废旧橡胶粉在道路沥青中的研究与应用

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时间:2019-08-11

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1、废旧橡胶粉在道路沥青中的研究与应用徐鸣天津市市政工程研究院天津市300074摘要:从环保的角度出发,利用废旧橡胶粉对道路沥青改性进行了试验研究,分析废胶粉的细度及掺量对沥青性能的影响以及橡胶粉在筑路过程中对于改善沥青混合料的性能和具有的良好减噪作用。关键字:环保;废旧橡胶粉;作用中图分类号:TE08文献标识码:A1.前言随着我国公路运输行业的迅猛发展,车辆大型化,重载、超载现象越来越严重,许多路面竣工不久就出现病害,严重的甚至要提前进行大修,这从一个侧面说明普通沥青混凝土路面已经无法满足现代公路运输行业对其高温稳定性、低温抗裂性、抗老化性和耐久性的要求

2、。而国产沥青作为沥青混凝土路面的重要组成材料,存在着含蜡量过多,低温延度小,高温稳定性能差,粘附力弱等缺陷,严重降低了沥青混凝土路面的使用性能和使用年限。为此在完善沥青面层结构的同时,采用外掺剂的方法来改善国产沥青的路用性能势在必行,而利用废旧像胶粉对沥青进行改性是一种既经济实用又简单有效的方法,同时橡胶粉沥青混凝土路面与普通路面相比,可延长使用寿命1~3倍,降低噪音50%~70%,大大提高路面的耐热﹑耐寒性及抗滑性,减少路面夏季粘软、冬季易开裂等问题,进而缩短刹车制动距离,提高安全系数,在降低路面噪音,延缓反射裂缝,承载重交通量和抵抗不良气候等方面都

3、有显著优势[1]。2.胶粉改性沥青的原理与应用2.1国内外应用现状废旧轮胎橡胶粉在公路行业中特别是沥青和沥青混凝土中的研究、应用在国际上已有比较悠久的历史,国际上最早的橡胶沥青文献见于1843年的英国专利。现代意义上的橡胶沥青首先出现在上世纪的四十—六十年代的美国,美国橡胶回收公司在上世纪四十年代首先采用干拌法的生产工艺生产了RamflexTM橡胶粉沥青混合料,而美国专家CharlesMcDdonald则首先采用湿拌法的生产工艺,在六十年代生产了OverflexTM橡胶沥青混合料。2.2橡胶粉基本原理将橡胶粉掺人沥青中制成橡胶沥青是橡胶粉在公路行业中最

4、普通的应用方式,从产生至今已有150多年的历史,其来源于废旧轮胎,因此其主要的化学成分与轮胎基本一样,天然橡胶和合成橡胶(如丁苯橡胶、顺丁橡胶)是其主要成分,同时为了保证轮胎的耐久性,在设计和生产过程中还掺加了许多添加剂,如:硫、炭黑、氧化硅、氧化铁、氧化钙等。[2]由于轮胎的设计寿命一般为50~100年,而一般轮胎在使用1~2年后由于过度磨损就报废了,因此废旧轮胎胶粉的化学成分,特别是其中添加剂的作用基本与新轮胎没有太大的差别,从这个角度看,废旧轮胎胶粉并不是老化的轮胎胶粉,因此胶粉掺加到沥青混合料中后,这些化学成分仍然可以起到一定的作用,达到改善沥

5、青混凝土使用性能的目的。橡胶粉与沥青拌和主要是融胀反应,既不仅仅是简单的物理填充,也不完全会发生化学反应,而是处于两者共存的状态,其产物是橡胶粉和沥青的共混体系,对沥青的物理性能和化学性能都有所改善,橡胶粉与沥青两者之间的共混方式都可能影响到橡胶沥青的性能,但是由于橡胶粉与沥青之间的相互作用十分复杂,至今仍有很多专家对此进行专门研究。2.3橡胶粉在道路工程中的应用效果随着橡胶粉工业化生产的推动,施工工艺和道路材料及路面结构研究的深入,橡胶粉作为一种新型的筑路材料,其应用技术和使用效果在工程实践中逐步完善。多年的研究结果和工程实践表明,橡胶粉沥青混凝土在

6、降低路面噪音,延缓反射裂缝,减薄沥青路面厚度,抵抗重交通和不良气候都有明显的优势。橡胶粉沥青混凝土由于其高弹性能,具有明显的减少行车噪音的效果,是一种典型的“安静路面”[3]~[5]。1981年,比利时科学家在布鲁塞尔首先证明了橡胶沥青混凝土的减噪效果。随后世界各国相继开展了这方面的研究,修筑了大量的试验路,表1为一些主要国家的研究结果,表2为美国几个州相应的研究结果。表1世界各国使用橡胶沥青混凝土减少噪音的效果国家年份减少噪音水平比利时19818-10dB(65-85%)加拿大1991有减噪效果英国1998项目尚未完成美国19842-3dB/3-5d

7、B德国19803dB奥地利19883+dB荷兰19882.5dB表2美国一些州使用橡胶沥青路面的减噪效果州城市年份减噪效果Phoenix199010dB亚利桑那Tucson19896.7dBSacramento19937.7-5.1dBOrange19923-5dB加利福尼亚LosAngeles19913-7dBSanDiego1998项目正在进行德克萨斯SanAntonio1992未提供数据俄勒根Corvallis1994未提供数据3.胶粉改性沥青的室内试验胶粉改性沥青采用天津海泰环保科技发展有限公司生产的成品胶粉改性沥青,具体试验结果见表3。表3沥

8、青试验结果检测项目单位基质沥青改性沥青1#改性沥青2#针入度(25℃,100g,5s)0.1m

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