废旧轮胎在道路工程中的应用.ppt

废旧轮胎橡胶在道路工程中应用的废旧轮胎橡胶在道路工程中应用的过去、现状和发展过去、现状和发展 同济大学交通运输工程学院同济大学交通运输工程学院2006年年3月月 2005年年6月月曹卫东曹卫东1.研究与应用背景研究与应用背景1.1“1.1“黑色污染黑色污染”与资源短缺与资源短缺 废废旧旧轮轮胎胎被被称称为为“黑黑色色污污染染”，其其回回收收和和处处理理技技术术是是世世界界性性难难题题。处处置置废废旧旧轮轮胎胎，长长期期一一直直以以来来是是环环境境保保护护的的难难题题。据据统统计计，目目前前全全世世界界每每年年有有1515亿亿条条轮轮胎胎报报废废，其其中中北北美美占占大大约约4 4亿亿条条，西西欧欧占占近近2 2亿亿条条，日日本本占占1 1亿亿条条。在在2020世世纪纪9090年年代代，世世界界各各国国最最普普遍遍的的做做法法是是把把废废旧旧轮轮胎胎掩掩埋埋或或堆堆放放，这这不不仅仅需需征征用用土土地地，且且大大量量堆堆积积，极极易易引引起起火火灾灾，造造成成第第二二次公害。次公害。1.1“1.1“黑色污染黑色污染”与资源短缺与资源短缺 据据统统计计，我我国国20022002年年的的废废旧旧轮轮胎胎达达到到80008000万万条条，并并以以每每年年12%12%的的速速度度增增加加，到到20052005年年将将达达到到1.21.2亿亿条条，预预计计到到20102010年年将将达达到到2 2亿亿条条。如如此此大大规规模模的的废废旧旧轮轮胎胎将将给给社社会会带带来来巨巨大大的的环环境境压压力力。因因此此，为为废废旧旧轮轮胎胎寻找出路迫在眉睫。寻找出路迫在眉睫。我我国国是是一一个个生生胶胶资资源源相相对对短短缺缺的的国国家家,几几乎乎每每年年生生胶胶消消耗耗量量的的45%45%左左右右需需要要进进口口,寻寻找找橡橡胶胶原原料料来来源源及及其其代代用用材材料料是是十十分分迫迫切切的的任任务务。因因此此,处处理理好好废废橡橡胶胶,对对充充分分利利用用再再生生资资源源、摆摆脱脱自自然然资资源源匮匮乏乏、减减少环境污染、改善人们的生存环境具有重要意义。少环境污染、改善人们的生存环境具有重要意义。1.2 废旧轮胎的应用途径废旧轮胎的应用途径l原形改制原形改制l热能利用热能利用l热分解热分解l轮胎翻新轮胎翻新l生产再生胶生产再生胶l用于土木工程建设用于土木工程建设 1.2 废旧轮胎的应用途径废旧轮胎的应用途径l废橡胶在道路工程中的应用废橡胶在道路工程中的应用 由由废废旧旧轮轮胎胎加加工工而而成成橡橡胶胶粉粉其其主主要要化化学学成成分分是是天天然然橡橡胶胶和和合合成成橡橡胶胶（如如丁丁苯苯橡橡胶胶、丁丁基基橡橡胶胶、聚聚丁丁二二烯烯橡橡胶胶），另另外外还还含含有有硫硫、碳碳黑黑、氧氧化化硅硅、氧氧化化铁铁、氧氧化化钙钙等等添添加加剂剂成成分分。以以上上这这些些成成分分都都是是良良好好的的沥沥青青改改性性剂剂，能能够够改改善善沥沥青青的的高高低低温温性性能能、抗抗老老化化性性能能、抗抗疲疲劳劳性性能能，起起到到减减薄薄路路面面、延延长长路路面面使使用用寿寿命命、延延缓缓反反射射裂裂缝缝、降降低低轮轮胎胎/路路面面噪噪声声等等作作用用。废废旧旧轮轮胎胎橡橡胶胶粉粉用用于于改改性性沥沥青青、沥沥青青混混合合料料工工艺艺简简单单，成成本本低低，不不但但可可改改善善路路面面质质量量，且且对对废废胶胶的的可可容容量量大大，其其研研究究和和应应用用具具有有深深远远的的环环保保效效益益、经经济济效效益益和和社社会会效效益益。此此外外，废废橡橡胶胶还还可可用用于于防防冻冻路路面面、路路基基材材料料、基基层层补补强层等等。强层等等。1.3 研究与应用的意义研究与应用的意义 l保护环境保护环境l资源利用资源利用l可持续发展可持续发展l改善工程性能改善工程性能l循环经济循环经济l节约型社会节约型社会2.2.国外研究应用的过去和现在国外研究应用的过去和现在 2.1 2.1 橡胶橡胶沥沥青的概念青的概念 依依 照照 美美 国国 ASTM的的 定定 义义，所所 谓谓 橡橡 胶胶 沥沥 青青（Asphalt Rubber），是是由由一一般般铺铺路路沥沥青青和和废废旧旧轮轮胎胎橡橡胶胶粉粉（Crumb Rubber Modifier,简简称称 CRM），有有时时视视需需要要另另加加添添加加剂剂，均均匀匀拌拌和和而而成成，用用作作为为铺铺筑筑路路面面的的粘粘结结料料。此此种种粘粘结结料料中中的的橡橡胶胶粉粉末末，应应与与高高温温的的沥沥青青充充分分接接触触混混和和，使使橡橡胶胶颗颗粒粒的的体体积积膨膨胀胀后后才才加加以以使使用用。美美国国联联邦邦公公路路管管理理局局（FHWA）曾曾于于1991年年针针对对添添加加废废轮轮胎胎橡橡胶胶粉粉的的沥沥青青产产品品，根根据据工工艺艺的的差差异异加加以以分分类类，并并将将不不同同工工艺艺的的技技术术名名词词予予以以标准化，如图标准化，如图2.1所示。所示。2.1 橡胶沥青的概念橡胶沥青的概念产品产品橡胶橡胶沥青沥青 废旧废旧 橡胶粉橡胶粉 CRM湿法湿法干法干法间歇间歇拌制拌制连续连续拌制拌制供应点供应点拌制拌制橡胶改性橡胶改性沥青混凝土沥青混凝土材料材料工艺工艺2.1 橡胶沥青的概念橡胶沥青的概念l湿法湿法 湿湿法法工工艺艺（Wet Process）是是指指将将废废轮轮胎胎橡橡胶胶粉粉加加入入传传统统的的沥沥青青中中，拌拌和和成成具具有有改改性性沥沥青青特特性性的的橡橡胶胶沥沥青青（简简称称ARAR），可可用用作作密密级级配、间断级配或开级配沥青混凝土的粘结料配、间断级配或开级配沥青混凝土的粘结料 l干法干法 干干法法工工艺艺（Dry Process）是是指指将将废废轮轮胎胎橡橡胶胶粉粉加加入入集集料料中中，然然后后喷喷入入沥沥青青拌拌制制成成橡橡胶胶改改性性沥沥青青混混凝凝 土土（Rubber Rubber Modified Modified Hot Hot Mix Mix Asphalt Asphalt ConcreteConcrete，简称简称RUMACRUMAC）。）。2.1 橡胶沥青的概念橡胶沥青的概念l 干法、湿法区别干法、湿法区别 干干法法采采用用的的橡橡胶胶粉粉颗颗粒粒尺尺寸寸一一般般为为1 16.3mm6.3mm，而而湿湿法法采采用用的的橡橡胶胶粉粉粒粒径径都都在在1mm1mm以以下下。因因而而干干法法所所用用的的橡橡胶胶粉粉加加工工工艺相对简单，成本相对较低；工艺相对简单，成本相对较低；干干法法中中橡橡胶胶粉粉的的掺掺量量（一一般般为为集集料料干干重重的的1%1%5%5%）约约为为湿湿法法工工艺艺(一一般般为为沥沥青青重重量量的的5%5%20%)20%)的的2 24 4倍倍,因因而而干干法工艺能消耗大量废旧轮胎；法工艺能消耗大量废旧轮胎；干干法法中中橡橡胶胶颗颗粒粒主主要要是是作作为为部部分分集集料料，对对沥沥青青的的改改性性作作用用甚微。湿法中，橡胶粉主要作为沥青的改性剂；甚微。湿法中，橡胶粉主要作为沥青的改性剂；在在沥沥青青拌拌和和厂厂中中，干干法法工工艺艺不不需需要要特特殊殊的的设设备备或或较较大大的的设设备备改改装装；而而湿湿法法工工艺艺需需要要专专门门的的混混和和容容器器、反反应应和和拌拌和和罐等。罐等。2.2 2.2 美国对橡胶沥青的研究进展美国对橡胶沥青的研究进展l 起源起源 美美国国将将废废旧旧轮轮胎胎橡橡胶胶加加入入到到沥沥青青或或沥沥青青混混合合料料中中作作为为铺铺路路材材料料的的历历史史可可追追溯溯到到2020世世纪纪4040年年代代。当当时时美美国国回回收收公公司司推推出出名名为为RamflexTM的的脱脱硫硫橡橡胶胶改改性性颗颗粒粒。6060年年代代中中，Charles Mcdonald（橡橡胶胶沥沥青青之之父父）开开始始开开发发废废胶胶粉粉改改性性沥沥青青（OverflexTM），同同时时 期期，橡橡 胶胶 粉粉 首首 次次 用用 于于 应应 力力 吸吸 收收 层层（Stress-absorbing membrane,简简称称SAM），19751975年年，橡橡胶胶沥沥青青首首次次用用于于开开级级配配热热拌拌沥沥青青混混合合料料。7070年年代代，亚亚利利桑桑那那精精炼炼公公司司推推出出脱脱硫硫废废胶胶粉粉改改性性沥沥青青Arm-R-ShieldTM。8080年年代代，这这两两种种产产品品的的经经销销商商成成立立了了名名为为“沥青橡胶生产者团体沥青橡胶生产者团体”的同业公会。的同业公会。2.2 2.2 美国对橡胶沥青的研究进展美国对橡胶沥青的研究进展 起源起源 除了美国，瑞典也对橡胶除了美国，瑞典也对橡胶沥青的发展做出了巨大的贡沥青的发展做出了巨大的贡献。献。2020世纪世纪6060年代，两个瑞年代，两个瑞典公司开发了掺加橡胶粉的典公司开发了掺加橡胶粉的干法表面层混合料工艺，其干法表面层混合料工艺，其产品名称为产品名称为RubitTM,70,70年代年代后期引进美国后由四季铺面后期引进美国后由四季铺面公司公司(All seasons surfacing corporation)申请了专利产品申请了专利产品PlusRideTM。2.2 2.2 美国对橡胶沥青的研究进展美国对橡胶沥青的研究进展l进展进展 19931993年年以以前前，因因为为有有3030年年专专利利权权的的保保护护，橡橡胶胶沥沥青青只只能能由由少少数数几几家家公公司司应应用用。19931993年年技技术术专专利利失失效效后后，橡橡胶胶沥沥青青开开始始了了全全面面高高速速的的发发展展，其其技技术术也也在在不不断断地地完完善善中中。近近年年来来，废废旧旧轮轮胎胎的的利利用用得得到到迅迅速速发发展展，这这主主要要归归因因于于技技术术上上的的进进步步和和对对回回收收利利用用废废旧旧轮轮胎胎所所带带来来的的利利益益的的认认识识。由由于于全全世世界界轮轮胎胎数数量量的的增增加加，加加之之相相关关的的环环境境问问题题，促促使使许许多多国国家家正正在在需需求求利利用用这这一一巨巨大大资资源源的方法。的方法。2.2 2.2 美国对橡胶沥青的研究进展美国对橡胶沥青的研究进展l 进展进展 迫迫于于废废旧旧轮轮胎胎带带来来的的环环境境压压力力，19911991年年美美国国国国会会通通过过了了一一个个陆陆上上综综合合运运输输经经济济法法案案（ISTEAISTEA，又又称称冰冰茶茶法法），其其中中第第10381038条条款款，即即关关于于再再生生路路面面材材料料使使用用条条款款，要要求求从从19941994年年起起凡凡使使用用联联邦邦经经费费的的热热拌拌沥沥青青混混合合料料都都必必须须用用5%5%的的经经费费用用于于废废橡橡胶胶粉粉沥沥青青混混合合料料，以以后后每每年年再再增增加加5%5%，直直至至19971997年年达达20%20%。截截止止到到19931993年年，有有2727个个州州研研究究了了橡橡胶胶粉粉/颗颗粒粒改改性性沥沥青青及及混混合合料料，而而总总共共3838个个州州在沥青混合料中使用过回收橡胶粉在沥青混合料中使用过回收橡胶粉/颗粒。颗粒。2.2 2.2 美国对橡胶沥青的研究进展美国对橡胶沥青的研究进展l现状现状 目目前前橡橡胶胶沥沥青青在在美美国国使使用用相相当当成成功功的的州州，如如亚亚利利桑桑那那州州、加加州州、佛佛罗罗里里达达州州、俄俄勒勒冈冈州州等等，大大都都使使用用湿湿法法工工艺艺，并并将将湿湿法法工工艺艺生生产产的的橡橡胶胶沥沥青青视视为为一一种种公公路路常常规规使使用用的的材材料料，且且已已有有完完整整的的质质量量规规范范依依据据、设设计计与与使使用用指指南南。从从19871987年年开开始始，加加利利福福尼尼亚亚州州每每年年都都铺铺筑筑一一条条或或两两条条橡橡胶胶沥沥青青工工程程，混混合合料料采采用用密密实实级级配配或或开开级级配配，铺铺筑筑厚厚度度为为242476mm76mm。南南加加利利福福尼尼亚亚州州采采用用干干法法（PlusRidePlusRide）、湿湿法法和和TrickleTrickle法法铺铺筑筑了了数数条条试试验验路路，表表2.12.1是是这这些些工工程程的的概况，各项工程的马歇尔试验结果汇总表概况，各项工程的马歇尔试验结果汇总表2.22.2。表表表表2.1 2.1 加利福尼亚州交通局沥青橡胶工程总结加利福尼亚州交通局沥青橡胶工程总结地点地点 Pelham Rd.Greenville Co.SC24Anderson Co.US-76Marion Co.Hunt Club Rd.Richland Co.US-321Jasper Co.日期日期 1992,41992,4 1993,101993,10 1994,101994,10 1994,101994,10 1995,41995,4 工艺工艺 Dry Wet Wet Trickle Wet 数量（吨）数量（吨）281816361120011200 13645629每吨造价每吨造价$65.0$65.0$64.5$64.5$64.5$64.5$23.6$23.6$70.8$70.8 交通量交通量（1993 1993 ADTADT）4 4车车道道1.609km(11.609km(11000)1000)2 2车道车道2.41km2.41km(8000)(8000)4 4车道车道(13000)(13000)2 2车道车道(4000)(4000)2 2车道车道(3000)(3000)表表2.2 马歇尔试验结果汇总 试验路试验路 胶粉胶粉用量用量 沥青用沥青用量量/%空隙率空隙率/%/%VMA/%稳定度稳定度/kN 流值流值/0.1mm 密度密度/(kg/m3)Pelham 3%(混混合料质合料质量量)7.73.319.75.45586.42190SC24 18%(沥青沥青质量质量)7.34.020.68.182332305US-76 18%(沥青沥青质量质量)7.34.519.89.81838.12320Hunt Club Rd.0.2%(集料集料质量质量)5.64.317.011.7030.52315l试验路总结试验路总结 由由表表2.22.2可可知知，干干法法沥沥青青混混合合料料的的稳稳定定度度最最低低，流流值值最最大大。对对上上述述试试验验路路的的监监测测总总结结表表明明，在在沥沥青青橡橡胶胶混混合合料料的的摊摊铺铺过过程程中中遇遇到到的的主主要要问问题题是是压压实实困困难难、粘粘轮轮、气气味味和和污污染染。总总体体来来讲讲，包包含含废废旧旧轮轮胎胎粉粉的的沥沥青青路路面面，其其性性能能是是令令人人满满意意的的，但但也也有有些些工工程程的的路路用用性性能能是是不不能能接接受受的的。湿湿法法工工艺艺似似乎乎是是最最有有效效的的方方法法，大大多多数数工工程程采采用用此此种种方方法法。干干法法出出现现的的问问题题比比湿湿法法多多，Pelham Pelham 试试验验路路在在铺铺筑筑后后的的三三年年内内出出现了大量的病害现了大量的病害。其他州的应用情况其他州的应用情况 俄勒冈州交通局在俄勒冈州交通局在19851994年期间，年期间，采用湿法和干法工艺铺筑了采用湿法和干法工艺铺筑了17条橡胶沥条橡胶沥青路面，并对这些试验路进行了监测和青路面，并对这些试验路进行了监测和评估。评估。在这些试验路中，性能最坏的为在这些试验路中，性能最坏的为干法工艺铺筑的道路，性能最好的路面干法工艺铺筑的道路，性能最好的路面为采用为采用PBA-6GR（A Rubber Modified Asphalt）粘结料的开级配混合料。粘结料的开级配混合料。5年后，年后，PBA-6GR路面性能优良或优于普通沥青路面性能优良或优于普通沥青路面。路面。其他州的应用情况其他州的应用情况 维吉尼亚州采用湿法（密级配、断维吉尼亚州采用湿法（密级配、断级配）铺筑了试验路，从短期的路面性级配）铺筑了试验路，从短期的路面性能评估来看，橡胶沥青路面与普通路面能评估来看，橡胶沥青路面与普通路面一样，但橡胶的使用增加一样，但橡胶的使用增加50%100%的的费用。安达略州评估了费用。安达略州评估了11条橡胶沥青路条橡胶沥青路面工程（面工程（19901993）的性能，其中）的性能，其中8项项工程采用工程采用RUMAC（干法）。短期性能表干法）。短期性能表明明RUMAC通常较差，路面出现剥落、推通常较差，路面出现剥落、推挤和少量裂缝。挤和少量裂缝。其他州的应用情况其他州的应用情况 科罗拉多州采用两种干法工艺（一种科罗拉多州采用两种干法工艺（一种为为PlusRide，另一种是将橡胶加入混合料另一种是将橡胶加入混合料中）铺筑了试验路，其中中）铺筑了试验路，其中3项项PlusRide工程工程出现了剥落、松散早期病害，一项出现了剥落、松散早期病害，一项PlusRide工程性能良好。工程性能良好。以上有限的评估似乎表明：湿法要好以上有限的评估似乎表明：湿法要好于干法，湿法对混合料要求较宽松，而干于干法，湿法对混合料要求较宽松，而干法工艺混合料需要考虑材料的选择、混合法工艺混合料需要考虑材料的选择、混合料设计和生产。干法工艺中，不相容性似料设计和生产。干法工艺中，不相容性似乎是导致早期损坏的主要因素。乎是导致早期损坏的主要因素。小结小结 从从美美国国各各州州的的研研究究和和应应用用来来看看，推推荐荐采采用用的的方方法法是是湿湿法法工工艺艺，集集料料的的级级配配采采用用间间断断级级配配和和开开级级配配，一一般般不不采采用用密密实实级级配配混混合合料料。橡橡胶胶粉粉的的掺掺量量为为沥沥青青质质量量的的5 5%2525%。采采用用湿湿法法工工艺艺铺铺筑筑的的大大多多数数试试验验路路性性能能良良好好。与与普普通通沥沥青青路路面面相相比比，橡橡胶胶粉粉改改性性沥沥青青混混合合料料提提高高了了路路面面的的高高温温抗抗车车辙辙、低低温温抗抗裂裂能能力力和和耐耐久久性性。橡橡胶胶沥沥青青的的应应用用类类型型包包括括热热拌拌沥沥青青混混合合料料、稀稀浆浆封封层和应力吸收层等。层和应力吸收层等。2.3 其他国家对橡胶沥青的研究其他国家对橡胶沥青的研究l南非南非 南南非非对对橡橡胶胶沥沥青青的的应应用用十十分分成成功功。与与美美国国加加利利福福尼尼亚亚州州一一样样拥拥有有历历时时20202525年年仍仍然然完完好好的的橡橡胶胶沥沥青青路路面面；应应用用领领域域包包括括混混合合料料、应应力力吸吸收收层层、应应力力吸吸收收中中间间层层等等；基基本本上上已已经经拥拥有有了了一一整整套套橡橡胶胶沥沥青青的的技技术术指指标标。据据统统计计，目目前前南南非非60%60%以以上上的的道道路路沥沥青青使使用用橡橡胶胶沥沥青青，而而且且根根据据他他们们的的经经验验，认认为为对对于于重重载载交交通通环环境境，橡橡胶沥青路面比较有利。胶沥青路面比较有利。l 2.3 其他国家对橡胶沥青的研究其他国家对橡胶沥青的研究l法国法国 1900年在法国首先铺筑了第一条橡胶沥青年在法国首先铺筑了第一条橡胶沥青路面。同时法国也是多孔性路面的发源地。法路面。同时法国也是多孔性路面的发源地。法国在多孔性沥青路面中大量采用橡胶沥青作为国在多孔性沥青路面中大量采用橡胶沥青作为粘结料。据统计，截止到粘结料。据统计，截止到1995年底，橡胶沥青年底，橡胶沥青多孔性路面已经累计摊铺了超过多孔性路面已经累计摊铺了超过1000,000m2。研究与应用的实践表明：采用橡胶沥青铺筑的研究与应用的实践表明：采用橡胶沥青铺筑的多孔性路面，比普通多孔性路面在保持排水性多孔性路面，比普通多孔性路面在保持排水性能、抵抗重交通、抗剪切和不良气候影响等方能、抵抗重交通、抗剪切和不良气候影响等方面有明显的优势。面有明显的优势。2.3 其他国家对橡胶沥青的研究其他国家对橡胶沥青的研究l瑞典、日本等还将废旧轮胎橡胶颗粒用于防冻路面。防瑞典、日本等还将废旧轮胎橡胶颗粒用于防冻路面。防冻路面是将橡胶颗粒作为部分粗骨料掺入，从而形成使冻路面是将橡胶颗粒作为部分粗骨料掺入，从而形成使部分橡胶颗粒突出于路表面的面层。部分橡胶颗粒突出于路表面的面层。该该路面的基本概念路面的基本概念是在是在6060年代由瑞典道路研究所提出的。日本从年代由瑞典道路研究所提出的。日本从7070年代末年代末期开始期开始进进行防行防冻冻路面的研究开路面的研究开发发，当，当时时是参考瑞典的是参考瑞典的资资料，采用日本料，采用日本国内使用的沥青混合料试验方法进行室内国内使用的沥青混合料试验方法进行室内试验的。从试验的。从19791979年开始，日本在北海道及本州的山间公年开始，日本在北海道及本州的山间公路上已铺筑了十几处这种掺橡胶颗粒的路面。在有积雪路上已铺筑了十几处这种掺橡胶颗粒的路面。在有积雪的情况下有较好的防滑性能。但由于橡胶颗粒的混入，的情况下有较好的防滑性能。但由于橡胶颗粒的混入，路面不易达到充分的密实度。路面不易达到充分的密实度。2.3 其他国家对橡胶沥青的研究其他国家对橡胶沥青的研究l 日日本本自自19931993年年研研究究开开发发了了新新型型低低噪噪声声路路面面，即即多多孔孔弹弹性性路路面面（Porous Porous Elastic Elastic Road Road SurfaceSurface，简简称称PERSPERS）。PERSPERS由由聚聚氨氨酯酯树树脂脂粘粘结结橡橡胶胶颗颗粒粒而而成成（废废旧旧轮轮胎胎磨磨制制而而成成）。胶胶颗颗粒粒形形状状、大大小小各各异异，可可以以是是宽宽1 12mm2mm，长长101020mm20mm的的菱菱形形橡橡胶胶颗颗粒粒，也也可可是是直直径径为为2 23mm3mm圆圆形形颗颗粒粒。路路面面结结构构空空隙隙率率为为30%30%40%40%，面面层层板板的的厚厚度度为为2 25cm5cm。其其施施工工工工艺艺一一般般采采用用厂厂内内预预制制的的方方法法，即即将将PERSPERS的的混混合合料料压压制制成成1 11 10.05m0.05m的的板板块块，然然后后用用聚聚氨氨酯酯胶胶将将PERSPERS粘结在基层上。试验路如图粘结在基层上。试验路如图2.22.2。多孔弹性路面多孔弹性路面2.3 其他国家对橡胶沥青的研究其他国家对橡胶沥青的研究 其其他他还还有有一一些些国国家家，如如加加拿拿大大、法法国国、英英国国、德德国国、比比利利时时、巴巴西西等等国国家家都都对对橡橡胶胶沥沥青青的的研研究究与与应应用用做做出出了了贡贡献。献。3 我国研究应用概况我国研究应用概况3.1 同济大学的研究同济大学的研究l研究历程研究历程 与国外相比，国内的研究起步稍晚。与国外相比，国内的研究起步稍晚。80年代初，年代初，由于国产多蜡沥青的性能不良，沥青改性剂匮乏，为由于国产多蜡沥青的性能不良，沥青改性剂匮乏，为此，同济大学率先与几个省市合作开展了废橡胶粉改此，同济大学率先与几个省市合作开展了废橡胶粉改性沥青的研究。性沥青的研究。19801980年同济大学道交所与江西省合作，年同济大学道交所与江西省合作，在国内首次进行了在国内首次进行了利用废旧橡胶粉改善沥青路面技利用废旧橡胶粉改善沥青路面技术性能术性能的课题研究。通过大量的室内试验，多种试的课题研究。通过大量的室内试验，多种试验路的实践和多条生产路的验证，性能良好，效果显验路的实践和多条生产路的验证，性能良好，效果显著，认为采用废旧橡胶粉改善国产沥青性能是一条技著，认为采用废旧橡胶粉改善国产沥青性能是一条技术可行、经济合理的有效途径。术可行、经济合理的有效途径。1980年和年和1981年在江年在江西省的铅山县和贵溪县铺筑了橡胶沥青试验路西省的铅山县和贵溪县铺筑了橡胶沥青试验路。3.1 同济大学的研究同济大学的研究l研究历程研究历程 该课题于该课题于1982年由省内外专家学者进行了技年由省内外专家学者进行了技术鉴定，获得术鉴定，获得江西省科技进步三等奖。江西省科技进步三等奖。与浙江省合作开展了与浙江省合作开展了“重交通道路橡胶沥青重交通道路橡胶沥青路面研究路面研究”。研究开发的橡胶沥青薄层罩面技术。研究开发的橡胶沥青薄层罩面技术首先于首先于1988年在杭萧线上扩大试用。实践证明这年在杭萧线上扩大试用。实践证明这种橡胶沥青薄层罩面对荷载型裂缝确有显著的防种橡胶沥青薄层罩面对荷载型裂缝确有显著的防治能力。至治能力。至1991年杭萧线全部铺上了橡胶沥青路年杭萧线全部铺上了橡胶沥青路面，大大改善了道路状况，尤其在雨季，与其它面，大大改善了道路状况，尤其在雨季，与其它道路相比路况明显要好。与此同时，该技术又在道路相比路况明显要好。与此同时，该技术又在杭温线、杭温线、104国道、国道、320线等公路上推广应用。线等公路上推广应用。3.1 同济大学的研究同济大学的研究l研究历程研究历程 橡胶沥青薄层罩面技术还在城市道路中得到应用。橡胶沥青薄层罩面技术还在城市道路中得到应用。浙江萧山市至浙江萧山市至1991年累计铺筑了年累计铺筑了7.5万平方米，几乎市区万平方米，几乎市区主要街道都铺上了橡胶沥青路面，路容明显改善，曾在主要街道都铺上了橡胶沥青路面，路容明显改善，曾在全省城市道路质量评比中获得过满分。全省城市道路质量评比中获得过满分。“重交通道路橡重交通道路橡胶沥青路面研究胶沥青路面研究”项目获浙江省科技进步优秀奖。项目获浙江省科技进步优秀奖。与上海市公路管理处合作项目：半刚性基层上减薄沥与上海市公路管理处合作项目：半刚性基层上减薄沥青面层的研究青面层的研究沥青橡胶薄膜的应用。沥青橡胶薄膜的应用。3.1 同济大学的研究同济大学的研究l主要研究内容及结论主要研究内容及结论配制方法（工艺）的技术关键配制方法（工艺）的技术关键 适当的细度、必要的配合剂、适当的加热温度及适当的细度、必要的配合剂、适当的加热温度及搅拌时间搅拌时间橡胶沥青及沥青混合料的特性橡胶沥青及沥青混合料的特性 橡胶沥青稠度提高、温度敏感性降低、耐流动性橡胶沥青稠度提高、温度敏感性降低、耐流动性提高、低温柔性改善、粘附性增强、抗老化性能提高、低温柔性改善、粘附性增强、抗老化性能提高。试验证明橡胶改性沥青混凝土在应变控制提高。试验证明橡胶改性沥青混凝土在应变控制条件下的疲劳寿命可提高条件下的疲劳寿命可提高45倍。倍。3.1 同济大学的研究同济大学的研究l主要研究内容及结论主要研究内容及结论应用范围应用范围 应力吸收薄膜（应力吸收薄膜（SAMI）、）、橡胶沥青薄层罩面、橡胶沥青薄层罩面、新建沥青路面、机场道面。新建沥青路面、机场道面。经济效益分析经济效益分析 初期投资增加，但使用寿命延长，养护费用降初期投资增加，但使用寿命延长，养护费用降低。从整个寿命周期分析，经济效益显著。低。从整个寿命周期分析，经济效益显著。3.1 同济大学的研究同济大学的研究l目前的研究目前的研究 目前，同济大学仍在致目前，同济大学仍在致力于橡胶沥青和沥青混合料力于橡胶沥青和沥青混合料的研究，重点是干法工艺。的研究，重点是干法工艺。对密实型橡胶沥青路面的减对密实型橡胶沥青路面的减振降噪性能和路用性能进行振降噪性能和路用性能进行了系统的研究，并首次提出了系统的研究，并首次提出了混合法工艺（已申请专利）。了混合法工艺（已申请专利）。3.1 同济大学的研究同济大学的研究l主要研究内容及结论主要研究内容及结论干法工艺的技术关键干法工艺的技术关键 橡胶颗粒的处理、级配设计、改性沥青。橡胶颗粒的处理、级配设计、改性沥青。路用性能路用性能 废橡胶颗粒的掺量为废橡胶颗粒的掺量为1%3%时，沥青混合料时，沥青混合料的高温稳定性和低温抗裂性能均得到改善，水的高温稳定性和低温抗裂性能均得到改善，水稳定性略有下降。稳定性略有下降。声学性能声学性能 噪声测试、降噪机理噪声测试、降噪机理动稳定度橡胶掺量动稳定度橡胶掺量TSR橡胶颗粒掺量橡胶颗粒掺量低温劲度模量橡胶掺量低温劲度模量橡胶掺量3.1 同济大学的研究同济大学的研究l 试验路铺筑试验路铺筑 为为验验证证密密实实型型橡橡胶胶沥沥青青路路面面的的降降噪噪效效果果，2004年年7月月10日日在在上上海海市市南南汇汇区区南南果果公公路路（南南汇汇果果园园乡乡）铺铺筑筑了了500m试试验验段段和和1000m参照路段（参照路段（AC）。）。3.1 同济大学的研究同济大学的研究l 噪声测试噪声测试 2004年年8月月初初进进行行了了现现场场噪噪声声测测试试。测测试试采采用用单单车车通通过过法法（Single Vehicle Pass-by Method），具具 体体 参参 照照 国国 标标GB1496GB14967979机机动动车车辆辆噪噪声声测测量量方方法法，主要仪器为声级计。主要仪器为声级计。噪声测试准备噪声测试准备 噪声测试结果：噪声测试结果：声级声级/dB(A)路面类型40km/h 60km/h 80km/h 最大值 AC71.576.880.281.6橡胶沥青路面69.574.578.2578.3平均降 噪量 2.02.11.953.33.2 交通部公路科研所的研究交通部公路科研所的研究l 2001年，交通部公路科研所首次在钢桥桥面铺年，交通部公路科研所首次在钢桥桥面铺装中用干法工艺加入了装中用干法工艺加入了30%（相对于沥青用量）（相对于沥青用量）的橡胶粉，该桥面经受了两个夏季的重交通考验，的橡胶粉，该桥面经受了两个夏季的重交通考验，基本保持完好。基本保持完好。l 2001200120032003年，交通部公路科学研究所与同济年，交通部公路科学研究所与同济大学、山东省交通科学研究所等单位合作承担了大学、山东省交通科学研究所等单位合作承担了西部交通建设科技项目西部交通建设科技项目“废旧橡胶粉用于筑路的废旧橡胶粉用于筑路的技术研究技术研究”。该课题全面地开展了橡胶粉沥青混。该课题全面地开展了橡胶粉沥青混合料的室内试验研究，初步提出了橡胶粉改性沥合料的室内试验研究，初步提出了橡胶粉改性沥青的技术标准、橡胶粉沥青混合料设计方法及技青的技术标准、橡胶粉沥青混合料设计方法及技术标准。结合室内试验研究结果，在华南地区、术标准。结合室内试验研究结果，在华南地区、西南地区、轻冰冻地区，三个气候片区，修筑总西南地区、轻冰冻地区，三个气候片区，修筑总长近长近30 30 公里的试验路和实体工程。试验路施工有公里的试验路和实体工程。试验路施工有干法和湿法两种工艺。干法和湿法两种工艺。l 3.3其他单位其他单位的研究的研究l 西西安安公公路路研研究究所所、北北京京市市政政设设计计研研究究院院、北北京京市市路路政政局局、北北京京路路桥桥路路兴兴物物资资中中心心、天天津津市市公公路路局局、天天津津鑫鑫业业工工贸贸发发展展有有限限公公司司、广广东东、江江苏苏的的一一些些单单位位等等等等对对橡橡胶胶沥沥青青的的研研究究与与应应用用都都做做出出了了很很大大的的贡贡献献，并并在在北北京京、天天津等地铺筑了试验路。津等地铺筑了试验路。3.3其他单位其他单位的研究的研究l 台台湾湾地地区区于于2000年年起起进进行行废废轮轮胎胎橡橡胶胶再再利利用用于于沥沥青青混混凝凝土土路路面面的的相相关关研研究究，在在赴赴美美考考察察学学习习的的基基础础上上，于于实实验验室室中中进进行行试试拌拌与与配配合合比比设设计计，并并在在主主要要干干道道上上铺铺筑筑完完成成一一段段橡橡胶胶沥沥青青路路面面，总总长长2KM，约约使使用用2000条条废废轮轮胎胎。这这段段试试验验路路已已服服务务超超过过四四年年，没没有有一一般般承承受受重重载载交交通通路路面面常常有有的的变变形形与与开开裂裂，整整体体性性能能良良好好，预预估估成成效效将将可超越传统的沥青混凝土路面。可超越传统的沥青混凝土路面。4 发展前景与建议发展前景与建议 4.1 发展前景发展前景 橡胶沥青推广应用的前景是光明的，这主要基橡胶沥青推广应用的前景是光明的，这主要基于以下原因：于以下原因：l从从环环保保角角度度考考虑虑，可可减减轻轻“黑黑色色污污染染”，降降低低道道路路交通噪声。交通噪声。l从从资资源源的的可可持持续续开开发发和和综综合合利利用用考考虑虑，我我国国的的天天然然橡橡胶胶资资源源匮匮乏乏，SBSSBS改改性性剂剂价价格格上上涨涨（由由1.31.3万万上上涨涨到到现现在在2.22.2万万元元）。橡橡胶胶沥沥青青的的应应用用具具有有明明显显的的经经济效益。济效益。l从工程利益考虑，可改善路用性能、延长服务寿命、从工程利益考虑，可改善路用性能、延长服务寿命、提高路面使用品质。提高路面使用品质。4.2 4.2 建议建议l政策、法规、协作政策、法规、协作 橡橡胶胶沥沥青青的的推推广广应应用用需需要要各各个个部部门门（政政府府部部门门、协协会会、科科研研单单位位、企企业业等等）的的通通力力合合作作，尤尤其其是是政政府府的的政政策策支支持持和和财财政政的的支支持持，特特别别需需要要带带强强制制性性的的法法规规。只只有有以以持持续续的的市市场场作作后后盾盾，才才能能从从根根本本上上解解决决废废旧旧轮轮胎胎的的综综合合利利用用问问题题。有有关关部部门门必必须须介介入入以以协协助助市市场场开开发发，甚甚至至补补助助仪仪器器设设备备的的投投资资，并并确确保保投投资商足以获利，以降低投资风险。资商足以获利，以降低投资风险。4.2 4.2 建议建议l举例举例 美国在美国在19941994年推行废旧轮胎橡胶再利用年推行废旧轮胎橡胶再利用于路面上时，即规定联邦政府经费补助铺筑于路面上时，即规定联邦政府经费补助铺筑的路面中必须有一定的百分比是使用橡胶沥的路面中必须有一定的百分比是使用橡胶沥青路面，这钟政策使得加州、亚利桑那州及青路面，这钟政策使得加州、亚利桑那州及佛罗里达州的橡胶沥青路面铺筑获得相当多佛罗里达州的橡胶沥青路面铺筑获得相当多的经验，而终获成功；佛罗里达州和亚利桑的经验，而终获成功；佛罗里达州和亚利桑那州目前都有数家大型的磨粉业者，明显有那州目前都有数家大型的磨粉业者，明显有降低回收处理费用的情形。降低回收处理费用的情形。4.2 4.2 建议建议l举例举例 法国的环保政策催生了废旧轮胎回收一法国的环保政策催生了废旧轮胎回收一条龙服务举措。条龙服务举措。2002年年12月月29日，法国政府日，法国政府颁布了一项强制回收废旧轮胎的法规。根据颁布了一项强制回收废旧轮胎的法规。根据法规，自法规，自2003年起，法国境内的轮胎生产与年起，法国境内的轮胎生产与销售商每年投放市场多少吨新轮胎，次年必销售商每年投放市场多少吨新轮胎，次年必须回收吨数相等的旧轮胎，回收费用全部由须回收吨数相等的旧轮胎，回收费用全部由生产和销售商承担。但这笔费用可打入轮胎生产和销售商承担。但这笔费用可打入轮胎售价。民意调查发现，售价。民意调查发现，78的消费者愿意承的消费者愿意承担环保义务，愿意多付几个欧元保证每只轮担环保义务，愿意多付几个欧元保证每只轮胎循环再利用。胎循环再利用。4.2 4.2 建议建议l技术指南、规范、标准的制定技术指南、规范、标准的制定 有有关关科科研研单单位位应应当当制制定定相相关关的的技技术术指指南南、评评价价指指标标和和验验收收标标准准，继继续续研研究究橡橡胶胶沥沥青青（包包括括湿湿法法、干干法法）中中存存在在的的问问题题，如如橡橡胶胶沥沥青青的的稳稳定定性性问问题题、湿湿法法橡橡胶胶沥沥青青的的制制备备方方法法、干干法法关关键键技技术术的的研研究究、最最佳佳橡橡胶胶沥沥青青用用量量的的确确定定方方法法、生生产产过过程程中中的的气气味味、烟烟雾雾的的处处理理、橡橡胶胶沥沥青路面的再生问题等等。青路面的再生问题等等。5 5 结语结语l 值值得得欣欣喜喜的的是是，废废旧旧轮轮胎胎的的回回收收利利用用现现已已提提升升到到循循环环经经济济的的高高度度，并并列列为为循循环环经经济济的的重重点点发发展展领领域域。国国家家发发改改委委已已开开展展了了一一系系列列工工作作，包包括括全全面面、系系统统的的研研究究了了国国外外在在废废旧旧轮轮胎胎回回收收利利用用方方面面的的法法律律法法规规，考考察察了了国国内内相相关关企企业业的的经经营营状状况况和和废废旧旧轮轮胎胎集集散散市市场场的的形形成成过过程程，召召集集有有关关部部门门、专专家家、学学者者及及相相关关企企业业召召开开了了多多次次研研讨讨会会，广广泛泛听听