高效廉價(jià)的橡膠粉末——制作橡膠瀝青混凝土

翟曉冬

(涿州市交通運(yùn)輸局)

1 概 述

延長(zhǎng)路面使用年限是道路建設(shè)的最主要任務(wù)之一，尤其是瀝青混凝土路面，提高其耐久性是一個(gè)公認(rèn)的老大難問(wèn)題。瀝青路面往往會(huì)過(guò)早地出現(xiàn)各種病害，喪失了它原有的使用功能，致使運(yùn)營(yíng)狀況惡化。在大交通量和重型車(chē)輛作用下，再加上惡劣天氣影響，更加劇路面破壞。此時(shí)，管理部門(mén)不得不投入大量資金和大批材料進(jìn)行修理，恢復(fù)路面功能。新建成的路面往往只經(jīng)過(guò)3 ～5年，便開(kāi)始進(jìn)入修理程序。顯然，這種形勢(shì)難以形成健康的國(guó)家公路網(wǎng)，難以滿足當(dāng)代交通不斷增長(zhǎng)的要求。

如何能恢復(fù)瀝青混凝土路面滿足當(dāng)代大交通量、高速行駛、超重荷載的要求，是當(dāng)前最迫切的任務(wù)，世界各國(guó)都在研究。目前選用的主要途徑是在瀝青混凝土內(nèi)摻加各種各樣的外加劑，形成改性混合料，達(dá)到改善瀝青路面的物理─力學(xué)性能的目的。所采用的外加劑有各種聚合物、粉結(jié)劑和其它類(lèi)型的添加劑。

2 橡膠粉末的利用

近年來(lái)，世界各國(guó)對(duì)把橡膠粉末摻入瀝青混凝土中的做法給予了極大關(guān)注。隨著汽車(chē)行業(yè)的蓬勃發(fā)展，橡膠輪胎大量退役。對(duì)這些廢舊輪胎的再利用，不但會(huì)得到巨大的經(jīng)濟(jì)效益，而且還會(huì)解決環(huán)保問(wèn)題，大量退役輪胎會(huì)造成堆放和污染的難題。將廢舊輪胎切削成橡膠粉末，作為瀝青混凝土的外加劑，使其變成了很有價(jià)值的產(chǎn)品。與其他外加劑相比它具有很大的優(yōu)勢(shì)，料源豐富，價(jià)格便宜，還解決了輪胎處理中的生態(tài)學(xué)問(wèn)題。

3 橡膠粉末的摻加工藝

為改善瀝青混凝土的物理—力學(xué)性能，可摻入橡膠粉末。摻加的方式有兩種:(1)干法——將橡膠粉末直接投入瀝青混凝土拌合裝置中;(2)濕法——將橡膠粉末預(yù)先摻入瀝青中，得到一種橡膠瀝青結(jié)合料，再把這種結(jié)合料加入拌合設(shè)備中進(jìn)行攪拌，形成最終的橡膠瀝青混凝土。

獲得高質(zhì)量的橡膠瀝青混凝土的主要技術(shù)難點(diǎn)是由于橡膠在瀝青中不溶解，它只會(huì)吸收其中的油脂成份而使自己膨脹，使瀝青強(qiáng)度增加。這樣，當(dāng)采用干法摻入橡膠粉末時(shí)，盡管它可以提高瀝青混凝土的強(qiáng)度和粘性，但同時(shí)也降低了它的變形性能。此外，用干法摻入橡膠粉末時(shí)，常規(guī)的摻量為瀝青的1% ～1.5%，這樣的摻量拌合設(shè)備很難保證它能均勻地散布在全部混合料中。濕法摻入橡膠粉末的做法也遇到了同樣的難題，它也很難使橡膠粉末在瀝青中均勻分布而得到一種理想的均質(zhì)橡膠瀝青結(jié)合料。這是因?yàn)椋鹉z粉末可能沉淀到容器的底部或附于導(dǎo)管壁上而引起堵塞。同樣，要求橡膠瀝青結(jié)合料的均質(zhì)是衡量其質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。

4 活性橡膠改性劑

用于制做橡膠瀝青混凝土的結(jié)合料，其組分和調(diào)制辦法應(yīng)滿足一些特殊要求。工藝上的要求是必須保證結(jié)合料的均質(zhì)性。研究指出，配置橡膠瀝青混凝土最有效的方案是“干濕結(jié)合”法，利用特殊的方法配置或使用“活性橡膠改性劑”。

按照莫斯科建研所編制的技術(shù)規(guī)程，在用活性橡膠改性劑制備橡膠瀝青混凝土?xí)r，橡膠粉末或膠粒的直徑應(yīng)不大于7 mm，長(zhǎng)度不大于15 mm;橡膠粉末的總用量不超過(guò)全部外加劑(催化劑、結(jié)合劑、增塑劑等)重量的30%，以保證橡膠瀝青混凝土的均質(zhì)性指標(biāo)和耐久性指標(biāo)。為方便運(yùn)輸和摻加到拌合設(shè)備中，可將這種活性橡膠改性劑進(jìn)行濃縮，形成特制的塊體。

作為活性橡膠改性劑的結(jié)構(gòu)組合，還可以摻入有機(jī)的或無(wú)機(jī)的纖維和碳酸鹽類(lèi)礦粉;作為活性橡膠改性劑的增速成分，可以采用石油瀝青、石油軟瀝青、重油;作為活性橡膠改性劑的活性組分，可以使用表面活性劑、各種金屬氧化物、石灰—消石灰等。

選配活性橡膠改性劑時(shí)應(yīng)考慮以下情況:在現(xiàn)代設(shè)備生產(chǎn)工藝下，能使它順暢地進(jìn)入瀝青拌合裝置中，通過(guò)拌和，能均勻地散布在混合料中;在混合料儲(chǔ)存運(yùn)輸期間，不得粘連容器，不結(jié)硬塊。

活性橡膠改性劑的生產(chǎn)應(yīng)符合規(guī)定的調(diào)制方法和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。在實(shí)施生產(chǎn)性制做前應(yīng)進(jìn)行各種組合的試配，應(yīng)對(duì)強(qiáng)度、保水性進(jìn)行試驗(yàn)。在確定某一指標(biāo)時(shí)，應(yīng)制做不少于6個(gè)相同的試件。橡膠瀝青混凝土的抗裂性能和疲勞耐久性指標(biāo)，均可采用動(dòng)荷載試驗(yàn)確定。

理論分析和生產(chǎn)實(shí)踐指出，要想有效地采用橡膠瀝青混凝土，調(diào)制時(shí)必須遵循以下原則。

(1)保證橡膠瀝青混凝土能獲得抗疲勞耐久性指標(biāo)，使橡膠瀝青混凝土路面具有滿意的抗疲勞性能。

(2)在生產(chǎn)和使用橡膠瀝青混凝土混合料過(guò)程中，應(yīng)遵循相關(guān)的生產(chǎn)工藝流程，不能對(duì)生產(chǎn)容器、壓力泵及管道系統(tǒng)形成堵塞，保證實(shí)施攤鋪時(shí)暢通無(wú)阻。

(3)保證所得到的橡膠瀝青混凝土滿足現(xiàn)行技術(shù)規(guī)程中規(guī)定的各項(xiàng)物理—力學(xué)性能指標(biāo)。