劉禮華

【摘 要】隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的大力發(fā)展，汽車(chē)工業(yè)飛速發(fā)展，汽車(chē)的人均占有量大幅提高，隨之而來(lái)的大量廢舊輪胎將會(huì)帶來(lái)嚴(yán)峻的環(huán)保問(wèn)題。將廢舊輪胎加工成橡膠粉是我國(guó)目前通用的廢舊輪胎再生處理方法，其中廢輪胎膠粉應(yīng)用在公路行業(yè)中即采用廢橡膠粉生產(chǎn)改性瀝青是廢舊輪胎處理的主要途徑之一。

【關(guān)鍵詞】膠粉改性瀝青；性能研究；節(jié)能環(huán)保

1.概述

膠粉改性瀝青即橡膠粉改性瀝青，橡膠粉改性瀝青是以道路瀝青作為橡膠粉的分散劑，將高劑量的硫化膠粉與瀝青在高溫條件下加入活化劑和穩(wěn)定劑混溶制成的一種瀝青。生產(chǎn)中膠粉一般加入量為20%以上，由于橡膠粉是由廢舊輪胎加工制成的，橡膠粉中含有大量的天然橡膠粉及填充補(bǔ)強(qiáng)的碳黑、抗老化的抗氧劑等參配劑，因此制成的改性瀝青的性能是其他改性瀝青無(wú)法比擬的，比重交瀝青公路壽命延長(zhǎng)1.5倍。瀝青混合料及路用性能大部分指標(biāo)高于SBS改性瀝青。

1.1環(huán)保效應(yīng)

如果將廢舊輪胎膠粉用于瀝青進(jìn)行改性，如按15%的添加量的話，則每年可消耗膠粉30～45萬(wàn)噸，也就是說(shuō)可以處理廢汽車(chē)輪胎（每條輪胎8lg）5400～8100萬(wàn)噸（廢舊輪胎出粉率約70%），這對(duì)黑色污染極其有利。

1.2經(jīng)濟(jì)效益

目前我國(guó)修建高速公路廣泛采用SBS改性瀝青，SBS價(jià)格昂貴，隨著石油價(jià)格的飛漲，SBS的價(jià)格高達(dá)22000元/噸以上。然而廢舊輪胎膠粉價(jià)格低廉，而且各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。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30%左右，如果我國(guó)每年修筑公路用100萬(wàn)噸膠粉改性瀝青替代SBS改性瀝青即可降低成本7億元，同時(shí)可耗費(fèi)廢舊輪胎膠粉15萬(wàn)噸，相當(dāng)于2250萬(wàn)條轎車(chē)廢輪胎，這對(duì)我國(guó)的修筑公路及維修公路采用改性瀝青的意義是重大的。

1.3良好的使用性能

a、提高瀝青的黏度。

黏性是瀝青高溫穩(wěn)定性的重要指標(biāo)，黏性高的瀝青不僅抗變形能力增強(qiáng)，而且加強(qiáng)了瀝青與碎石的黏結(jié)力，具有更好的封水性能。有資料顯示，20%膠粉含量的橡膠粉瀝青，在190℃時(shí)的動(dòng)力黏度與4%SBS含量在135℃時(shí)的動(dòng)力黏度值相當(dāng)，約3pa.s；橡膠粉瀝青的軟化點(diǎn)較基質(zhì)瀝青提高約10℃，>55℃。如果在每噸橡膠粉改性瀝青中添加0.2%-0.5%的SBS改性劑，軟化點(diǎn)可達(dá)到70℃以上。

b、改善瀝青的低溫性能。

瀝青的低溫性能是指低溫的脆性和抗裂性。根據(jù)試驗(yàn)比較，橡膠粉瀝青的弗拉氏脆點(diǎn)與4%SBS改性瀝青比較，降低約9℃，達(dá)-17℃-19℃。橡膠粉瀝青良好的低溫性能，在寒冷地區(qū)將會(huì)明顯減少路面開(kāi)裂，延長(zhǎng)路面使用壽命。

c、抗老化、抗疲勞性能明顯提高。

大量廢輪胎膠粉的加入，不僅為瀝青增加了抗老化、抗氧化和熱穩(wěn)定性，而且由于輪胎橡膠粉優(yōu)異的彈性也在較大的溫度區(qū)間為瀝青路面提供了柔性以及耐疲勞和抗裂紋能力，從而延長(zhǎng)路面的使用壽命。有資料顯示，橡膠粉瀝青路面可提高路面使用壽命1～3倍。

d、提高行車(chē)的舒適性和安全性。

由于橡膠粉路面的柔性，將緩沖路面局部不平整引起車(chē)輛的震動(dòng)，改善輪胎與地面的附著性能，縮短制動(dòng)距離，從而使車(chē)輛的舒適性和安全性都得到改善。

e、降低行車(chē)噪音低。

隨著公路建設(shè)和汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展，道路噪音已成為城市居民的一大公害，因此降低道路噪音成了人們關(guān)心的重要社會(huì)問(wèn)題。根據(jù)一些實(shí)際數(shù)據(jù)分析，橡膠粉瀝青的彈性加上配混合料和平整的路面可有效地降低車(chē)輪在路面上行駛的噪音。于是橡膠粉瀝青的應(yīng)用為城市道路建設(shè)點(diǎn)燃了一大亮點(diǎn)，被譽(yù)為“消音瀝青”，它已列入一些城市的市政建設(shè)規(guī)劃。有資料顯示，橡膠粉瀝青路面車(chē)速在50-100公里/小時(shí)，噪音將降低3-8分貝。

2.橡膠粉改性瀝青的性能

高溫性能：膠粉含量18%時(shí)車(chē)轍試驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度達(dá)到7933次/mm，如增加到20%時(shí)，達(dá)到8000次/mm。

抗疲勞：由于交通量的增大及高負(fù)荷車(chē)輛的增多，公路的疲勞破壞成為了影響公路壽命的重要因素。由于CRM中含有大量的天然橡膠粉和各種參配劑，因而CRM瀝青抗疲勞破壞的能力無(wú)論從理論上還是實(shí)踐上均高于其他瀝青。

耐久性：由于CRM中含有抗老化劑及光穩(wěn)定劑，路面壽命大大提高。

黏附力強(qiáng)：由于CRM瀝青黏附力較SBS瀝青強(qiáng)，因此CRM鋪筑的瀝青路面飛石較其他路面少。

3.橡膠粉改性瀝青的生產(chǎn)需選擇合適的改性膠粉

（1）如用高溫處理膠粉，膠粉中的硫交聯(lián)鍵在再生活化劑、熱、氧的作用下被破壞，表面產(chǎn)生較多的活性基團(tuán)，有利于同膠料的化學(xué)鍵合，使膠粉在膠料中的分散性和硫化性改善。

（2）低溫脫硫再生法能耗小且節(jié)約勞動(dòng)力，對(duì)環(huán)境污染??；其改性方法是在膠粉中混入少量軟化增塑劑和脫硫劑，主要化學(xué)成分為2、4、7、9四甲基-5葵訣-4、7-二醇，然后在室溫或稍高的溫度下，借助機(jī)械作用進(jìn)行短時(shí)間脫硫再生得脫硫膠粉。

（3）生物表面脫硫技術(shù)為膠粉改性提供了一種新的途徑。該方法不需高溫、高壓、催化劑，為常溫常壓下操作，操作費(fèi)用低，設(shè)備要求簡(jiǎn)單，無(wú)二次污染，即利用微生物脫硫。

由于后兩種脫硫改性的方法技術(shù)比較先進(jìn)，環(huán)境污染較小，目前已被國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)采用，適用效果較好。

4.橡膠粉改性瀝青的生產(chǎn)工藝

4.1濕法

先將廢舊膠粉（CRM）在特定溫度的熱瀝青中拌和45min使膠粉充分溶脹，再經(jīng)過(guò)高速剪切所得的混合物稱(chēng)為膠粉改性瀝青。如果橡膠粉粉劑量太大，改性瀝青的粘度太大，泵送有困難，所以從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā)，橡膠粉粉的用量不能超過(guò)瀝青質(zhì)量的20%。當(dāng)改性瀝青用于應(yīng)力吸收膜時(shí)，膠粉的用量可高達(dá)25%-35%。濕 法制備改性瀝青的工藝比較簡(jiǎn)單，不過(guò)改性效果與膠粉的細(xì)度關(guān)系很大，粒度越細(xì)，越易拌和均勻，且不發(fā)生離析、沉淀現(xiàn)象，有利于管道輸送或泵送。

4.2干法

將劑量為瀝青混合料總量的2%-3%的膠粉噴入正在攪拌的熱瀝青拌和鍋中，攪拌約20min即成為膠粉改性瀝青混合料。重慶某研究所曾用此法制成的改性瀝青鋪設(shè)了一段試驗(yàn)路面。上海某交通輪胎翻修廠將廢橡膠粉粉經(jīng)活化處理制成活化膠粉，摻入瀝青中，使之與瀝青結(jié)合更為緊密，效果更好，但價(jià)格偏高，末在工程中使用。

5.橡膠粉改性瀝青的可觀前景

CRM瀝青做為資源再生性綜合利用是有效途徑之一，同時(shí)有利于改善瀝青路面的使用性能，降低建設(shè)成本，達(dá)到利國(guó)利民利路利企的“四利”效果，被世界各國(guó)廣泛重視，CRM瀝青已列為國(guó)家科技部重大研究課題，國(guó)家已出臺(tái)了CRM瀝青的相關(guān)推薦標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及施工規(guī)范也在制定中，各省、市也出臺(tái)了CRM瀝青的施工規(guī)范，因此，CRM瀝青的發(fā)展前景廣闊。近幾年隨著高速公路的成功應(yīng)用必將在業(yè)內(nèi)產(chǎn)生重大影響，對(duì)CRM瀝青的推廣使用產(chǎn)生重大影響。交通部道路科學(xué)研究院于2009年4月10日在北京舉辦了《橡膠粉瀝青產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)》《路用橡膠粉粉產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)》，橡膠粉瀝青施工、驗(yàn)收規(guī)范等標(biāo)準(zhǔn)的討論會(huì)及交流會(huì)。部分專(zhuān)家在會(huì)上介紹了橡膠粉瀝青產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)及施工的經(jīng)驗(yàn)對(duì)一些敏感的技術(shù)話題發(fā)表了獨(dú)特的見(jiàn)解，特別是在高速公路的實(shí)際使用情況介紹，得到了同行業(yè)及專(zhuān)家的好評(píng)。

廢膠粉改性瀝青的研究是一項(xiàng)利國(guó)利民并符合目前國(guó)家關(guān)于建設(shè)環(huán)境和諧型社會(huì)主張的工作，其具有較高的經(jīng)濟(jì)效益，得到了各界同仁的大力推崇，我更相信橡膠瀝青的加工工藝、生產(chǎn)技術(shù)會(huì)更上一層樓，取得更好的效果。希望本文的發(fā)表對(duì)這項(xiàng)研究工作起更大的推動(dòng)作用。