膠粉改性瀝青鋪就綠色公路

在2015年11月3日開幕的第17屆中國國際工業博覽會上，華東理工大學展示了一種廢輪胎膠粉資源化利用制備道路瀝青的關鍵技術：廢輪胎在經過加工后變廢為寶，成為瀝青的改性“伴侶”鋪設路面。

據項目負責人周曉龍教授介紹，這項技術現已建成年產20萬t的生產裝置，生產的橡膠改性瀝青應用在江蘇省揚中市舊S238省道三欄路等道路的鋪設中，目前完成約45 km，使用了約5 500 t混合料，相當于再利用了11萬條家用小轎車的廢舊輪胎。僅2012—2014年，該技術就創下了高達1.5億元的總產值。

據統計，我國2014年輪胎產量超過5.62億條，而廢輪胎產生量約為1 000萬t，并以每年5%～6%的速率增長。大量堆積的廢輪胎不但無法自動降解，占用土地資源，還存在引發火災、滋生蚊蟲等風險。如何妥善處置這些固體廢棄物，成為世界各國普遍面臨的難題。

事實上，廢輪胎并非一無是處，而且渾身是寶，含有高達近60%的橡膠混合物。周曉龍項目組瞄上的，正是廢輪胎中的橡膠混合物。

目前廢輪胎橡膠的處理方法主要有原形直接利用、熱分解、舊輪胎翻新、生產再生橡膠及生產硫化膠粉。在這幾種處理方法中，用廢輪胎膠粉改性瀝青無疑是發展循環經濟的最佳利用形式。采用膠粉改性瀝青鋪路，不但能提高瀝青的高溫穩定性、低溫抗裂性、抗老化和耐久性，還能替代目前被廣泛使用的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（SBS）和丁苯橡膠等聚合物改性劑，降低道路建設成本，節約石油資源。

“相比于SBS改性瀝青，膠粉改性瀝青不但成本更低，其集料的抗車轍能力也更優。”周曉龍說。

廢輪胎膠粉改性瀝青的應用在國外已有30多年的歷史，而我國卻處于起步階段。

“膠粉原料來源復雜，因此膠粉改性瀝青若要達到SBS改性瀝青的穩定性能，難度較大。”周曉龍說。項目組從2006年開始研究廢輪胎膠粉制備道路瀝青技術，經過幾年的實驗室研究，2009年，該項技術在江蘇文昌新材料科技有限公司進行產業化，建成了年產20萬t的生產裝置。

這時難題卻突然而至，膠粉改性瀝青若是生產后直接鋪設于路面，效果極好；若是貯存2～3天后再使用，產品的性能指標就會急劇下降。項目組想了許多方法來解決這一難題，但均以失敗告終。恰在此時，周曉龍參加了一個相關主題的國際會議。一位學者的發言讓他恍然醒悟：設法避免產品的高溫貯存過程。

“膠粉經過微波處理后，極易溶解在芳烴油中，產生的膠粘劑使得膠粉與瀝青之間結合力增強，從而提高了膠粉改性瀝青的存儲穩定性。”周曉龍說。

現在，用廢輪胎膠粉資源化利用制備道路瀝青關鍵技術生產的道路瀝青已經用于多條道路的鋪設。

此外，項目組還采用催化裂化油漿為降粘劑，發明了一種乳化橡膠改性瀝青；同時制備了一種質優價廉的道路瀝青再生劑，用于老化道路瀝青的性能恢復。

據周曉龍介紹，1997年美國立法規定：凡國家投資或資助的道路建設必須采用膠粉改性瀝青，并規定膠粉的用量必須達到20%以上；在我國，目前已批準6條節能減排綠色低碳高速公路試點項目，其路面材料均是以廢輪胎為原料生產的膠粉改性瀝青。由此可見，優良的使用性能和對環保的巨大貢獻，使膠粉改性瀝青鋪路技術的市場前景越來越廣闊。