膠粉改性瀝青鋪就綠色公路

在2015年11月3日開幕的第17屆中國國際工業(yè)博覽會上，華東理工大學(xué)展示了一種廢輪胎膠粉資源化利用制備道路瀝青的關(guān)鍵技術(shù)：廢輪胎在經(jīng)過加工后變廢為寶，成為瀝青的改性“伴侶”鋪設(shè)路面。

據(jù)項目負(fù)責(zé)人周曉龍教授介紹，這項技術(shù)現(xiàn)已建成年產(chǎn)20萬t的生產(chǎn)裝置，生產(chǎn)的橡膠改性瀝青應(yīng)用在江蘇省揚中市舊S238省道三欄路等道路的鋪設(shè)中，目前完成約45 km，使用了約5 500 t混合料，相當(dāng)于再利用了11萬條家用小轎車的廢舊輪胎。僅2012—2014年，該技術(shù)就創(chuàng)下了高達(dá)1.5億元的總產(chǎn)值。

據(jù)統(tǒng)計，我國2014年輪胎產(chǎn)量超過5.62億條，而廢輪胎產(chǎn)生量約為1 000萬t，并以每年5%～6%的速率增長。大量堆積的廢輪胎不但無法自動降解，占用土地資源，還存在引發(fā)火災(zāi)、滋生蚊蟲等風(fēng)險。如何妥善處置這些固體廢棄物，成為世界各國普遍面臨的難題。

事實上，廢輪胎并非一無是處，而且渾身是寶，含有高達(dá)近60%的橡膠混合物。周曉龍項目組瞄上的，正是廢輪胎中的橡膠混合物。

目前廢輪胎橡膠的處理方法主要有原形直接利用、熱分解、舊輪胎翻新、生產(chǎn)再生橡膠及生產(chǎn)硫化膠粉。在這幾種處理方法中，用廢輪胎膠粉改性瀝青無疑是發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的最佳利用形式。采用膠粉改性瀝青鋪路，不但能提高瀝青的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、抗老化和耐久性，還能替代目前被廣泛使用的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（SBS）和丁苯橡膠等聚合物改性劑，降低道路建設(shè)成本，節(jié)約石油資源。

“相比于SBS改性瀝青，膠粉改性瀝青不但成本更低，其集料的抗車轍能力也更優(yōu)?！敝軙札堈f。

廢輪胎膠粉改性瀝青的應(yīng)用在國外已有30多年的歷史，而我國卻處于起步階段。

“膠粉原料來源復(fù)雜，因此膠粉改性瀝青若要達(dá)到SBS改性瀝青的穩(wěn)定性能，難度較大?！敝軙札堈f。項目組從2006年開始研究廢輪胎膠粉制備道路瀝青技術(shù)，經(jīng)過幾年的實驗室研究，2009年，該項技術(shù)在江蘇文昌新材料科技有限公司進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化，建成了年產(chǎn)20萬t的生產(chǎn)裝置。

這時難題卻突然而至，膠粉改性瀝青若是生產(chǎn)后直接鋪設(shè)于路面，效果極好；若是貯存2～3天后再使用，產(chǎn)品的性能指標(biāo)就會急劇下降。項目組想了許多方法來解決這一難題，但均以失敗告終。恰在此時，周曉龍參加了一個相關(guān)主題的國際會議。一位學(xué)者的發(fā)言讓他恍然醒悟：設(shè)法避免產(chǎn)品的高溫貯存過程。

“膠粉經(jīng)過微波處理后，極易溶解在芳烴油中，產(chǎn)生的膠粘劑使得膠粉與瀝青之間結(jié)合力增強，從而提高了膠粉改性瀝青的存儲穩(wěn)定性?！敝軙札堈f。

現(xiàn)在，用廢輪胎膠粉資源化利用制備道路瀝青關(guān)鍵技術(shù)生產(chǎn)的道路瀝青已經(jīng)用于多條道路的鋪設(shè)。

此外，項目組還采用催化裂化油漿為降粘劑，發(fā)明了一種乳化橡膠改性瀝青；同時制備了一種質(zhì)優(yōu)價廉的道路瀝青再生劑，用于老化道路瀝青的性能恢復(fù)。

據(jù)周曉龍介紹，1997年美國立法規(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，并規(guī)定膠粉的用量必須達(dá)到20%以上；在我國，目前已批準(zhǔn)6條節(jié)能減排綠色低碳高速公路試點項目，其路面材料均是以廢輪胎為原料生產(chǎn)的膠粉改性瀝青。由此可見，優(yōu)良的使用性能和對環(huán)保的巨大貢獻(xiàn)，使膠粉改性瀝青鋪路技術(shù)的市場前景越來越廣闊。