【文章內(nèi)容簡介】 膠瀝青在美國亞利桑那州、加利福尼亞州、德克薩斯州等地已取得了十分成功的應(yīng)用。美國的應(yīng)用經(jīng)驗表明：橡膠瀝青間斷級配路面在保持持久排水性能、抵抗重載交通、抗剪切和抵抗不良?xì)夂蛴绊懙确矫婢哂忻黠@的優(yōu)勢。此后十多年間，瑞典、英國、日本、南非等國也先后開展了橡膠瀝青和橡膠瀝青混凝土的應(yīng)用研究，并通過立法進(jìn)行技術(shù)推廣，極大地促進(jìn)了廢舊輪胎在道路工程中的應(yīng)用。特別是在南非，近60%的路面使用了橡膠瀝青，當(dāng)?shù)乜蒲腥藛T認(rèn)為，橡膠改性瀝青混凝土尤其適合在超重軸載的環(huán)境中使用[11]。我國從20世紀(jì)80年代才開始研究廢橡膠瀝青。自1982年以來，國內(nèi)江西、四川、遼寧等地開始嘗試著鋪設(shè)膠粉瀝青路面，經(jīng)多年實踐考察，效果良好。目前，新疆、寧夏、云南、河南等地在筑路中也先后使用膠粉。伴隨著西部大開發(fā)的到來，廢舊輪胎應(yīng)用于道路建設(shè)的研究和使用更是迎來了新高峰，技術(shù)和設(shè)備水平有了長足的進(jìn)步。2001年，交通部西部科技項目“廢橡膠粉在公路工程中的應(yīng)用”立項，并在四川、貴州、廣東、河北、山東省等試驗路段進(jìn)行試驗鋪設(shè)，共鋪設(shè)面積50多萬平方米。為體現(xiàn)北京2008年“綠色奧運(yùn)”的宗旨， 交通部公路科學(xué)研究院、北京市路政局、北京路橋路行物資中心和北京泛洋偉業(yè)科技有限公司聯(lián)合組成“廢輪胎橡膠粉改性瀝青在道路建設(shè)工程中的應(yīng)用”項目組，推動了我國廢輪胎資源的循環(huán)利用。2005年，天津鑫業(yè)公司開發(fā)用廢舊輪胎做成瀝青，實現(xiàn)資源變廢為寶的循環(huán)利用。隨著近年公路建設(shè)需求的大幅增加， 我國道路建設(shè)的資源需求與建設(shè)資金間的矛盾日益突出，高等級路面所用的改性瀝青材料大多采用進(jìn)口。面臨資源瓶頸，廢輪胎膠粉改性瀝青理應(yīng)成為低成本發(fā)展我國高質(zhì)量道路的優(yōu)先選擇[12]。 廢舊輪胎在道路工程中的應(yīng)用形式大規(guī)模公路建設(shè)為廢舊輪胎的無害化處理及回收利用提供了契機(jī)。目前，國內(nèi)外在該方面的研究主要集中在膠粉改性瀝青上，但是，膠粉改性瀝青的廢舊輪胎處理方法存在工藝復(fù)雜、投資巨大、消耗輪胎量少等缺點(diǎn)。鑒于此情況，上世紀(jì)90年代初，國外的研究者開始把目光投向廢舊輪胎改性水泥混凝土上。國內(nèi)在該面的研究尚處于起步階段，還缺乏系統(tǒng)的研究成果。因此，適時開展廢舊輪胎橡膠改性混凝土研究，將具有重要意義，同時也順應(yīng)了節(jié)約型經(jīng)濟(jì)和綠色“GDP”的時代主題。廢舊輪胎橡膠改性混凝土是用橡膠微粒作為水泥混凝土摻合料配制而成的新型混凝土。制作改性瀝青混凝土膠粉改性瀝青作為一種新型的路面建設(shè)黏結(jié)材料，已開始得到廣泛的重視和應(yīng)用。與傳統(tǒng)瀝青路面相比較，橡膠粉末制得的膠粉改性瀝青具有良好的高侵蝕穩(wěn)定性、低侵蝕抗裂性和較強(qiáng)的黏附性。瀝青橡膠混合物鋪設(shè)的公路不但能提高路面的耐熱、耐寒性，降低噪音，增強(qiáng)防滑性進(jìn)而縮短剎車制動的距離，提高安全系數(shù)，而且還可降低工程造價。 通過研究廢舊輪胎在國內(nèi)外道路上的應(yīng)用形式，結(jié)合我國廢舊輪胎的回收利用現(xiàn)狀可知，膠粉在道路工程中的應(yīng)用十分廣泛。橡膠粉是廢舊橡膠在機(jī)械作用下，加工成各種不同細(xì)度的粉狀顆粒。根據(jù)國外標(biāo)準(zhǔn)：8~20目稱為膠粒；30~40目稱為粗膠粉；40~60目稱為細(xì)膠粉；60~80目稱為精細(xì)膠粉。我國膠粒主要應(yīng)用在跑道、道渣墊層、草坪、運(yùn)動場地鋪裝等；粗膠粉主要用于生產(chǎn)再生膠、活化膠粉和鋪路等；細(xì)膠粉用于塑料改性、生產(chǎn)橡膠制品等；精細(xì)膠粉主要應(yīng)用在汽車輪胎、橡膠制品、建筑材料等[13]。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),目前精細(xì)膠粉備受各國政府重視，因為精細(xì)膠粉生產(chǎn)流程簡單；省去了軟化劑，活化劑等化工原材料；不存在二次污染；更重要的是精細(xì)膠粉硫化后各項性能優(yōu)于再生膠。膠粉在建筑材料中一般是作為瀝青混凝土和水泥混凝土改性劑。膠粉作為瀝青混凝土改性劑，與傳統(tǒng)熱塑性橡膠乳液改性劑，如SBR(丁苯橡膠)相比，能提高基質(zhì)瀝青的耐熱性和熱穩(wěn)定性，這是SBR改性劑做不到的。精細(xì)膠粉作瀝青改性劑生產(chǎn)改性瀝青，生產(chǎn)工藝簡單，生產(chǎn)成本低，膠粉與瀝青混融性好，施工工藝相同，不需要施工現(xiàn)場進(jìn)行膠粉與瀝青的復(fù)配和混融，不需要增添施工裝備，使用方便；膠粉與其他改性劑相比來源豐富，價格低廉。通過比較水泥混凝土與瀝青混凝土，水泥混凝土有著無可比擬的優(yōu)點(diǎn)，如抗壓、抗折強(qiáng)度高，耐久性好，使用壽命長，建成后養(yǎng)護(hù)費(fèi)用少，因此膠粉改性水泥混凝土研究越來越得到各國重視，也取得了一些矚目成果，如韓國發(fā)明了將廢舊輪胎膠粉、砂子、石子、水泥混合，用模型壓制鐵路枕木，這種材料制成的鐵路枕木具有重量輕、抗沖擊和耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，還能減少火車行駛噪聲和振動。在美國、加拿大、日本、波蘭及南美一些國家利用膠粉生產(chǎn)橡膠鋪面板取代傳統(tǒng)混凝土鋪面板，用于鐵路道口鋪面，提高了道口鋪面壽命，減少維修量，增加道口安全性，極大地降低重載車輛對線路的沖擊作用，并能減震降噪，是良好地面絕緣材料。水泥混凝土路面是指以水泥混凝土面板和基(墊)層所組成的路面，亦稱剛性路面，它包括普通混凝土、碾壓混凝土、鋼纖維混凝土、連續(xù)配筋混凝土等。普通混凝土(亦稱無筋混凝土或素混凝土)路面是指接縫區(qū)和局部范圍外均不配筋的混凝土路面。通過分析水泥混凝土路面的特性，與其他路面相比，它具有以下幾個突出優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng)度高，具有較強(qiáng)的抗壓強(qiáng)度和抗彎拉強(qiáng)度，以及抗磨耗能力；穩(wěn)定性好，其水穩(wěn)性、熱穩(wěn)性均較好，其強(qiáng)度隨時間的延長逐漸提高，不像瀝青路面容易“老化”；耐久性強(qiáng)，能使用20~40年；與瀝青路面相比，養(yǎng)護(hù)費(fèi)用少，經(jīng)濟(jì)效益高，在同等荷載標(biāo)準(zhǔn)的條件下，%，但使用周期是瀝青路面的兩倍以上，養(yǎng)路費(fèi)用比瀝青路面低20%左右，路面能見度好，色澤鮮明，反光力強(qiáng)，有利于夜間行車；表面粗糙度大，有利于車輛高速行駛的安全，特別是雨天，能減少車輛滑行。另外，水泥混凝土路面的邊緣不像瀝青路面那樣經(jīng)常受侵蝕、壓碎破壞；對油類、鹽堿、酸類、糞便或其它易腐蝕瀝青的化學(xué)和生物介質(zhì)相對不敏感；水泥混凝土路面在任何等級的軸載作用下，均無柔性路面的彎沉盆，所以在使用期內(nèi)車輛的燃油消耗比瀝青路面節(jié)省15%~20%，水泥混凝土路面的運(yùn)營經(jīng)濟(jì)性優(yōu)于瀝青路面，由于水泥混凝土是一種剛度大、擴(kuò)散荷載應(yīng)力的能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好、使用壽命長的路面結(jié)構(gòu)。其較高的強(qiáng)度，適用于繁重交通的路面和機(jī)場跑道。世界各國無論是發(fā)達(dá)國家還是發(fā)展中國家對水泥混凝土路面的修筑技術(shù)一直在進(jìn)行總結(jié)，使水泥混凝土路面技術(shù)日臻完善，經(jīng)濟(jì)上顯出明顯優(yōu)勢，因而得到廣泛的應(yīng)用。特別是在高等級、重交通的道路上，水泥混凝土路面有了較快的發(fā)展。隨著我國公路交通發(fā)展，水泥混凝土路面的建設(shè)發(fā)展迅速，按交通部公路司發(fā)布的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，從1990~1997年，我國建成的水泥混凝土路面由11,373公里猛增到68,740公里，增長了6倍多，%，1996年建成10,453公里，1997年建成12,115公里。目前，在建規(guī)模每年超過1萬多公里。中國公路雖然取得了舉世矚目的成就，但全國公路網(wǎng)及公路運(yùn)輸?shù)目傮w水平仍不能滿足社會經(jīng)濟(jì)和人民生活的需要，同世界發(fā)達(dá)國家的差距很大。公路總里程和路網(wǎng)密度僅為美國的1/5，高速公路僅為美國的1/18，汽車擁有量僅為美國的1/26，而且中國公路標(biāo)準(zhǔn)低、路況差，%，%，50%國道上交通量已超過設(shè)計的通行能力。預(yù)計今后我國水泥混凝土路面在相當(dāng)長時期內(nèi)將繼續(xù)保持迅速增長，[14]。通過調(diào)查可知，水泥混凝土路面作為一種重要的高級路面結(jié)構(gòu)形式，盡管這些年得到了長足發(fā)展，但認(rèn)為在高速公路所占比例依然較小。目前世界各國鋪設(shè)道路的90%左右都采用瀝青類面層。瀝青混凝土路面的行車舒適度高于水泥混凝土路面，但瀝青混凝土路面的抗疲勞性能、耐久性能遠(yuǎn)較水泥混凝土路面差。在我國超載現(xiàn)象比較嚴(yán)重，如對內(nèi)蒙古地區(qū)境內(nèi)的210國道、109國道、110國道和103省道、213省道等路段超載情況進(jìn)行了調(diào)查，超載車輛占滿載車輛的80%左右，超載噸位一般為標(biāo)準(zhǔn)載重的100%~150%?？紤]到車輛超載現(xiàn)象的普遍性，重車道路在新建時應(yīng)優(yōu)先考慮采用水泥混凝土路面，原因是瀝青路面與水泥混凝土路面在投資上相比取決于瀝青與水泥的價格比，我國國產(chǎn)瀝青產(chǎn)量較少，而且用于重車交通道路的高品質(zhì)瀝青更少，大部分需要進(jìn)口，而我國在建的公路大多是瀝青類面層結(jié)構(gòu)，造成瀝青供不應(yīng)求，而且價格都在每噸4,000元左右。與此相反，我國石灰?guī)r資源豐富，煤產(chǎn)量和蘊(yùn)藏量均居世界首位，我國是目前世界上第一大水泥生產(chǎn)國