橡膠瀝青的特性挺豐富課件

橡膠瀝青路面

主要結(jié)構(gòu)類型與工程應(yīng)用陳際江總經(jīng)理一 廢舊輪胎資源化我國(guó)公路交通的發(fā)展改革開放促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力有了很大的增強(qiáng)，2008年GDP位于世界第3位，外匯儲(chǔ)備達(dá)到1.95萬(wàn)億美元，為世界上最多的國(guó)家。高速公路迅速發(fā)展，到2008年建成高速公路6.03萬(wàn)公里, 一年中增加了6433公里。在長(zhǎng)三角、珠三角以及渤海灣地區(qū)已基本形成四通八達(dá)的公路交通網(wǎng)。廢膠對(duì)環(huán)境造成污染過(guò)去曾采取焚燒輪胎，造成對(duì)環(huán)境的嚴(yán)重污染；以后又采取深埋處理，同樣造成對(duì)地下水等環(huán)境的污染。近年來(lái)有采用輪胎提煉汽油，無(wú)法避免對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染。我國(guó)橡膠資源相對(duì)短缺我國(guó)生膠資源相對(duì)短缺，但消費(fèi)量很。2004年我國(guó)消費(fèi)生膠420萬(wàn)噸，其中60％用于輪胎生產(chǎn)。橡膠是戰(zhàn)略物資，我國(guó)生膠消耗量的70％依賴進(jìn)口，每年幾乎超過(guò)120萬(wàn)噸，合成膠60萬(wàn)噸。預(yù)測(cè)2010年我國(guó)僅汽車工業(yè)需求橡膠達(dá)到71.6萬(wàn)噸，到2020年將達(dá)到163萬(wàn)噸。道路建設(shè)對(duì)橡膠材料的需求鋪筑改性瀝青路面需要消耗大量的熱塑性橡膠SBS材料，近年來(lái)全國(guó)每年使用改性瀝青達(dá)120萬(wàn)噸，用于建設(shè)高速公路、城市道路、機(jī)場(chǎng)道面，消耗可觀的SBS聚合物材料。SBS聚合物是石油產(chǎn)品，為生產(chǎn)SBS聚合物一年消耗石油約20萬(wàn)噸。我國(guó)橡膠瀝青的研究與應(yīng)用在上世紀(jì)80年代初，同濟(jì)大學(xué)與江西公路局合作，采用30目膠粉，摻入勝利100號(hào)瀝青，在2-3級(jí)公路鋪筑橡膠薄層瀝青路面，到90年累計(jì)達(dá)400多公里，對(duì)改善當(dāng)時(shí)公路行車條件起了積極作用。90年代后又與杭州市公路局、常州市政等單位合作，積極推廣橡膠瀝青的應(yīng)用。90年代中期，PE、SBS改性瀝青的研發(fā)與廣泛應(yīng)用，使橡膠瀝青的研究與應(yīng)用被擱置起來(lái)。近十年來(lái)，人們進(jìn)一步提高對(duì)環(huán)境保護(hù)和資源的循環(huán)利用的認(rèn)識(shí)，積極開展橡膠瀝青的研究與應(yīng)用，在全國(guó)形成了很大的反響。

廢膠資源化再利用，建設(shè)生態(tài)文明

積極開展研究，將廢舊輪胎作為資源進(jìn)行再利用，生產(chǎn)橡膠瀝青，在很大程度上取代SBS改性瀝青，不僅減少了環(huán)境污染，減少資源消耗，而且符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)，節(jié)能減排的要求，有利于建設(shè)生態(tài)文明?？梢哉f(shuō)這為廢舊輪胎找到了最好的出路。

橡膠瀝青研究與應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化近年來(lái)我們還高興地看到，國(guó)內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)橡膠瀝青產(chǎn)業(yè)化的專業(yè)性企業(yè)，如山東大山路橋工程有限公司、天津及江蘇等地廠家。這些專業(yè)化公司的出現(xiàn)，為橡膠瀝青的推廣應(yīng)用起著積極的作用，具有重要的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)意義。膠粉利用的方法濕法工藝（wet process)

（1）濕法是將磨細(xì)的膠粉按一定比例加入熱熔的瀝青中，在一定溫度下經(jīng)過(guò)充分?jǐn)嚢璩蔀橄鹉z瀝青,作為瀝青結(jié)合料使用。（2）橡膠粉對(duì)瀝青具有增粘和改性作用，在許多場(chǎng)合下可以替代常規(guī)改性瀝青。

橡膠瀝青的制備橡膠粉的粒度選擇（1）20目粒度粗，成本低，能保持橡膠的彈性，但易發(fā)生沉淀。（2）80目粒度細(xì)，易與瀝青相融合，不易發(fā)生沉淀，但橡膠顆粒彈性性質(zhì)較差；（3）40-60目，粒度適中，既能與瀝青較好的融合，又能保持一定的彈性性質(zhì)，也不易發(fā)生沉淀。

粒度對(duì)橡膠瀝青性質(zhì)的影響對(duì)不同粒度橡膠瀝青制備過(guò)程中粘度變化觀察，采用15目與100目粘度最低，30目與60目較高。

膠粉粒度的選擇根據(jù)橡膠瀝青的用途選擇不同粒度的膠粉。用于鋪筑橡膠瀝青薄膜（封層）、拌制開級(jí)配而又不用或少用礦粉的橡膠瀝青混合料，必須配制高劑量、高粘度橡膠瀝青，采用20-30目粗粒度膠粉。用于拌制間斷級(jí)配SMA混合料，使用較多礦粉，宜采用40-60目膠粉。用于鋪筑密級(jí)配橡膠瀝青混合料，宜使用80-100目精細(xì)膠粉。橡膠粉的劑量確定橡膠粉的劑量應(yīng)根據(jù)用途、道路等級(jí)、基質(zhì)瀝青稠度等因素確定，其變化范圍為15％～30％（外摻），大致可分為：

(1)橡膠瀝青薄膜（封層），膠粉用量約為25％～30％

(2)開級(jí)配瀝青磨耗層，膠粉用量約為20％～25％

(3)間斷級(jí)配SMA路面，膠粉用量約為15％～20％

(4)開級(jí)配混合料應(yīng)力吸收層，膠粉用量約為25％～30％

橡膠瀝青制備的溫度橡膠瀝青制備需要在較高溫度下進(jìn)行，橡膠發(fā)生溶脹，并與瀝青發(fā)生一定化學(xué)反應(yīng)。但試驗(yàn)表明，溫度太高，不僅能源消耗大，而且橡膠發(fā)生裂解，使粘度降低，瀝青也易老化。制備溫度控制在175℃-180℃比較適宜。

橡膠瀝青的性質(zhì)橡膠瀝青的粘溫關(guān)系曲線橡膠瀝青的性能

目前橡膠瀝青應(yīng)用的主要類型

就目前來(lái)說(shuō)，橡膠瀝青主要適用于礦料間隙率（VMA)比較大的間斷級(jí)配混合料中，不適宜于密級(jí)配混合料。這是因?yàn)橄鹉z瀝青比較粘稠，粘附性好，集料表面瀝青膜比較厚，瀝青用量大反而影響其熱穩(wěn)性。目前主要有三種使用方式：1）AR-AC-13(斷級(jí)配橡膠瀝青混合料）2）AR-SMA-13（橡膠瀝青馬蹄脂碎石）3）AR-SAMI（橡膠瀝青應(yīng)力吸收層)1）斷級(jí)配橡膠瀝青混凝土（AR-AC-13)目前主要借鑒美國(guó)亞利桑那州的做法（包括技術(shù)方法與標(biāo)準(zhǔn)），其特點(diǎn)是：1）使用較粗的橡膠粉（如20目）；2）粗集料含量高達(dá)70％（形成骨架）；3）少用或不用礦粉；4)橡膠瀝青用量為7.5-8.5％；5）空隙率4.5％～6.5％（形成密實(shí)結(jié)構(gòu)）4）動(dòng)穩(wěn)定度達(dá)3500次/mm。2）間斷級(jí)配SMA－13優(yōu)點(diǎn)：1）高溫穩(wěn)定性好；2）耐疲勞性能好；3）低溫抗裂性好；4）瀝青用量相對(duì)較少；5）可以不使用纖維，故成本相對(duì)較低。缺點(diǎn)：1）對(duì)集料要求較高；2）需要認(rèn)真做好設(shè)計(jì)。適用范圍：1）高速公路、一級(jí)公路；2）城市干道；3）重交通道路3）橡膠瀝青碎石封層（應(yīng)力吸收層）橡膠瀝青碎石封層是借鑒美國(guó)亞利桑那州經(jīng)驗(yàn)，引進(jìn)到我國(guó)的。其特點(diǎn)是：1）使用較粗的橡膠粉（20目）；2）膠粉含量高達(dá)25-30％（外摻）；3）橡膠瀝青制備溫度很高，約200℃左右；4）需要使用專門設(shè)備進(jìn)行噴灑

3）橡膠瀝青碎石封層（應(yīng)力吸收層）適用范圍：1）水泥混凝土路面改造時(shí)，鋪設(shè)在表面，作為應(yīng)力吸收層，防止反射裂縫；2）高速公路半剛性基層的封層，增強(qiáng)抗反射裂縫的能力；3)用作混凝土橋面的防水粘結(jié)層；4）作為低等級(jí)道路的瀝青面層，相當(dāng)于表面處治路面。四干法橡膠瀝青混合料組成結(jié)構(gòu)與特性干法工藝的特點(diǎn)干法工藝（dry process)（1）干法是將橡膠顆粒直接加入拌缸，與集料混合，加工成瀝青混合料。（2）能大量消耗廢輪胎，但對(duì)瀝青沒(méi)有改性作用；（3）工藝簡(jiǎn)單無(wú)需添加設(shè)備；（4）設(shè)計(jì)不當(dāng)路面易松散，必須采取針對(duì)性設(shè)計(jì)。（5）干法主要用于鋪筑降噪瀝青路面；

干法工藝的基本思路使用橡膠顆粒的目的:1）消耗廢舊輪胎，解決廢輪胎處置；2）不要求對(duì)瀝青性能起改善作用；3）為改善路面某種功能，如提高瀝青路面的彈性與阻尼性質(zhì)，達(dá)到降低交通噪聲的目的。干法工藝基本思路:1) 橡膠顆粒宜粗不宜細(xì)，如采用1-3mm顆粒；2）摻量宜多不宜少，如2％～3％ ；3）橡膠顆粒作為集料空隙的填充料。干法橡膠瀝青路面結(jié)構(gòu)干法橡膠瀝青路面的關(guān)鍵是要防止出現(xiàn)松散。干法工藝要取得成功的技術(shù)關(guān)鍵：（1）橡膠瀝青混合料形成骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)；（2）集料級(jí)配必須采用完全斷級(jí)配；（3）采用粘度較高的瀝青材料以形成較強(qiáng)的粘聚力；（4）橡膠顆粒最好加以預(yù)處理。設(shè)計(jì)的技術(shù)關(guān)鍵采用完全的斷級(jí)配，以留出一定的空間。結(jié)合料采用改性瀝青，或在瀝青中添加天然瀝青，以提高粘聚力。解決了干法橡膠瀝青混合料壓實(shí)困難，強(qiáng)度不高，成型后發(fā)生膨脹等問(wèn)題。干法橡膠瀝青混合料的基本性質(zhì)干法橡膠瀝青混合料的力學(xué)性質(zhì)干法橡膠瀝青混合料的聲學(xué)特性五 橡膠瀝青的工程應(yīng)用橡膠瀝青的生產(chǎn)橡膠瀝青路面施工，最重要的就是首先要加工橡膠瀝青，總體來(lái)說(shuō)它與SBS改性瀝青生產(chǎn)有所不同。橡膠粉在瀝青中，需要在高溫條件下充分溶脹，并產(chǎn)生復(fù)雜的物理與化學(xué)反應(yīng)，膠粉發(fā)生部分脫硫、降解，恢復(fù)一定生膠性質(zhì)，對(duì)瀝青起到改性作用。橡膠粉在溶脹過(guò)程中，體積發(fā)生膨脹。橡膠粉在瀝青中形成三維空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，橡膠瀝青表現(xiàn)出高粘度、高彈性的特征性能。橡膠瀝青生產(chǎn)的設(shè)備為保證橡膠瀝青產(chǎn)品的質(zhì)量，橡膠瀝青最好采用專用的橡膠瀝青生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)。橡膠瀝青制備的設(shè)備有一個(gè)逐步發(fā)展的過(guò)程?，F(xiàn)在常人們借用生產(chǎn)SBS改性瀝青的設(shè)備進(jìn)行加工，但發(fā)現(xiàn)并不完全適合，因此需要針對(duì)橡膠瀝青的特點(diǎn)研發(fā)專用的橡膠瀝青生產(chǎn)設(shè)備，這種情況在國(guó)外也是如此。國(guó)內(nèi)橡膠瀝青生產(chǎn)設(shè)備的發(fā)展近年來(lái)隨著國(guó)內(nèi)橡膠瀝青逐步得到推廣應(yīng)用，國(guó)內(nèi)有的企業(yè)為了適應(yīng)道路施工流動(dòng)大的特點(diǎn)，在原有設(shè)備的基礎(chǔ)上，研究分析了橡膠瀝青的特點(diǎn)，結(jié)合我國(guó)國(guó)情，實(shí)現(xiàn)了橡膠瀝青生產(chǎn)設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化。其中具有代表性的設(shè)備有山東大山路橋工程有限公司開發(fā)的膠粉改性瀝青加工設(shè)備。山東大山路橋工程有限公司設(shè)備山東大山路橋工程有限公司設(shè)備的特點(diǎn)1、全套液位、溫度和壓力控制元件，通過(guò)電腦自動(dòng)調(diào)節(jié)瀝青泵轉(zhuǎn)速和改性劑進(jìn)料速率，確保配比精確和不會(huì)溢罐，真正實(shí)現(xiàn)不間斷生產(chǎn)，即可生產(chǎn)膠粉瀝青亦可生產(chǎn)SBS改性瀝青。2、專有設(shè)計(jì)膠粉活化處理技術(shù)及裝置，對(duì)膠粉進(jìn)行表面活化處理，顯著降低膠粉瀝青生產(chǎn)溫度（生產(chǎn)溫度≤185攝氏度），并充分考慮因添加膠粉導(dǎo)致的閃點(diǎn)及燃點(diǎn)降低引起的安全隱患。3、對(duì)膠粉進(jìn)行除臭處理，對(duì)尾氣進(jìn)行凈化處理，環(huán)保排放，實(shí)現(xiàn)環(huán)保生產(chǎn)。4、獨(dú)有的膠粉改性瀝青穩(wěn)定劑，有效解決儲(chǔ)存穩(wěn)定性，確保膠粉改性瀝青貯存穩(wěn)定性。5、與同濟(jì)大學(xué)技術(shù)合作，確保膠粉改性瀝青生產(chǎn)技術(shù)及應(yīng)用技術(shù)的及時(shí)更新，提供最先進(jìn)的技術(shù)支持，確保您在該行業(yè)的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。6、只進(jìn)行閥門切換，泵和磨連續(xù)運(yùn)行，真正實(shí)現(xiàn)不間斷生產(chǎn)，有手動(dòng)/自動(dòng)一體和手動(dòng)兩種控制模式。7、可據(jù)用戶需要加工定制，所有型號(hào)均預(yù)留有外接接口，可擴(kuò)展其功能生產(chǎn)改性乳化瀝青及產(chǎn)量，既可固定式建廠生產(chǎn)也可移動(dòng)式現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)。8、指導(dǎo)安裝、操作，提供最優(yōu)化、最先進(jìn)的生產(chǎn)工藝和配方。9、也可通過(guò)采用膠體磨，可提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)溫度、可以使用粗顆粒膠粉，增加膠粉瀝青儲(chǔ)存及運(yùn)輸穩(wěn)定性。高速剪切膠體磨優(yōu)勢(shì)：1、內(nèi)齒結(jié)構(gòu)，體積小，耗能低，產(chǎn)量20-30噸/小時(shí)的膠體磨電機(jī)僅55KW。2、進(jìn)口定子和轉(zhuǎn)子核心部件，特殊轉(zhuǎn)子/定子系統(tǒng)為獨(dú)特研發(fā)材料，抗腐蝕抗磨耗，配有雙機(jī)械密封，耐高壓、高溫，保證壽命20萬(wàn)噸以上。3、膠體磨開關(guān)和轉(zhuǎn)速采用變頻器控制，電流沖擊小，轉(zhuǎn)速可據(jù)生產(chǎn)要求調(diào)整。4、膠體磨間隙可在0.1～5mm范圍內(nèi)調(diào)整。5、摒棄普通膠體磨多級(jí)過(guò)磨的傳統(tǒng)方式，具有高剪切性能的多級(jí)刀具設(shè)計(jì)，通過(guò)強(qiáng)烈擠壓、剪切和研磨聚合物顆粒，可使高達(dá)20%聚合物的瀝青一次性過(guò)磨成功，同時(shí)溶脹時(shí)間短。剪切研磨能力是普通膠體磨的10倍，大大縮短瀝青在高溫狀態(tài)下的停留時(shí)間，防止高溫老化，每小時(shí)節(jié)約電能約100KW。6、膠體磨幾乎可用于所有瀝青產(chǎn)品的改性生產(chǎn)，工作溫度150~210℃。橡膠瀝青的工程應(yīng)用近幾年來(lái)橡膠瀝青已經(jīng)在許多工程得到應(yīng)用，總體來(lái)說(shuō)只要經(jīng)過(guò)認(rèn)真設(shè)計(jì)、精心施工，利用橡膠瀝青是能夠修建成具有良好性能的瀝青路面。橡膠瀝青的工程應(yīng)用橡膠瀝青工程應(yīng)用

橡膠瀝青工程應(yīng)用

橡膠瀝青工程應(yīng)用

橡膠瀝青SMA路面橡膠瀝青SMA路面具有良好的紋理構(gòu)造，不滲水