪了4 km 的路面, 效果良好。由于我國早期橡膠粉生產(chǎn)工藝落后, 廢舊輪胎的環(huán)保壓力不大等方面的原因, 早期的重復(fù)研究多,實(shí)質(zhì)性、整體性的突破少。2001年春, 交通部公路科學(xué)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5個(gè)夏季的超重交通考驗(yàn), 基本保持完好, 各項(xiàng)性能指標(biāo)保持優(yōu)良。同年, 交通部公路科學(xué)研究所主持了交通部西部科研項(xiàng)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(xué)特性開展了全面、系統(tǒng)的試驗(yàn)研究。該項(xiàng)目對橡膠粉在瀝青混合料中的作用機(jī)理以及橡膠瀝青、橡膠瀝青混合料的力學(xué)特性和路用性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究, 結(jié)合我國實(shí)際, 提出了路用橡膠粉、橡膠改性瀝青和橡膠粉瀝青混合料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的建議稿。在廣東、山東、河北、四川、貴州等地修筑總長近30 km的試驗(yàn)路和實(shí)體工程, 課題涉及到華南地區(qū)、西南地區(qū)、輕冰凍地區(qū)等3個(gè)氣候片區(qū), 經(jīng)近6 a的行車考驗(yàn), 應(yīng)用效果良好。此外, 北京路翔技術(shù)發(fā)展有限公司成功開發(fā)出生產(chǎn)改性瀝青的專用設(shè)備. . . 高速混練機(jī), 西安達(dá)剛公路機(jī)電科技有限公司已研制成功防堵塞的膠粉噴灑機(jī), 這些新成果為我國廢橡膠粉改性瀝青修筑道路工程提供了施工配套的硬件, 也為我國今后在道路工程中大規(guī)模推廣應(yīng)用廢橡膠粉技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。
　　3 我省廢橡膠粉改性瀝青的應(yīng)用與研究
　　我省研究廢橡膠粉改性瀝青始1989年。使用自制的單立軸攪拌器生產(chǎn), 并在107國道長沙縣公路局管養(yǎng)的路段鋪筑了部分試驗(yàn)路。試驗(yàn)路3 a后的檢測結(jié)果表明, 路面無車轍、開裂、坑槽等破損現(xiàn)象。由于當(dāng)時(shí)生產(chǎn)設(shè)備簡陋, 加之再生橡膠粉質(zhì)量等原因, 沒有進(jìn)行擴(kuò)大試驗(yàn)。直到2005年, 由長沙理工大學(xué)、省公路局等單位承擔(dān)了省交通廳科技進(jìn)步與創(chuàng)新課題。膠粉及膠粉復(fù)合改性瀝青的性能研究; 課題先后在省道S202線k30 + 800 ~ k32+ 500 路段、S306 線k56 +540~ k58+ 030路段、邵陽市政修筑了試驗(yàn)路。目前幾段試驗(yàn)路段沒有車轍、沒有水損壞, 且路面平整, 路況整體良好。2005 年, 長沙理工大學(xué)查旭東教授根據(jù)半剛性基層瀝青路面各結(jié)構(gòu)層之間由于施工的不連續(xù)性及材料性質(zhì)的差別等問題, 在計(jì)算半剛性基層瀝青路面基面層間不同結(jié)合狀態(tài)下的應(yīng)力和彎沉變化情況, 分析基面層間結(jié)合狀態(tài)對路面結(jié)構(gòu)使用性能影響的基礎(chǔ)上, 提出通過在基面層間設(shè)置廢橡膠粉改性瀝青作為粘結(jié)層以改善層間的結(jié)合狀態(tài), 并進(jìn)行了大量的室內(nèi)外粘層試驗(yàn), 包括原材料性能試驗(yàn), 室內(nèi)直接剪切試驗(yàn)、直接拉伸試驗(yàn), 現(xiàn)場拉拔試驗(yàn)、防水試驗(yàn); 通過試驗(yàn), 確定了不同粘層方案的最佳廢橡膠粉摻量和灑布用量; 同時(shí), 結(jié)合衡大高速公路建設(shè)工程試驗(yàn)路的修筑, 廢橡膠粉改性瀝青生產(chǎn)和粘結(jié)層施工工藝進(jìn)行了總結(jié)。試驗(yàn)路等: 葉集至信陽高速公路綠化現(xiàn)狀淺析土, 創(chuàng)造良好的生態(tài)群落前提下, 追求景觀效果, 力求做到生態(tài)性與觀賞性的有機(jī)結(jié)合。經(jīng)過幾年的運(yùn)行檢驗(yàn)和2008年年初的冰雪災(zāi)害考驗(yàn), 路況穩(wěn)定, 使用效果好。
　　4.有待解決的問題
　　廢橡膠粉改性瀝青和廢橡膠粉改性瀝青混合料是眾多路面材料中的一種或一類, 其技術(shù)性能的優(yōu)勢是有目共睹的。合理的使用這種材料不僅有利于環(huán)保, 而且對改善路用性能, 延長使用壽命起到積極的作用。為了更廣泛地推廣這項(xiàng)技術(shù), 至少需要做以下2個(gè)方面的工作:
　　1) 盡快制定有關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。其中包括: 路用廢橡膠粉的技術(shù)指標(biāo), 廢橡膠粉改性瀝青混合料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。廢橡膠粉作為基本原材料, 其質(zhì)量的穩(wěn)定關(guān)系到廢橡膠粉在公路行業(yè)應(yīng)用的前景。實(shí)踐表明, 原材料的質(zhì)量規(guī)范化不僅對公路質(zhì)量起著重要作用, 而且對其未來的市場發(fā)展有著關(guān)鍵影響。廢橡膠粉來源于廢舊輪胎, 而輪胎的種類、配方比較多, 因此也就決定了廢橡膠粉的成分比較復(fù)雜, 對瀝青及混合料的路用性能影響也不盡相同。因此需要從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面的綜合評價(jià)確定適用于道路工程的再生橡膠粉的技術(shù)指標(biāo)。根據(jù)目前的研究, 該指標(biāo)應(yīng)包括以下幾方面內(nèi)容: 橡膠粉的加工方式;適于瀝青及混合料使用的廢橡膠粉的目數(shù)范圍; 廢橡膠粉來源的推薦輪胎; 廢橡膠粉中有效成分的規(guī)定; 廢橡膠粉中纖維的合理含量等。橡膠改性瀝青是橡膠粉和瀝青的共混物, 其質(zhì)量受到橡膠粉質(zhì)量、瀝青質(zhì)量、橡膠粉的摻加劑量, 加工工藝等多方面因素的影響。由于專業(yè)上的局限, 建議路用廢橡膠粉的技術(shù)指標(biāo)宜由橡膠行業(yè)與公路交通行業(yè)聯(lián)合制定。
　　2) 橡膠瀝青及混合料的設(shè)計(jì)、施工技術(shù)指南的制定。盡管已經(jīng)開展過混合料指標(biāo)研究, 修筑了大量的試驗(yàn)路和實(shí)體工程, 總結(jié)了施工工藝和技術(shù), 但由于我國地域廣闊, 各地的狀況不一樣, 指南的制定也應(yīng)根據(jù)各地情況, 要有可操作性。
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