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【摘 要】随着我国经济建设的大力发展，汽车工业飞速发展，汽车的人均占有量大幅提高，随之而来的大量废旧轮胎将会带来严峻的环保问题。将废旧轮胎加工成橡胶粉是我国目前通用的废旧轮胎再生处理方法，其中废轮胎胶粉应用在公路行业中即采用废橡胶粉生产改性沥青是废旧轮胎处理的主要途径之一。
【关键词】胶粉改性沥青；性能研究；节能环保
1.概述
胶粉改性沥青即橡胶粉改性沥青，橡胶粉改性沥青是以道路沥青作为橡胶粉的分散剂，将高剂量的硫化胶粉与沥青在高温条件下加入活化剂和稳定剂混溶制成的一种沥青。生产中胶粉一般加入量为20%以上，由于橡胶粉是由废旧轮胎加工制成的，橡胶粉中含有大量的天然橡胶粉及填充补强的碳黑、抗老化的抗氧剂等参配剂，因此制成的改性沥青的性能是其他改性沥青无法比拟的，比重交沥青公路寿命延长1.5倍。沥青混合料及路用性能大部分指标高于SBS改性沥青。
1.1环保效应
如果将废旧轮胎胶粉用于沥青进行改性，如按15%的添加量的话，则每年可消耗胶粉30～45万吨，也就是说可以处理废汽车轮胎（每条轮胎8lg）5400～8100万吨（废旧轮胎出粉率约70%），这对黑色污染极其有利。
1.2经济效益
目前我国修建高速公路广泛采用SBS改性沥青，SBS价格昂贵，随着石油价格的飞涨，SBS的价格高达22000元/吨以上。然而废旧轮胎胶粉价格低廉，而且各项指标均达到标准。经推算，废旧轮胎改性沥青的成本比SBS改性沥青的成本低约30%左右，如果我国每年修筑公路用100万吨胶粉改性沥青替代SBS改性沥青即可降低成本7亿元，同时可耗费废旧轮胎胶粉15万吨，相当于2250万条轿车废轮胎，这对我国的修筑公路及维修公路采用改性沥青的意义是重大的。
1.3良好的使用性能
a、提高沥青的黏度：黏性是沥青高温稳定性的重要指标，黏性高的沥青不仅抗变形能力增强，而且加强了沥青与碎石的黏结力，具有更好的封水性能。有资料显示，20%胶粉含量的橡胶粉沥青，在190℃时的动力黏度与4%SBS含量在135℃时的动力黏度值相当，约3pa.s；橡胶粉沥青的软化点较基质沥青提高约10℃，达55～65℃。如果在每吨橡胶粉改性沥青中添加0.2%-0.5%的SBS改性剂，软化点提高可达到70℃以上。
b、改善沥青的低温性能：沥青的低温性能是指低温的脆性和抗裂性。根据试验比较，橡胶粉沥青的弗拉氏脆点与4%SBS改性沥青比较，降低约9℃，达-17℃—19℃。橡胶粉沥青良好的低温性能，在寒冷地区将会明显减少路面开裂，延长路面使用寿命。
c、抗老化、抗疲劳性能明显提高：大量废轮胎胶粉的加入，不仅为沥青增加了抗老化、抗氧化和热稳定性，而且由于轮胎橡胶粉优异的弹性也在较大的温度区间为沥青路面提供了柔性以及耐疲劳和抗裂纹能力，从而延长路面的使用寿命。有资料显示，橡胶粉沥青路面可提高路面使用寿命1～3倍。
d、提高行车的舒适性和安全性：由于橡胶粉路面的柔性，将缓冲路面局部不平整引起车辆的震动，改善轮胎与地面的附着性能，缩短制动距离，从而使车辆的舒适性和安全性都得到改善。
e、降低行车噪音低：随着公路建设和汽车工业的发展，道路噪音已成为城市居民的一大公害，因此降低道路噪音成了人们关心的重要社会问题。根据一些实际数据分析，橡胶粉沥青的弹性加上配混合料和平整的路面可有效地降低车轮在路面上行驶的噪音。
2.橡胶粉改性沥青的性能
2.1高温性能
胶粉含量18%时车辙试验动稳定度达到7933次/mm，如增加到20%时，达到8000次/mm。
2.2抗疲劳
由于交通量的增大及高负荷车辆的增多，公路的疲劳破坏成为了影响公路寿命的重要因素。由于CRM中含有大量的天然橡胶粉和各种参配剂，因而CRM沥青抗疲劳破坏的能力无论从理论上还是实践上均高于其他沥青。
2.3降噪音
从科学的公认的角度上讲，噪音对人的心身健康造成很大的影响。因此，降噪音路面的研究成果也很多，主要用的较多的为透水路面，这种路面时间一长，空隙被泥土等杂质堵塞就失去了降噪效果，加之这种路面空隙率大，防水性能不行，容易冻融破坏，采用CRM沥青后，当车速达到120Km/h时，噪音达到90db（A），其它路面可达96db（A），降噪效果是明显的：（实验表明，噪音每降低3db（A）相当于：①距离增加1倍②交通量减少50%③车速降低25%），采用CRM沥青对车辆内乘员及路边人员的舒透性有很大的改善。
3.橡胶粉改性沥青的生产需选择合适的改性胶粉
废胶粉改性沥青生产过程中造成二次污染的最主要原因是在加工过程中产生大量的H2S等有毒有害气体，因此普通废胶粉不能作为对高温沥青的改性剂使用，必须对胶粉进行再生脱硫改性，胶粉的再生脱硫是通过在胶粉中加入再生活化剂或者通过热或其它作用来打断硫化胶中的硫交联键，从而破坏其三维网状结构的改性方法，主要分为以下三种方法：
（1）如用高温处理胶粉，胶粉中的硫交联键在再生活化剂、热、氧的作用下被破坏，表面产生较多的活性基团，有利于同胶料的化学键合，使胶粉在胶料中的分散性和硫化性得以改善。
（2）低温脱硫再生法能耗小且节约劳动力，对环境污染小；其改性方法是在胶粉中混入少量软化增塑剂和脱硫剂，主要化学成分为2、4、7、9四甲基-5葵炔-4、7-二醇，然后在室温或稍高的温度下，借助机械作用进行短时间脱硫再生得脱硫胶粉。
（3）生物表面脱硫技术为胶粉改性提供了一种新的途径。该方法不需高温、高压、催化剂，为常温常压下操作，操作费用低，设备要求简单，无二次污染，即利用微生物脱硫。
由于后两种脱硫改性的方法技术比较先进，环境污染较小，目前已被国内相关企业采用，适用效果较好。
4.橡胶粉改性沥青的生产工艺
4.1湿法
先将废旧胶粉（CRM）在特定温度的热沥青中拌和45min使胶粉充分溶胀，再经过高速剪切所得的混合物称为胶粉改性沥青。如果橡胶粉粉剂量太大，改性沥青的粘度太大，泵送有困难，所以从技术、经济的角度出发，橡胶粉的用量不能超过沥青质量的20%。当改性沥青用于应力吸收膜时，胶粉的用量可高达25%-35%。湿法制备改性沥青的工艺比较简单，不过改性效果与胶粉的细度关系很大，粒度越细，越易拌和均匀，且不发生离析、沉淀现象，有利于管道输送或泵送。据有关资料，如果将橡胶粉先经少许重油浸泡融涨，再与沥青混融，将有利于胶粉在沥青中的分散，提高改性沥青的效果。湿法制改性沥青常用到高速剪切乳化机，这是生产胶粉改性沥青的关键技术。
4.2干法
将剂量为沥青混合料总量的2%-3%的胶粉喷入正在搅拌的热沥青拌和锅中，搅拌约20min即成为胶粉改性沥青混合料。重庆某研究所曾用此法制成的改性沥青铺设了一段试验路面。上海某交通轮胎翻修厂将废橡胶粉经活化处理制成活化胶粉，掺入沥青中，使之与沥青结合更为紧密，效果更好，但价格偏高，末在工程中使用。
5.橡胶粉改性沥青的可观前景
废胶粉改性沥青的研究是一项利国利民并符合目前国家关于建设环境和谐型社会主张的工作，其具有较高的经济效益，得到了各界同仁的大力推崇，我更相信橡胶沥青的加工工艺、生产技术会更上一层楼，取得更好的效果。希望本文的发表对这项研究工作起更大的推动作用。
【关键词】胶粉改性沥青；性能研究；节能环保
1.概述
胶粉改性沥青即橡胶粉改性沥青，橡胶粉改性沥青是以道路沥青作为橡胶粉的分散剂，将高剂量的硫化胶粉与沥青在高温条件下加入活化剂和稳定剂混溶制成的一种沥青。生产中胶粉一般加入量为20%以上，由于橡胶粉是由废旧轮胎加工制成的，橡胶粉中含有大量的天然橡胶粉及填充补强的碳黑、抗老化的抗氧剂等参配剂，因此制成的改性沥青的性能是其他改性沥青无法比拟的，比重交沥青公路寿命延长1.5倍。沥青混合料及路用性能大部分指标高于SBS改性沥青。
1.1环保效应
如果将废旧轮胎胶粉用于沥青进行改性，如按15%的添加量的话，则每年可消耗胶粉30～45万吨，也就是说可以处理废汽车轮胎（每条轮胎8lg）5400～8100万吨（废旧轮胎出粉率约70%），这对黑色污染极其有利。
1.2经济效益
目前我国修建高速公路广泛采用SBS改性沥青，SBS价格昂贵，随着石油价格的飞涨，SBS的价格高达22000元/吨以上。然而废旧轮胎胶粉价格低廉，而且各项指标均达到标准。经推算，废旧轮胎改性沥青的成本比SBS改性沥青的成本低约30%左右，如果我国每年修筑公路用100万吨胶粉改性沥青替代SBS改性沥青即可降低成本7亿元，同时可耗费废旧轮胎胶粉15万吨，相当于2250万条轿车废轮胎，这对我国的修筑公路及维修公路采用改性沥青的意义是重大的。
1.3良好的使用性能
a、提高沥青的黏度：黏性是沥青高温稳定性的重要指标，黏性高的沥青不仅抗变形能力增强，而且加强了沥青与碎石的黏结力，具有更好的封水性能。有资料显示，20%胶粉含量的橡胶粉沥青，在190℃时的动力黏度与4%SBS含量在135℃时的动力黏度值相当，约3pa.s；橡胶粉沥青的软化点较基质沥青提高约10℃，达55～65℃。如果在每吨橡胶粉改性沥青中添加0.2%-0.5%的SBS改性剂，软化点提高可达到70℃以上。
b、改善沥青的低温性能：沥青的低温性能是指低温的脆性和抗裂性。根据试验比较，橡胶粉沥青的弗拉氏脆点与4%SBS改性沥青比较，降低约9℃，达-17℃—19℃。橡胶粉沥青良好的低温性能，在寒冷地区将会明显减少路面开裂，延长路面使用寿命。
c、抗老化、抗疲劳性能明显提高：大量废轮胎胶粉的加入，不仅为沥青增加了抗老化、抗氧化和热稳定性，而且由于轮胎橡胶粉优异的弹性也在较大的温度区间为沥青路面提供了柔性以及耐疲劳和抗裂纹能力，从而延长路面的使用寿命。有资料显示，橡胶粉沥青路面可提高路面使用寿命1～3倍。
d、提高行车的舒适性和安全性：由于橡胶粉路面的柔性，将缓冲路面局部不平整引起车辆的震动，改善轮胎与地面的附着性能，缩短制动距离，从而使车辆的舒适性和安全性都得到改善。
e、降低行车噪音低：随着公路建设和汽车工业的发展，道路噪音已成为城市居民的一大公害，因此降低道路噪音成了人们关心的重要社会问题。根据一些实际数据分析，橡胶粉沥青的弹性加上配混合料和平整的路面可有效地降低车轮在路面上行驶的噪音。
2.橡胶粉改性沥青的性能
2.1高温性能
胶粉含量18%时车辙试验动稳定度达到7933次/mm，如增加到20%时，达到8000次/mm。
2.2抗疲劳
由于交通量的增大及高负荷车辆的增多，公路的疲劳破坏成为了影响公路寿命的重要因素。由于CRM中含有大量的天然橡胶粉和各种参配剂，因而CRM沥青抗疲劳破坏的能力无论从理论上还是实践上均高于其他沥青。
2.3降噪音
从科学的公认的角度上讲，噪音对人的心身健康造成很大的影响。因此，降噪音路面的研究成果也很多，主要用的较多的为透水路面，这种路面时间一长，空隙被泥土等杂质堵塞就失去了降噪效果，加之这种路面空隙率大，防水性能不行，容易冻融破坏，采用CRM沥青后，当车速达到120Km/h时，噪音达到90db（A），其它路面可达96db（A），降噪效果是明显的：（实验表明，噪音每降低3db（A）相当于：①距离增加1倍②交通量减少50%③车速降低25%），采用CRM沥青对车辆内乘员及路边人员的舒透性有很大的改善。
3.橡胶粉改性沥青的生产需选择合适的改性胶粉
废胶粉改性沥青生产过程中造成二次污染的最主要原因是在加工过程中产生大量的H2S等有毒有害气体，因此普通废胶粉不能作为对高温沥青的改性剂使用，必须对胶粉进行再生脱硫改性，胶粉的再生脱硫是通过在胶粉中加入再生活化剂或者通过热或其它作用来打断硫化胶中的硫交联键，从而破坏其三维网状结构的改性方法，主要分为以下三种方法：
（1）如用高温处理胶粉，胶粉中的硫交联键在再生活化剂、热、氧的作用下被破坏，表面产生较多的活性基团，有利于同胶料的化学键合，使胶粉在胶料中的分散性和硫化性得以改善。
（2）低温脱硫再生法能耗小且节约劳动力，对环境污染小；其改性方法是在胶粉中混入少量软化增塑剂和脱硫剂，主要化学成分为2、4、7、9四甲基-5葵炔-4、7-二醇，然后在室温或稍高的温度下，借助机械作用进行短时间脱硫再生得脱硫胶粉。
（3）生物表面脱硫技术为胶粉改性提供了一种新的途径。该方法不需高温、高压、催化剂，为常温常压下操作，操作费用低，设备要求简单，无二次污染，即利用微生物脱硫。
由于后两种脱硫改性的方法技术比较先进，环境污染较小，目前已被国内相关企业采用，适用效果较好。
4.橡胶粉改性沥青的生产工艺
4.1湿法
先将废旧胶粉（CRM）在特定温度的热沥青中拌和45min使胶粉充分溶胀，再经过高速剪切所得的混合物称为胶粉改性沥青。如果橡胶粉粉剂量太大，改性沥青的粘度太大，泵送有困难，所以从技术、经济的角度出发，橡胶粉的用量不能超过沥青质量的20%。当改性沥青用于应力吸收膜时，胶粉的用量可高达25%-35%。湿法制备改性沥青的工艺比较简单，不过改性效果与胶粉的细度关系很大，粒度越细，越易拌和均匀，且不发生离析、沉淀现象，有利于管道输送或泵送。据有关资料，如果将橡胶粉先经少许重油浸泡融涨，再与沥青混融，将有利于胶粉在沥青中的分散，提高改性沥青的效果。湿法制改性沥青常用到高速剪切乳化机，这是生产胶粉改性沥青的关键技术。
4.2干法
将剂量为沥青混合料总量的2%-3%的胶粉喷入正在搅拌的热沥青拌和锅中，搅拌约20min即成为胶粉改性沥青混合料。重庆某研究所曾用此法制成的改性沥青铺设了一段试验路面。上海某交通轮胎翻修厂将废橡胶粉经活化处理制成活化胶粉，掺入沥青中，使之与沥青结合更为紧密，效果更好，但价格偏高，末在工程中使用。
5.橡胶粉改性沥青的可观前景
废胶粉改性沥青的研究是一项利国利民并符合目前国家关于建设环境和谐型社会主张的工作，其具有较高的经济效益，得到了各界同仁的大力推崇，我更相信橡胶沥青的加工工艺、生产技术会更上一层楼，取得更好的效果。希望本文的发表对这项研究工作起更大的推动作用。