廢舊輪胎在土木工程中的應用綜述

摘 要：全世界可利用資源的緊缺，以及人口的不斷膨脹，使全球資源的可持續發展成為了生活中時刻被提及的生產標準。我國處在一個爆發式的發展時代，因此土木工程建設也成為國家經濟發展中的中流砥柱，在土木工程建設中，除了使材料減少無用浪費以外，在資源可利用方面也有很大發展的空間。工業的發展使“黑色污染”越來越嚴重，而我國的建筑行業也亟需一個系統的可持續發展之道，由于輪胎的物理性質，使得建筑工程在路橋建設中能夠得以發揮功用。應用于建筑工程的施工當中，成為了一個切實可行的處理措施。本文主要論述了土木工程在再利用方面的新技術，著重探討了造成黑色污染的廢舊輪胎在道路建設以及溝渠建設、邊坡加固、基礎排水樁建設等方面的應用技術。

關鍵詞：土木工程；廢舊輪胎材料；應用

1 前言

第二次工業革命給人們開創了一個便利的時代，以車代步、以機器代勞，將人們的雙手從單純的勞作中解放出來，但是與此同時，也給我們賴以生存的地球帶來無法估量的傷害。由于工業生產所產生的污染給人們的生活環境帶來了巨大的改變，各類車輛使用過程中產生的“黑色污染”——廢舊輪胎，成為了環境的又一殺手，國際上對其處置辦法以二次加工生產為主，但是由于二次成本過于高昂，因此，并不受人推崇，新技術的使用，使輪胎在建筑施工上有了用武之地。并逐漸成了人們關注的焦點。得到了長遠的進步。由于最近幾年我國汽車工業發展較快，隨之而來的污染也與日俱增。，近年來我國在土建工程新型材料的應用上也有了很大的進步。因此，以廢棄污染物進行新型材料加工使用，不僅使危脅人類生存家園的污染物能夠得到有效的治理，對土建來講也有效的降低了高昂的成本投入。所以，加快開發土建工程新技術是我們迫在眉睫需要解決的課題。就目前的新興技術來講，利用廢舊輪胎材料的加工外觀進行分類可以分為粗塊再利用、碎塊再利用、輪胎原樣再利用這三種方法。

2 廢舊輪胎在道路建設中的應用

2.1 輪胎粗塊在公路特殊部位作為填料

輪胎粗塊也就是以切削工具對廢舊輪胎進行加工后產生的碎石形狀的輪胎塊，正常尺寸在五十毫米到三百毫米之間，通常為扁平形狀。

就高速公路的建設來講，為了達到最大化的經濟利益，通常會在建設過程中盡可能多的使用建設過程中產生的土質，可是，在某些特殊的施工環節上，建設產生的土質并不能滿足工程設計的需要，例如填土層內部的排水層、地下排水通道、防止凍脹等部位，應用新技術以前多是使用另外購買碎石進行施工構筑，但是近年來，新技術的發明既使廢物有地方利用又使施工方減少了一項資金投入。

2.2 輪胎制成膠粉后用于鋪設路面

此項技術并不是完全新近崛起的技術，早在上個世紀的六七年代就已經應用于公路施工建設。Charles. McDonald率先以廢棄輪胎進行道路建設，創造了“廢舊輪胎橡膠粉改性瀝青”，先后被應用于道路的應力吸收層、應力吸收中間層，以及開級配、間斷級配等瀝青混合料中。新技術的實踐證明：由橡膠配比的瀝青路面排水性能顯著，并且在荷載力和抗剪力上也有明顯的優勢，運行車輛時，明顯 的顯示出噪聲低、平穩等性能。與此同時還兼具防凍、防滑、耐磨等優良品質。

2.3 用作公路基層補強層

主要是用由金屬絲、簾線和橡膠三者構成的胎緣圈作為加筋材料，作為基層補強層鋪設在路基中。主要適用于日交通量不大（在1000量左右）的柔性路面結構中，先前的實驗表明，鋪有粒料基層的柔性路面的主要缺點是路基下土墊層的抗剪強度低。而胎緣圈作為補強層具有剛性結構特點，能夠使荷載再分布，有效降低土中應力，從而大大降低土中最大有效剪應力。

3 用于邊坡加固

主要用于土質邊坡的加固工程。這種加固方法能夠大大縮短施工工期，降低施工成本，防止邊坡坡面遭受雨水沖蝕破壞。

具體施工方法為：

①先將廢舊輪胎沿輪胎外胎面縱向切割為盆形的兩部分，將盆形半胎面整齊排列并用尼龍繩和鐵絲捆綁、固定以形成穩定的鏈鎖結構。

②然后，在半胎面組成的鏈鎖結構層上鋪設一定厚度（46cm～76cm）的土壤并壓實（密實度不低于90%），最終形成輪胎土壤復合層。

③按臺階式重疊鋪筑相同輪胎土壤層到規定標高，最終在邊坡表面筑起一座輪胎墻。此外，也可以把廢舊輪胎整齊的排列在路基邊坡表面，輪胎之間空隙用水泥澆筑填充，使廢舊輪胎牢固的粘結在一體。

4 取代碎石作為渠道回填凍脹材料及排水層

在寒冷地帶，擋墻和渠道回填土的凍結，往往使土壓力增加、豎墻受損，所以須把一定范圍的回填用非凍脹性材料填充。當用產生土回填時凍脹系數大，故以往采用碎石回填抑制凍脹。考慮到輪胎粗塊無凍脹性、輕質性的特點，故可以在工程的部分區段使用輪胎粗塊代替碎石料進行回填。

5 制作輪胎碎塊排水樁用于抑制地層液化變形

碎石排水工法即把碎石等滲水性的材料設置在地層中，提高地層滲水性，抑制地震時砂層內超孔隙水壓力（u）的上升，緩解液化的工法。這里的排水材通常使用碎石和砂礫等天然材料，也有人提出使用后成樹脂和鋼管等人造材料，對應各種各樣的構造物和設計方法，研究過多種排水材料。而使用廢舊輪胎片狀碎塊（尺寸為10mm～50mm）替代碎石、砂礫等材料作排水樁來抑制地層的液化變形即為輪胎片狀碎塊排水工法。

6 廢舊輪胎的其他工程應用

由于土木工程技術的發展，造成黑色污染的橡膠輪胎還可以應用于其他建筑方面，例如防撞檔壁、彈性防護墻以及防滑墊排等。而且由于原材料橡膠本身具有的吸聲性能，應用于土木工程上就可以使其變成減輕交通噪音的隔音墻。并且由于其本身優良的性能--高彈性、高減震、抗沖擊、耐腐蝕功用，在土木工程中也可以用于鐵道枕木原料或者基礎減震材料等。

7 結束語

廢舊輪胎的可持續再利用，不僅為日益嚴峻的環境污染解了燃眉之急，也為土木工程創造了更大的經濟利益。將土木建設從高昂材料輸入的惡性循環中解脫出來，并且開創了一個新型的建筑環保時代。土木工程新技術的加入使得環保與施工達到了雙贏的最終效果。輪胎和輪胎的加工品所具有的屬性，加入到工程施工當中使土工也具有更佳的抗凍、抗折、低重量、高強度、高減震、優良吸聲等性能。這是新技術應用顯示出的優勢，與此同時，由于研究理論與實際聯系之間的緊密性問題，使得土工施工仍需要不斷的實踐來完善。因此，加強理論研究。努力指導實踐是新技術面臨的又一重大課題。

參考文獻

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