廢輪胎膠粉改性瀝青在高速公路工程中的應(yīng)用

□文/商耀祥 王 靜

□王 靜/天津高速公路管理處。

廢輪胎膠粉改性瀝青在高速公路工程中的應(yīng)用

□文/商耀祥 王 靜

文章對廢輪胎膠粉改性瀝青的機理、技術(shù)性能進(jìn)行了研究并對其在津汕高速公路工程中的應(yīng)用情況進(jìn)行了介紹。該項技術(shù)成功應(yīng)用于津汕高速公路的建設(shè)工程中，取得了巨大的經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益，具有良好的推廣應(yīng)用價值。

廢輪胎；膠粉改性瀝青；高速公路

近年來，隨著我國經(jīng)濟發(fā)展，國內(nèi)汽車保有量急劇增加，隨之而來的是廢輪胎的處理問題。廢舊輪胎通常被稱為“黑色污染”，屬于不熔或難熔的高分子彈性材料，具有很強的抗熱、抗生物、抗機械性并且難以降解。利用廢舊輪胎膠粉對普通瀝青進(jìn)行改性并生產(chǎn)路用混合料是一種減少“黑色污染”的有效辦法。

膠粉改性瀝青作用機理及性能優(yōu)勢

作用機理

膠粉改性瀝青是通過物理剪切、研磨和化學(xué)活化、穩(wěn)定等手段，將膠粉中分子鏈斷開，降低膠粉顆粒粒徑，使瀝青、橡膠混合物形成穩(wěn)定共溶體系。通過活化和機械降解膠粉分子鏈，使膠粉中各種成分（如橡膠、炭黑、抗氧劑等）能夠分別發(fā)揮其作用，以大分子粒徑的級別來改善瀝青性能，同時通過化學(xué)穩(wěn)定技術(shù)，使膠粉改性瀝青形成高分子溶液相容體系，與常用的SBS改性瀝青體系相近，性能近似，但更廉價、環(huán)保。

性能優(yōu)勢

對各種瀝青及其混合料性能對比見表1。

表1 對各種瀝青及其混合料性能對比

由表1看出，膠粉改性瀝青的綜合性能優(yōu)越，尤其是高溫抗變形性能突出，綜合考慮其路用性能及環(huán)境保護方面的突出貢獻(xiàn)，所以其應(yīng)用更加廣泛。

工程應(yīng)用

膠粉改性瀝青在津汕高速公路表面層施工中得到了應(yīng)用。

原材料

（1）膠粉改性瀝青。對津汕高速公路所采用的膠粉改性瀝青進(jìn)行了基于針入度分級體系、SHRP性能分級體系和粘度分級體系的研究，其技術(shù)性能結(jié)果見表2。

表2 膠粉改性瀝青性能

由表2看出，津汕高速工程采用的膠粉的各項指標(biāo)均符合技術(shù)要求并且通過SHRP分級試驗的技術(shù)測定結(jié)果為PG76-28，高于其PG70-22的技術(shù)要求，說明其高溫性能及低溫性能均能超過技術(shù)要求。

（2）其他材料。經(jīng)檢測，津汕高速工程用的玄武巖集料、石灰?guī)r礦粉的技術(shù)性能均符合JTGF40-2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》的要求。

膠粉改性瀝青混合料

（1）膠粉改性瀝青混合料設(shè)計。采用了SUPERPAVE的混合料設(shè)計方法，其級配見圖1，最佳油石比為5.3%。

圖1 膠粉改性瀝青混合料級配

（2）膠粉改性瀝青混合料性能驗證。對膠粉改性瀝青的高穩(wěn)性能、低溫性能及水穩(wěn)定性能等進(jìn)行檢驗，見表3。

表3 膠粉改性瀝青混合料性能

表3表明，膠粉改性瀝青及混合料性能能夠滿足相關(guān)技術(shù)規(guī)范和設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要求。通過工程施工技術(shù)研究形成了膠粉改性瀝青混凝土生產(chǎn)施工技術(shù)指南。同時研究表明，膠粉改性瀝青混凝土路面與SBS改性瀝青混凝土施工技術(shù)相比未增加施工難度，現(xiàn)有的施工技術(shù)水平完全可以做好。

膠粉改性瀝青施工質(zhì)量控制

運輸

（1）運輸車輛的車廂應(yīng)該具有緊密、清潔、光滑的金屬底板并打掃干凈。

（2）將膠粉改性瀝青混合料往攤鋪現(xiàn)場運輸時，必須用篷布覆蓋，以保持混合料的溫度。

（3）從拌和機向運料車上放料時，應(yīng)該盡量縮小混合料下落的距離。

（4）運料車在運輸過程中，應(yīng)勻速、慢行，速度一般控制在30～40km/h，盡可能減少因擾動造成的混合料離析現(xiàn)象。

（5）運料車在停車卸料時，不可將帆布或棉被卷起。

攤鋪

（1）在鋪筑混合料之前，必須對下承層進(jìn)行檢查。

（2）為保證攤鋪質(zhì)量，必須提前30～60min對熨平板進(jìn)行預(yù)熱處理，使其溫度不低于120℃。

（3）膠粉改性瀝青混合料的松鋪系數(shù)應(yīng)該根據(jù)試驗路段確定。

（4）攤鋪過程一定要保持連續(xù)性，攤鋪機應(yīng)以均勻的速度行駛，以保證混合料均勻、不間斷地攤鋪，要經(jīng)常保持3～6輛車等待。

碾壓

（1）膠粉改性瀝青混合料應(yīng)該遵循“高溫、緊跟、重碾、慢壓”的原則進(jìn)行碾壓。

（2）取消初壓，直接進(jìn)入復(fù)壓階段，然后終壓。

（3）盡可能地縮短碾壓段落長度，以保證在較高的溫度下完成碾壓作業(yè)。

（4）碾壓過程中，壓路機起步、停車要緩慢，不得急?；虻纛^。

（5）膠粉改性瀝青具有高粘性，為防止碾壓過程中出現(xiàn)粘輪現(xiàn)象，必須在碾壓前將壓路機膠輪或鋼輪清洗干凈。

（6）壓路機不得停留在溫度高于70℃的已壓實但尚未完全冷卻的路面上。

結(jié)語

膠粉改性瀝青大量使用廢舊膠粉（每km高速公路工程約消耗75t），其應(yīng)用規(guī)?；瘜O大緩解廢輪胎存放占地，促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展。膠粉改性瀝青節(jié)約了大量的SBS產(chǎn)品，每噸SBS產(chǎn)品需要大量的原油、化學(xué)產(chǎn)品進(jìn)行加工提煉，降低其需求量可使得石油資源和化工污染的壓力得到極大緩解。

TU535

C

1008-3197（2010）04-74-02

2010-06-05

商耀祥/男，1972年出生，高級工程師，天津高速公路集團有限公司，從事技術(shù)管理工作。

□王 靜/天津高速公路管理處。