橡膠瀝青簡(jiǎn)史及技術(shù)應(yīng)用

曲青龍

【摘 要】橡膠瀝青利用廢舊輪胎原質(zhì)所制造出來(lái)的，是對(duì)廢物的一種利用。其有著諸多的有點(diǎn)，應(yīng)用也較為廣泛。在文中主要就橡膠瀝青簡(jiǎn)史及技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行介紹，以期可以加深對(duì)橡膠瀝青的認(rèn)識(shí)。

【關(guān)鍵詞】橡膠瀝青；技術(shù)應(yīng)用；簡(jiǎn)史

一、什么是橡膠瀝青

通俗的講，橡膠瀝青是先將廢舊輪胎原質(zhì)加工成為橡膠粉粒，再按一定的粗細(xì)橡膠瀝青級(jí)配比例進(jìn)行組合，同時(shí)添加多種高聚合物改性劑，并在充分拌合的高溫條件下（180℃以上），與基質(zhì)瀝青充分熔脹反應(yīng)后形成的改性瀝青膠結(jié)材料。

再具體來(lái)說(shuō)，橡膠瀝青是采用18%～22%廢膠粉、瀝青和添加劑組成的混合物，在與集料混合之前先在高溫下進(jìn)行反應(yīng)。橡膠瀝青采用的膠粉多為80目，膠粉中需含有25±2%富含天然橡膠的成分，該成分可直接從廢橡膠輪胎中得到。橡膠瀝青采用的膠粉一般有兩種，一種是只采用廢棄輪胎橡膠，另一種是不僅采用廢棄的輪胎橡膠，而且摻加了天然橡膠。橡膠瀝青在生產(chǎn)時(shí)，為增強(qiáng)橡膠粉與基質(zhì)瀝青的相容性，一般可根據(jù)需要添加外加劑，常用的外加劑一般為填充油，用量一般為瀝青用量的2.5～6.0%。

橡膠瀝青具有高溫穩(wěn)定性、低溫柔韌性、抗老化性、抗疲勞性、抗水損壞性等性能，是較為理想的環(huán)保型路面材料，主要應(yīng)用于道路結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力吸收層和表面層中。

二、橡膠瀝青簡(jiǎn)史

橡膠瀝青的產(chǎn)生和發(fā)展經(jīng)過(guò)了各國(guó)許多單位和人員的共同努力。最早橡膠瀝青的文獻(xiàn)見(jiàn)于1843年的英國(guó)專(zhuān)利，此時(shí)的橡膠瀝青材料只是簡(jiǎn)單的在普通瀝青中加入橡膠粉進(jìn)行改性。19世紀(jì)50年代初期，美國(guó)公路局的劉易斯和伯恩在加州第一次較為系統(tǒng)地開(kāi)展了“各種橡膠對(duì)石油瀝青的性質(zhì)影響”的研究工作。他們使用了14種橡膠粉和三種石油瀝青做為研究對(duì)象，而橡膠粉的研究范圍包括硫化和未硫化的橡膠材料，包括廢輪胎的胎面、丁苯橡膠、天然橡膠、聚丁二烯和回收的橡膠，既用了干法也用了濕法。此后有關(guān)橡膠瀝青的研究工作不斷開(kāi)展，成果也不斷涌現(xiàn)。1960年三月，瀝青協(xié)會(huì)在芝加哥舉辦了首屆橡膠瀝青研討會(huì)。查爾斯麥克唐納在60-70年代在橡膠瀝青材料上做了大量工作，他開(kāi)發(fā)了生產(chǎn)橡膠瀝青的“濕法”（也稱(chēng)為麥克唐納法）。加州在1975年開(kāi)展了橡膠瀝青碎石封層的研究工作，并逐漸推廣使用，后來(lái)又逐漸推廣使用了橡膠瀝青混凝土。1978年建成了第一條干法施工的橡膠處理瀝青混凝土路面。加州第一條濕法施工的橡膠瀝青混凝土路面完成于1980年的斯托貝城和湯尼薩米城，它主要用于道路的緊急維修。1992年3月加州運(yùn)輸部在眾多研究和項(xiàng)目實(shí)施的基礎(chǔ)上發(fā)布了“橡膠瀝青斷級(jí)配混合料設(shè)計(jì)指南”。1993以后隨著橡膠瀝青技術(shù)專(zhuān)利的失效，橡膠瀝青開(kāi)始了更為全面高速的發(fā)展。

美國(guó)、瑞典、英國(guó)、比利時(shí)、法國(guó)、南非、日本、澳大利亞和印度等國(guó)先后開(kāi)展了橡膠瀝青和橡膠粉改性瀝青混凝土的應(yīng)用研究。1991年美國(guó)國(guó)會(huì)通過(guò)了陸上綜合運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)法案（又稱(chēng)冰茶法），要求從1994年，凡使用聯(lián)邦經(jīng)費(fèi)購(gòu)買(mǎi)熱拌和瀝青混合料都必須將5%的經(jīng)費(fèi)用于廢橡膠瀝青混合料。以后每年遞增5%，直至1997年達(dá)20%。

南非自上世紀(jì)60年代研究橡膠瀝青，至今已有幾十年的研究與應(yīng)用歷史，并形成了一套理論及工藝，技術(shù)上已經(jīng)趨于成熟。據(jù)統(tǒng)計(jì)，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(yàn)，認(rèn)為對(duì)于重載交通環(huán)境，橡膠瀝青路面更加有利。

法國(guó)在1900年鋪筑了第一條橡膠瀝青路面。法國(guó)也是多孔性路面的發(fā)源地。瑞典、日本等國(guó)還將廢舊輪胎橡膠顆粒用于防凍路面。

我國(guó)橡膠瀝青的研究起步較晚。2001年交通部科教司、西部辦在第一批交通部西部科技項(xiàng)目專(zhuān)門(mén)立項(xiàng)開(kāi)展《廢舊輪胎膠粉用于筑路的技術(shù)研究》。2003年北京交通委《廢胎膠粉改性瀝青應(yīng)用研究》項(xiàng)目立項(xiàng)，2006年結(jié)題，該項(xiàng)目以濕拌工藝為主研究，取得了重要的研究成果，編制了我國(guó)第一部地方性的應(yīng)用指南《北京市廢胎膠粉瀝青及混合料設(shè)計(jì)施工技術(shù)指南》。2004年從美國(guó)引進(jìn)了第一套橡膠瀝青加工設(shè)備、第一臺(tái)橡膠瀝青熱灑鋪設(shè)備。交通部公路院和道路學(xué)會(huì)在北京聯(lián)合召開(kāi)第一次“橡膠粉改性瀝青及混合料應(yīng)用技術(shù)國(guó)際研討會(huì)”。2006年交通部公路院和中國(guó)公路學(xué)會(huì)道路分會(huì)在海南召開(kāi)了“橡膠瀝青在路面工程中應(yīng)用技術(shù)交流會(huì)”。國(guó)家發(fā)改委于2007年9月8日發(fā)文推廣橡膠瀝青。同時(shí)北京市路政局于2007年3月13日發(fā)布《北京市廢胎膠粉瀝青及混合料設(shè)計(jì)施工指南（試行）》確定，從該年起北京道路大修中將推廣使用橡膠改性瀝青鋪筑道路，橡膠瀝青混凝土在首都機(jī)場(chǎng)南線高速、奧運(yùn)工程中全面使用，第一條交通部科技示范工程 實(shí)施。2008年，編制了交通部《廢胎膠粉瀝青及混合料設(shè)計(jì)施工技術(shù)指南》，出版了《橡膠瀝青及混凝土成套技術(shù)》。由國(guó)際橡膠瀝青路面協(xié)會(huì)和江蘇省交通廳主辦的第四屆國(guó)際橡膠瀝青大會(huì)在南京開(kāi)幕。經(jīng)過(guò)了20年的摸索，10年的發(fā)展，中國(guó)橡膠瀝青技術(shù)逐漸形成。

三、橡膠瀝青的基本技術(shù)應(yīng)用

1.橡膠瀝青用于裂縫的填充。

由于橡膠瀝青具有粘度大，抗老化、抗氧化能力強(qiáng)，彈韌性好等優(yōu)點(diǎn)，橡膠瀝青最早的應(yīng)用即作為裂縫的填充材料，至今也有廣泛的應(yīng)用。

2.橡膠瀝青碎石封層。

碎石封層是一種在噴灑瀝青類(lèi)結(jié)合料后，立即撒鋪一定粒徑的粗集料，經(jīng)碾壓而形成的薄層 封層。撒鋪的碎石即提供對(duì)瀝青的保護(hù)，也給行駛車(chē)輛提供必要的粗糙度，以保證安全行駛 。碎石封層的主要作用是封閉表面細(xì)小裂縫，阻止水侵入路面，損壞基層與路基。該技術(shù)產(chǎn) 生于上個(gè)世紀(jì)20年代，起初主要作為小交通量道路的表面層，目前已被廣泛用于各種交通量 道路的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。

3.橡膠瀝青混合料。

橡膠瀝青混凝土由于采用橡膠瀝青作為膠結(jié)料，除具有普通瀝青混凝土的優(yōu)點(diǎn)外，還具有普通瀝青混凝土無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)：優(yōu)越的高低溫性能，抗車(chē)轍能力強(qiáng)，高抗老化、抗氧化性能，耐久性好以及低噪音等。在同等路面功能要求下，橡膠瀝青厚度可比普通瀝青混凝土厚度減少一半，該性能使得橡膠瀝青混凝土尤其適用于橋面鋪裝。橡膠瀝青混凝土作為磨耗層時(shí)，一般采用開(kāi)級(jí)配或斷級(jí)配的混合料設(shè)計(jì)方法。

斷級(jí)配和開(kāi)級(jí)配混合料主要用于舊瀝青路面和舊水泥路面的養(yǎng)護(hù)或者改建的罩面。

橡膠瀝青混合料也可直接用于新建工程的罩面。用于新建工程時(shí)，橡膠瀝青斷級(jí)配混合料應(yīng)當(dāng)直接取代上層普通瀝青混凝土作為面層。橡膠瀝青混合料也可用于居民區(qū)作為新建道路的表面（磨耗）層，并起到減輕噪音的作用。

以上是對(duì)橡膠瀝青小史及基本應(yīng)用技術(shù)的簡(jiǎn)單介紹，我國(guó)的科研單位、企業(yè)對(duì)橡膠瀝青的研究和應(yīng)用都投入了大量的精力。但目前，國(guó)內(nèi)有關(guān)橡膠瀝青的研究工作以及發(fā)展仍需要進(jìn)行大量的努力。相信在不久的將來(lái)，橡膠瀝青領(lǐng)域會(huì)不斷涌現(xiàn)出更新的技術(shù)，更高的成果，擁有更廣闊的前景。endprint