废胶粉表面处理技术在筑路沥青改性加工中的应用研究

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1、废胶粉表面处理技术在筑路沥青改性加工中的应用研究废胶粉表面活化技术在筑路改性沥青中的应用研究可行性研究报告辽宁兆利高新路面材料有限公司抚顺石油化工研究院二〇一五年五月1一、立项的目的、意义SBS改性沥青以其能够显著提高高温抗车辙、低温抗开裂能力以及增强抗老化、改善疲劳等性能而成为聚合物改性沥青的主要品种,并得到了广泛的认可和应用。但是SBS价格昂贵,将其用于道路沥青的改性从资源利用上来评价并不合理。同时昂贵的SBS价格使得SBS改性沥青的应用受到限制。随着我国交通业和汽车工业的发展，废旧轮胎的生成量大幅度增加，越来越多的废轮胎已成为迫切需要解决的环境污染问题。将废旧轮胎制成橡胶粉应用于沥青材料

2、改性，是大批量处理废旧轮胎的有效途径之一。国外废胶粉应用实践证明，采用废胶粉改性沥青铺筑沥青路面具有诸多优势。一方面作为一条合理利用废旧橡胶的途径，可以缓解废旧轮胎对环境的压力；另外一方面采用胶粉作为沥青改性剂在提高沥青高温稳定性、低温抗裂性、抗老化性、抗疲劳性、延长使用寿命等方面具有明显作用，因此近年来废胶粉改性沥青在我国越来越得到广泛重视，并先后在多个省市铺设了试验路。胶粉改性沥青虽然在一定程度上能够提高沥青的一些性能，但由于胶粉表面呈惰性，与沥青相容性差，容易发生离析，只能现场生产现场应用，导致胶粉改性沥青或橡胶沥青仍未得到大范围推广应用。为了改善或解决胶粉与沥青的相容性，制备稳定的胶粉

3、改性沥青，除了从原材料的选择和改性沥青加工工艺方法来改善相容性还对胶粉进行改性处理(如：表面氧化、碱浸、微波辐射、硅烷偶联剂等)、混炼挤出、稳定性添加剂(如:德国Degussa化学反应改性剂、甲基丙烯酸环氧丙酯（GMA)、多烷基苯酚硫化物类等)。对胶粉进行改性会使得改性沥青工艺复杂，导致成本增加，以上问题成为胶粉改性沥青大范围推广使用亟待解决的问题。本课题对胶粉改性沥青的相容性问题进行研究，选择合适的活化剂对胶粉表面进行活化，制备出储存稳定性满足SBS改性沥青热储存稳定性指标要求，性能满足橡胶沥青技术要求（JT/T798-2011）的改性沥青。废胶粉价格低廉、来源广，采用废胶粉作沥青改性剂能显

4、著降低改性沥青成本，同时还符合当前的环保政策，开发热储存稳定得胶粉改性沥青可加快其推广应用，其潜在的社会效益和经济效益均较显著。二、国内外研究现状与技术发展趋势21、国内、外发展现状现代意义上的橡胶沥青混合料首先出现在20世纪40年代的美国。1976年，美国联邦公路局正式启动检验橡胶粉性能的37号工程“废弃轮胎在公路工程建设中的应用”，作为示范工程，鼓励各州公路局现场应用研究应力吸收层。1991年美国国会通过了一个陆上综合运输经济法案，其中第1038条款，即关于再生路面材料使用条款，要求从1994年起凡使用联邦经费的热拌沥青混合料都必须以5%的经费用于废橡胶粉改性沥青混合料，以后每年再增加5%

5、，直至1997年达到20%。法案颁布后，许多州进行了橡胶粉改性沥青应用研究，其中包括Texas，California、Florida、Virginia、Oregon、Utah、Arizona、NewYork、Wyoming、Kansas、Washington、NewMexico等。1992年，美国联邦公路局发行《胶粉改性沥青铺路材料的设计与施工》，加利福尼亚州出版了《断级配热拌橡胶沥青混合料设计指南》。到上世纪末，美国使用废旧胶粉改性沥青修筑的道路超过1.1万千米。2003年，美国加州发行了“橡胶沥青使用指南”，围绕橡胶沥青的设计、选择和使用，橡胶沥青结合料及热拌橡胶沥青混凝土设计、施工等几个

6、大的方面进行了详细的阐述和规定。在多孔隙(PAC)路面的发源地法国，截止到1995年，橡胶沥青多孔隙混凝土路面摊铺面积已经累积超过100万m2，AlainSAINTON总结多年的PAC路面室内研究和实际应用效果，发现橡胶粉改性PAC比普通PAC在保持持久排水性能、抵抗重交通、抗剪切和抵抗不良气候影响等方面有明显的优势。南非的废旧轮胎橡胶粉在公路行业中的应用十分成功，南非和美国加利福尼亚州一样拥有历时20～25年仍然完好的橡胶沥青路面。应用领域包括混合料、应力吸收层、应力吸收中间层等，基本上已经拥有了一整套橡胶沥青相关的技术指标。据了解，目前南非60%以上的道路沥青使用橡胶沥青，而且根据他们的经

7、验，对于超重轴载的使用环境，橡胶沥青混凝土尤为有利。此外，日本、俄罗斯、加拿大、瑞典、韩国、芬兰等亦已成功地将胶粉改性沥青用于修建高速公路或高等级公路。近年有些国家利用胶粉、沥青及添加剂开发出橡胶沥青产品作为沥青改性剂，一些品牌橡胶沥青也开始出现。废旧橡胶粉改性沥青在技术上日趋成熟，得到广泛应用。二十世纪80年代，我国开始了橡胶粉改性沥青的研究，也铺筑了试验路段。由于当时受胶粉粉碎技术的限制，胶粉