胶粉改性沥青应用问题探讨

胶粉改性沥青应用问题探讨

【摘要】随着我国经济建设的大力发展，汽车工业飞速发展，汽车的人均占有量大幅提高，随之而来的大量废旧轮胎将会带来严峻的环保问题。将废旧轮胎加工成橡胶粉是我国目前通用的废旧轮胎再生处理方法，其中废轮胎胶粉应用在公路行业中即采用废橡胶粉生产改性沥青是废旧轮胎处理的主要途径之一。

【关键词】胶粉改性沥青；性能研究；节能环保

1.概述

胶粉改性沥青即橡胶粉改性沥青，橡胶粉改性沥青是以道路沥青作为橡胶粉的分散剂，将高剂量的硫化胶粉与沥青在高温条件下加入活化剂和稳定剂混溶制成的一种沥青。生产中胶粉一般加入量为20%以上，由于橡胶粉是由废旧轮胎加工制成的，橡胶粉中含有大量的天然橡胶粉及填充补强的碳黑、抗老化的抗氧剂等参配剂，因此制成的改性沥青的性能是其他改性沥青无法比拟的，比重交沥青公路寿命延长1.5倍。沥青混合料及路用性能大部分指标高于sbs 改性沥青。

1.1环保效应

如果将废旧轮胎胶粉用于沥青进行改性，如按15%的添加量的话，则每年可消耗胶粉30～45万吨，也就是说可以处理废汽车轮胎（每条轮胎8lg）5400～8100万吨（废旧轮胎出粉率约70%），这对黑色污染极其有利。

1.2经济效益

目前我国修建高速公路广泛采用sbs改性沥青，sbs价格昂贵，随着石油价格的飞涨，sbs的价格高达22000元/吨以上。然而废旧轮胎胶粉价格低廉，而且各项指标均达到标准。经推算，废旧轮胎改性沥青的成本比sbs改性沥青的成本低约30%左右，如果我国每年修筑公路用100万吨胶粉改性沥青替代sbs改性沥青即可降低成本7亿元，同时可耗费废旧轮胎胶粉15万吨，相当于2250万条轿车废轮胎，这对我国的修筑公路及维修公路采用改性沥青的意义是重大的。

1.3良好的使用性能

a、提高沥青的黏度。

黏性是沥青高温稳定性的重要指标，黏性高的沥青不仅抗变形能力增强，而且加强了沥青与碎石的黏结力，具有更好的封水性能。有资料显示，20%胶粉含量的橡胶粉沥青，在190℃时的动力黏度与4%sbs含量在135℃时的动力黏度值相当，约3pa.s；橡胶粉沥青的软化点较基质沥青提高约10℃，>55℃。如果在每吨橡胶粉改性沥青中添加0.2%-0.5%的sbs改性剂，软化点可达到70℃以上。

b、改善沥青的低温性能。

沥青的低温性能是指低温的脆性和抗裂性。根据试验比较，橡胶粉沥青的弗拉氏脆点与4%sbs改性沥青比较，降低约9℃，达-17℃-19℃。橡胶粉沥青良好的低温性能，在寒冷地区将会明显减少路面开裂，延长路面使用寿命。

c、抗老化、抗疲劳性能明显提高。

大量废轮胎胶粉的加入，不仅为沥青增加了抗老化、抗氧化和热稳定性，而且由于轮胎橡胶粉优异的弹性也在较大的温度区间为沥青路面提供了柔性以及耐疲劳和抗裂纹能力，从而延长路面的使用寿命。有资料显示，橡胶粉沥青路面可提高路面使用寿命1～3倍。

d、提高行车的舒适性和安全性。

由于橡胶粉路面的柔性，将缓冲路面局部不平整引起车辆的震动，改善轮胎与地面的附着性能，缩短制动距离，从而使车辆的舒适性和安全性都得到改善。

e、降低行车噪音低。

随着公路建设和汽车工业的发展，道路噪音已成为城市居民的一大公害，因此降低道路噪音成了人们关心的重要社会问题。根据一些实际数据分析，橡胶粉沥青的弹性加上配混合料和平整的路面可有效地降低车轮在路面上行驶的噪音。于是橡胶粉沥青的应用为城市道路建设点燃了一大亮点，被誉为“消音沥青”，它已列入一些城市的市政建设规划。有资料显示，橡胶粉沥青路面车速在50-100公里/小时，噪音将降低3-8分贝。

2.橡胶粉改性沥青的性能

高温性能：胶粉含量18%时车辙试验动稳定度达到7933次/mm，如增加到20%时，达到8000次/mm。

抗疲劳：由于交通量的增大及高负荷车辆的增多，公路的疲劳破坏成为了影响公路寿命的重要因素。由于crm中含有大量的天然橡胶粉和各种参配剂，因而crm沥青抗疲劳破坏的能力无论从理论上

还是实践上均高于其他沥青。

耐久性：由于crm中含有抗老化剂及光稳定剂，路面寿命大大提高。

黏附力强：由于crm沥青黏附力较sbs沥青强，因此crm铺筑的沥青路面飞石较其他路面少。

3.橡胶粉改性沥青的生产需选择合适的改性胶粉

（1）如用高温处理胶粉，胶粉中的硫交联键在再生活化剂、热、氧的作用下被破坏，表面产生较多的活性基团，有利于同胶料的化学键合，使胶粉在胶料中的分散性和硫化性改善。

（2）低温脱硫再生法能耗小且节约劳动力，对环境污染小；其改性方法是在胶粉中混入少量软化增塑剂和脱硫剂，主要化学成分为2、4、7、9四甲基-5葵诀-4、7-二醇，然后在室温或稍高的温度下，借助机械作用进行短时间脱硫再生得脱硫胶粉。

（3）生物表面脱硫技术为胶粉改性提供了一种新的途径。该方法不需高温、高压、催化剂，为常温常压下操作，操作费用低，设备要求简单，无二次污染，即利用微生物脱硫。

由于后两种脱硫改性的方法技术比较先进，环境污染较小，目前已被国内相关企业采用，适用效果较好。

4.橡胶粉改性沥青的生产工艺

4.1湿法

先将废旧胶粉（crm）在特定温度的热沥青中拌和45min使胶粉充分溶胀，再经过高速剪切所得的混合物称为胶粉改性沥青。如果

橡胶粉粉剂量太大，改性沥青的粘度太大，泵送有困难，所以从技术、经济的角度出发，橡胶粉粉的用量不能超过沥青质量的20%。当改性沥青用于应力吸收膜时，胶粉的用量可高达25%-35%。湿法制备改性沥青的工艺比较简单，不过改性效果与胶粉的细度关系很大，粒度越细，越易拌和均匀，且不发生离析、沉淀现象，有利于管道输送或泵送。

4.2干法

将剂量为沥青混合料总量的2%-3%的胶粉喷入正在搅拌的热沥青拌和锅中，搅拌约20min即成为胶粉改性沥青混合料。重庆某研究所曾用此法制成的改性沥青铺设了一段试验路面。上海某交通轮胎翻修厂将废橡胶粉粉经活化处理制成活化胶粉，掺入沥青中，使之与沥青结合更为紧密，效果更好，但价格偏高，末在工程中使用。

5.橡胶粉改性沥青的可观前景

crm沥青做为资源再生性综合利用是有效途径之一，同时有利于改善沥青路面的使用性能，降低建设成本，达到利国利民利路利企的“四利”效果，被世界各国广泛重视，crm沥青已列为国家科技部重大研究课题，国家已出台了crm沥青的相关推荐标准。国家标准及施工规范也在制定中，各省、市也出台了crm沥青的施工规范，因此，crm沥青的发展前景广阔。近几年随着高速公路的成功应用必将在业内产生重大影响，对crm沥青的推广使用产生重大影响。交通部道路科学研究院于2009年4月10日在北京举办了《橡胶粉沥青产品标准》《路用橡胶粉粉产品标准》，橡胶粉沥青施工、验收