20世纪90年以来,中国工业化程度快速上升,国民经济以GDP平均每年9.5%的增幅进入持续高速增长阶段。但这种快速增长也给资源和环境带来了巨大的压力,环境污染问题日趋严重。发达国家工业化在百年来分阶段出现、分阶段解决的环境问题,在我国仅短短20年的发展中便集中出现。
废橡胶回收品主要有轮胎、胶带、胶管和工业橡胶制品等,废橡胶回收材料的回收利用主要以废旧轮胎为主。其回收利用的方式有直接回收利用和间接回收利用,直接回收主要是指轮胎的翻新和别的以原有形状或近似原形的方式使用;间接回收的方式是指经过化学或物理加工后再利用,常用的使用方式是再生橡胶、橡胶粉、热分解和燃料等。
废旧橡橡胶粉可广泛用于橡胶制品、塑料和沥青改性以及建筑材料等产品中,近年来,废橡胶回收品已逐渐向生产橡胶粉发展。将废橡胶回收加工成橡橡胶粉是国际上通用的废橡胶回收品再生处理方式,废旧橡橡胶粉在道路的使用是废旧橡橡胶粉处理的主要途径之一。
橡橡胶粉按废旧橡胶的来源可分为废旧轮胎橡胶粉和橡胶杂件橡胶粉,道路所用橡胶粉是指废旧轮胎橡胶粉。主要是废旧轮胎通过机械方式粉碎加工而成的一种颗粒状或粉状具有弹性的粉体材料。
我国当前主要以常温法生产的精细橡胶粉为主,比较适于生产橡胶粉改性沥青。目前国际上以及国内大多数橡橡胶粉目数分类标准均参照英国BS2955标准。该标准将橡橡胶粉按粒径大小分为四类:
—粗橡胶粉(0.5~1.5mm)(12~30目)
—细橡胶粉(0.3~0.5mm)(30~47目)
—精细橡胶粉(0.075~0.3mm)(47~200目)
—超细橡胶粉(<0.075)(大于200目)
一般来说,橡胶粉越细弹性恢复越好。在试验过程中也发现随着橡胶粉目数的增加,粒径减小,颗粒间的成团现象越来越突出,这将直接影响到橡橡胶粉在沥青中的分散程度以及橡胶粉目数作用的发挥。对于我国主要以常温化学法生产的精细橡胶粉,从微观电镜中发现,越细橡橡胶粉越容易呈结团的现象,不利于精细橡胶粉在沥青中的分散。在使用中综合经济效益和使用效果,不宜采用太细的橡橡胶粉。
我国目前使用的橡胶粉一般都是单一粒径的,不存在级配,在实际使用过程中一般通过目数选择橡橡胶粉的类型,而未考虑橡橡胶粉的级配问题。至于这样做法有利还是有弊,还有待于时间的验证。对于细橡胶粉一般不存在级配问题,主要是由于细橡胶粉的筛分十分困难,且对混合料性能的影响也不大。针对我国当前橡橡胶粉市场的情况,在公路工程中宜选用大于30目小于120目的精细橡橡胶粉。
由于橡胶粉改性沥青粘度的增大,保证较高的施工温度成为施工的技术关键。如果温度不够,混合料不可能拌和均匀,摊铺无法平整,碾压不可能达到压实度,施工质量就根本无法保证。适宜的施工温度应该根据粘温曲线决定,具体做法是按照我国《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ052)T0702的方法,考虑到改性沥青的困难,建议不超过170度,超过此温度,有可能引起沥青结合料的老化、衰变。因此,要求改性沥青的加工及加热温度不超过175度是合理的。
另外,在低温气候条件下施工橡胶粉改性沥青混合料,混合料温度的下降将是非常重要的问题。对橡胶橡胶粉来说,随着温度的下降,聚合物开始固化,混合料失去施工和易性,使充分碾压成为不可能,改性沥青路面将无法达到既有要求。尤其是在有风及空旷的工地,混合料降温很快,必须特别注意。
关于橡胶粉改性沥青混凝土施工工艺方面,应着重主意以下几个方面:
1.施工准备
施工前对各种施工机具应作全面检查,并经调试证明处于性能良好状态,机械数量足够,施工能力配套,重要机械宜有备用设备。
道路边部侧石应安装完毕并满足设计要求,基面应验收合格,顶面应干燥、清洁、无碎石、杂物等,对有污染部位用清水清洗。
铺筑橡胶粉改性沥青混合料前应在层间铺粘层,粘层可采用改性乳化沥青或重交通道路石油沥青(AH-90 或AH-70,以后者为宜)。在洒布粘层沥青前,为防止污染两侧的侧石,先将侧石用塑料布铺盖严密;检查井周围混凝土涂粘层沥青;洒布粘层前,将检查井的井盖用柴油涂抹。
施工时气温应大于 15 ℃ ,下雨、表面潮湿等情况下不得施工。
施工前应铺筑试验路,调整机械设备性能,确定准确的摊铺、碾压工序流程,试验路松铺系数暂定为1.l。
2.摊铺
橡胶粉改性沥青混合料采用摊铺机摊铺 , 松铺系数由试验路确定 , 摊铺温度取粘温曲线中下限 ,一般摊铺温度170℃-180 ℃,摊铺速度 3-5米/分钟。
在摊铺机受料斗均匀涂刷少量防止粘料用的油水混合物(柴油:水=1:3),摊铺前预热1小时,摊铺使用浮动基准梁控制。摊铺速度根据混合料类型,施工机械配套情况及摊铺层厚度、宽度确定(一般为2.5米/分钟)。在摊铺过程中,摊铺机螺旋送料器不停顿的转动,两侧保持有不少于送料器高度2/3的混合料,保证前一辆车倒料完成后马上离开,后一辆车准确接到摊铺机前。此期间摊铺机继续运行,所需混合料由摊铺机料斗中余料补充,缓慢、均匀、连续不间断地摊铺,并保证在摊铺机全宽度断面上不发生离析。
摊铺成型碾压完成前严禁人员在路面上行走,确保路面平整度。对于能够在人行道上处理的收水井、检查井等要在人行道上处理,路中的检查井在初压后由专人负责处理。
3.碾压
橡胶粉改性沥青路面采用双轴双钢轮振动压路机碾压。碾压完成路面空隙率 18%-25%, 压实度范围95%-100%。
沥青混合料的压实按初压、复压、终压3个阶段进行。橡胶粉改性沥青混合料的初压温度应控制在165oC -170oC,复压温度控制在140 oC-150oC,终压温度应控制在110 oC-120oC。
碾压中少量向钢轮喷水或不喷水 , 以不粘轮为准。
初压在混合料摊铺后较高温度下进行,紧跟摊铺机进行碾压,碾压长度不大于30米,不得产生推移、开裂,压路机应从下坡脚向上坡脚碾压,相邻碾压带应重叠750px。
复压采用DD110钢轮振动压路机高频低幅振动碾压3遍,达到要求的压实度,并无明显轮迹。
终压紧接在复压后进行,终压采用CC21钢轮压路机碾压,碾压两遍并无轮迹碾压。
将接缝处清扫干净并加温后再铺筑橡胶粉改性沥青混合料 ,再加以碾压,使相互粘接。开放交通沥青路面表面温度控制在 45 ℃以下。