膠粉改性瀝青修建公路技術探討與效益分析

摘 要：公路建設代表著一個國家的經濟發展程度，隨著科技的進步和經濟的發展，我國在公路建設上越來越注重環保，膠粉改性瀝青又稱為橡膠改性瀝青，這是一種把廢舊輪胎制成的膠粉作為改性劑添加到基質瀝青中的優質復合材料。舊輪胎一直被譽為‘黑色污染，它的回收再利用成為世界性難題，如果能將廢舊輪胎經過高溫、添加劑、混剪等工藝重新加工應用于公路建設中必然減少部分環境壓力。從現實角度來看，膠粉改性瀝青能提高公路的使用壽命，降低車子行駛過程中的噪音，同時還能提高路面的熱穩定性和熱開裂性，如果得到合理的使用將放大公路建設的經濟效益和社會效益。基于此背景，筆者對膠粉改性瀝青修建公路技術探討與效益進行了分析，希望能為相關工組人員提供理論借鑒，為我國現代化公路建設貢獻綿薄之力。

關鍵詞：膠粉改性瀝青；公路建設；效益

一、膠粉改性瀝青簡介

膠粉改性瀝青是一種新型的優質復合材料，從舊輪胎中取料，經過加工和不同的施工工藝成形。它在重交瀝青與廢舊輪胎橡膠粉和外加劑的共同作用下，使研制出的膠粉發生物理化學變化，產生形變和性質轉變，把原本普通粉質的橡膠轉變成濕潤、膨脹、粘度大的物質，將這種物質與瀝青混合后使瀝青擁有了高粘性和高彈性，從而提高了膠粉改性瀝青在公路建設中的性能。膠粉改性瀝青的工作原理是輪胎橡膠粉粒在充分的高溫加熱下與基質瀝青充分溶脹所形成的材料，這種方式制得的改性劑比之前使用的SBS、SBR、EVA的性能都要好，并且對環保有益，所以有很多業內專家認為膠粉改性瀝青很有可能在未來取代SBS改性瀝青。

二、膠粉改性瀝青的使用背景和國內外使用情況

（1）背景。

2017年我國汽車的保有量高達1.94億輛，在不斷循環使用中產生的廢舊輪胎接近四億條，如果加上三輪車、摩托車、自行車和其他機動車輛，產生的廢舊輪胎高于五億條，這些廢舊輪胎折合成天然橡膠資源大約有630萬噸，相當于我國目前七年的天然橡膠產量。生產一噸輪胎需耗石油三噸，而我國如此龐大的廢舊輪胎基數所消耗的石油相當于大慶油田三年的開采量。從上面這組數字中不難看出，廢舊輪胎的再利用迫在眉睫，同時也是響應國際環保節約的號召，其戰略意義非同一般。我國的廢舊輪胎再利用主要以再生橡膠為主，將已有的廢舊輪胎轉化成橡膠粉和膠粒，而它的改性技術發展在近幾年屬于比較熱門的使用，膠粉改性瀝青正說明了這一點，它被研發以后廣泛應用與全國各地的道路、防水卷材施工中，帶來了不小的社會效益和經濟效益。

（2）國內外使用背景。

歐美國家的膠粉改性瀝青鋪路發展已有二三十年歷史，這些年來膠粉改性瀝青在歐美國家的發展穩定，路面的熱穩定性和抗凍性維持的不錯，受到歐美社會的推崇，降低了部分維修費用。俄羅斯局部地區也使用膠粉改性瀝青作為鋪路的基元，從已知的消息看，使用膠粉改性瀝青的公路交通事故明顯降低，同時還發現了它降噪的功效。我國對該技術的應用起步較晚，只有十年左右的發展歷史，2013年，進行了包括京港澳在內的國內六條公路的試點修繕，均采用膠粉改性瀝青作為主要物質。像京港澳高速公路、京石高速改擴建工程都大面積使用了膠粉改性瀝青，使用了十多萬噸舊輪胎，這是我國第一條科技示范路和低碳環保示范路。

三、膠粉改性瀝青的性能

（1）優點。

最開始將膠粉投入公路建設并不是為了處理舊輪胎，而是為了提高瀝青的性能，因為橡膠本身的彈性系數大，而且黏連性好，將橡膠制品與瀝青相融合能完善基質瀝青的性能。經過實踐證明把膠粉加入基質瀝青后能降低路面開裂問題，大大提高了公路的抗凍性，在極寒地區也能被使用。所以它的第一個優點就是耐用，不僅耐熱、耐水、抗凍，還有很好的穩定性，比傳統瀝青的使用壽命長很多。其次，改性瀝青的橡膠是一種高聚物，在基質瀝青中加入這種高聚物能達到超過苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物改性瀝青同樣的效果。所以我們整合它的所有優點有七項，第一是耐性好；第二是針入度減小，能將路面的軟化點提高；第三是溫度敏感性能降低，抗流動變形能力良好；第四，低溫性能得到改善，膠粉增加了瀝青的延展性；第五粘附性增強，粘附性使瀝青膜的厚度增加，無形中延長了路面的使用壽命；第六降噪；第七增強汽車的抓地力。

（2）缺點。

任何材料都不可能是完美無缺的，膠粉改性瀝青也存在一些問題。首先在瀝青中投入膠粉提高了額外的成本，其次，膠粉的黏連性過好，一旦混入瀝青就不容易處理，再次如果膠粉的投放量把控不好容易在熔化階段著火，所以膠粉改性瀝青中膠粉的含量應該不高于總量的百分之十。

四、膠粉改性瀝青的技術探討

（1）制法。

通常膠粉改性瀝青的制法分為干濕兩種，工程師可根據實際需要制作不同程度的膠粉改性瀝青，不過在一般工程中多使用濕法改性瀝青，因為這樣制作出的瀝青膠粉的粒度在八十目以上，不容易離析。首先將常溫的膠粒粉碎然后進行活化改性處理，這是為了轉變改性瀝青的性能，活化改性處理以微波輻射最佳。其次，用濕法生產膠粉改性瀝青，把熱基質瀝青泵入攪拌器中，然后將器皿升溫至200攝氏度左右，邊攪拌邊添加膠粉，膠粉的投放量要低于總量的百分之十，這樣混煉一小時左右，查看物質是否已經混合均勻，若沒有繼續攪拌，若均勻則將其送檢，合格就可投入使用。

（2）生產工藝流程。

所需的礦料由各個料斗下的調速裝置控制其進料的速度和數量，由傳動帶將其輸送至拌和機干燥筒內，然后將器皿加溫升值180攝氏度左右，將高溫處理的膠粉改性瀝青置入拌合機，經攪拌后成為正式的瀝青混合料，混合料的出場溫度在180攝氏度左右。

（3）施工質量控制。

①運輸。

運輸車廂應該干凈整潔，金屬底板處于平滑狀態，將做好的膠粉改性瀝青運輸至公路施工現場時需以篷布覆蓋，讓瀝青保持一定的熱度。運料車在運輸過程中車速保持在30～40 km/h，如果行駛速度過快有可能引起離析現象，最后卸料過程中注意篷布和棉被。

②攤鋪。

攤鋪分為四個步驟，鋪筑之前先對下承層進行檢查，然后進行半個小時左右的與熱處理，使地面溫度在120攝氏度左右，攤鋪過程要保持一定的連貫性，以勻速慢慢行駛，保證瀝青攤鋪的平整和均勻。

③碾壓。

碾壓是為了鞏固瀝青的質量，碾壓過程要本著高溫、慢壓的原則進行，初壓之后經檢查沒有問題就可直接進行復壓，盡量縮短碾壓的段落長度，因為要保證瀝青和地面的溫度，壓路機和停車要緩慢，不得在作業中急停，由于膠粉改性瀝青有高粘性，所以碾壓車輪要先清潔，避免粘輪，另外碾壓過程中地面的溫度維持在七十攝氏度左右。

五、結語

綜上，我們不難發現膠粉改性瀝青在修建公路中的重要作用，膠粉改性瀝青源自于大量廢舊輪胎，將其規模化應用后能降低廢舊輪胎的占地，緩解生態環境的壓力，同時使用膠粉改性瀝青修建公路能減少SBS改性瀝青的使用，真正將生產發展與環保節能相結合，因此該技術值得推廣。

參考文獻：

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作者簡介：杜麗鵬（1980），女，漢族，山西長治沁縣人，本科，工程師，研究方向：膠粉改性瀝青的分析。