橡膠瀝青加工技術的質(zhì)量特點與工藝原理

孫永茂

匯通路橋建設集團有限公司 河北保定 074000

1 技術特點

（1）橡膠瀝青是指廢胎膠粉與瀝青(有的摻加一定比例的添加劑)按一定比例加工得到的滿足相關技術指標要求的產(chǎn)物，其中廢胎膠粉的摻量不小丁15%（內(nèi)摻）或17.6%（外摻），又稱瀝青橡膠（as-phaltrubber）。

（2）橡膠瀝青的加工溫度高，一股要達到180℃以上。

（3）橡膠瀝青的發(fā)育反應時間長，一般要45min以上。

（4）橡膠粉摻量大，一般為基質(zhì)瀝青質(zhì)量的17.6%-30%（外摻）。

（5）現(xiàn)用現(xiàn)加工，不宜長期儲存，一般要求在24h內(nèi)使用完。

2 應用范圍

橡膠瀝青可用于各種等級公路新建和改建工程的瀝青路面混合料中，也可作為防水、黏結(jié)、應力吸收的功能層用在瀝青路面結(jié)構層中。

3 工藝原理

（1）胎橡膠粉主要的化學成分是天然橡膠和合成橡膠(如丁苯橡膠，順丁橡膠)，還有硫、碳黑、氧化硅、氧化鐵、氧化鈣等添加劑成分，以上這些成分都是良好的瀝青改性劑。

（2）廢胎膠粉和瀝青在高溫下共混成為橡膠瀝青，橡膠粉會和瀝青產(chǎn)生化學反應和物理作用，使得橡膠粉融脹，但橡膠粉不會溶解在瀝青中，在經(jīng)過長時間反應后，膠粉依然在瀝青中穩(wěn)定存在。

（3）廢胎膠粉和瀝青混合成為分散相共混結(jié)構，膠粉為分散相、瀝青為分散介質(zhì)，形成了廢胎膠粉和瀝青連續(xù)或相互交錯的三維的空間結(jié)構，使得橡膠瀝青既具有了瀝青介質(zhì)的部分性能也具有了廢胎膠粉的一些性能。

（4）橡膠瀝青加工過程中有脫硫的化學反應。橡膠瀝青的加工溫度在180℃以上，最高能達到230℃，在瀝青介質(zhì)中廢胎股粉持續(xù)保持高溫狀態(tài)（一般1-4h），同時橡膠瀝青加工過程要采用高速剪切設備進行分散，并使用攪排設備使其保持運動狀態(tài)，因此橡膠瀝青的加工工藝符合廢胎膠粉脫硫再生的工藝過程。大量試驗已證明，橡膠瀝青的加工過程也是廢胎膠粉的脫硫過程，只是脫硫的程度難以控制。在實際工程中，通常采用橡膠瀝青的黏度變化水平間接反映其在加工過程中廢胎膠粉的脫硫程度。

4 施工工藝流程及操作要點

4.1 橡膠瀝青的選擇

根據(jù)工程的自然環(huán)境、交通特點和使用目的，選擇橡膠瀝青的技術標準。針對我國氣候和交通環(huán)境,橡膠瀝青的有關技術指標見表1。

表1 橡膠瀝青技術標準

4.2 橡膠粉摻量是橡膠瀝青的主要技術參數(shù)之一，橡膠瀝青中廢胎膠粉的摻量可根據(jù)實際使

用的技術要求確定。一般來說，廢胎膠粉的摻量越大，相應的路用性能越好；但橡膠瀝青的黏度增大，施工和易性下降，因此，廢胎膠粉的摻量有一定的合理范圍，一般為基質(zhì)瀝青質(zhì)量的17.6%-30%（外摻）。

4.3 橡膠瀝青的配方設計

橡膠瀝青的配方設計首先是根據(jù)氣候、交通特性選擇橡膠瀝青需要達到的技術標準：然后根據(jù)選用的技術標準，按方頭進行橡膠瀝青的配方設計，確定橡膠瀝青的配方。橡膠瀝青配方確定的主要參數(shù)有：基質(zhì)瀝青的品種、橡膠粉的品種、橡膠粉的摻量、外摻劑（主要是延展油等）的種類和摻量。

4.4 橡膠瀝青的加工流程及設備

橡膠瀝青加工的基本流程，主要分為以下幾個步驟：

第一步：基質(zhì)瀝青、廢胎膠粉等原料的添加。

第二步：基質(zhì)瀝青、廢胎膠粉等原材料的預混。

第三步：橡膠瀝青的反應過程。

第四步：橡膠瀝青質(zhì)量監(jiān)控。

4.5 橡膠瀝青加工前的準備

（1）加工橡膠瀝青前，橡膠瀝青加工設備中的計量裝置應進行專門標定，并貼有計量標簽。

對于固定式的加工設備，按計量有效期年限的頻率進行標定,對于移動式設備，每個工程開工前均需要標定。計量標定的主要儀器或傳感器有：所有的稱重設備傳感器、溫度傳感器、流量計、攪拌器的轉(zhuǎn)速。

（2）在正式生產(chǎn)前，橡膠瀝青設備應進行試生產(chǎn)、檢查設備的運轉(zhuǎn)情況。

4.6 橡膠瀝青的加工

（1）橡膠瀝青宜采用攪拌法加工。

（2）橡膠瀝青生產(chǎn)分為連續(xù)式和間歇式，宜采用間歌式生產(chǎn)橡膠瀝青。

（3）橡膠瀝青的加工溫度宜控制在180℃-190℃，當廢胎膠粉摻量較大時，加工溫度可適當提高,但不應高于210℃。

（4）橡膠瀝青加工攪拌的時間，一般為45-60min

（5）在生產(chǎn)過程中，應及時檢測每鍋橡膠瀝青的技術指標。當采用連續(xù)式生產(chǎn)時，應每脫45-60min抽樣檢測橡膠瀝青的技術指標。

4.7 橡膠瀝青的存儲

（1）橡膠瀝青原則上應在24h內(nèi)使用完畢。當由于不可抗力，如需臨時存儲時，應將橡膠瀝青的溫度降到145℃-155℃范圍內(nèi)存儲，存儲時間一般不超過3d。在存儲期間應檢測橡膠瀝青的技術指標。

（2）當經(jīng)過較長時間存儲，再次使用前應檢測橡膠瀝青的指標是否滿足技術要求，如果不滿足要求，則應重新加工或摻加一定劑量（摻量一般小于10%）的廢胎膠粉重新預混、反應至滿足技術要求。

5 質(zhì)量控制

5.1 質(zhì)量標準及檢驗方法

應在橡膠瀝青使用前1-2h對橡膠瀝青的技術性能進行檢測。

5.2 現(xiàn)場檢測指標

（1）廢胎膠粉進場前應按每批提供全套物理、化學指標的檢測報告；進場后應按每200t的頻率進行化學指標的抽檢，并按每10t的頻率抽檢物理指標。

（2）廢胎膠粉的摻量應嚴格按照設計摻量，允許正誤差2%，不允許出現(xiàn)負誤差。

（3）為確保橡膠瀝青的質(zhì)量，除針人度、軟化點、延度、彈性恢復、老化試驗外，黏度是關鍵有效的檢測指標。

（4）黏度檢測分為橡膠瀝青生產(chǎn)檢測和混合料生產(chǎn)檢測兩部分。對于橡膠瀝青生產(chǎn)檢測，如采用連續(xù)式生產(chǎn)，每隔1h從生產(chǎn)罐中抽取樣品進行檢測,如采用間歇式生產(chǎn)，每罐抽檢一次。每次檢測平行試驗應不少于3個樣本。對于混合料生產(chǎn)檢測是在生混合料前和生產(chǎn)過程中從儲油罐中提取樣品進行檢測。每隔4h抽取一個樣本。當橡膠瀝青的生產(chǎn)和混合料生產(chǎn)同步進時,可只進于橡膠瀝青生產(chǎn)檢測。

（5）現(xiàn)場黏度檢測時，其溫度應控制在180f2℃，從取樣到試驗結(jié)束應在1h內(nèi)，試驗記錄應記錄試驗的時間。

（6）各瀝青性能指標的數(shù)據(jù)應滿足相應工程設計文件的要求。

6 環(huán)保措施

（1）橡膠瀝青加工場地應遠離居民區(qū)及村莊，無法避開時應選在主風向下方。

（2）橡膠瀝青的攪拌罐與反應罐應密團，防止有毒氣體排放。要對反應罐進行排氣煙度檢測，要滿足環(huán)保部門的耍求,不符合者應采取有效措施。

（3）廢胎膠粉應存儲在通風，干燥的倉庫中。并采取有效的防淋、防潮措施以及消防措施.防止橡膠粉粉塵排放。

（4）橡膠瀝青的加工噪聲應滿足環(huán)保部門的要求，瀝青橡膠設備操作位置處噪聲聲級不大于90dB（A），瀝青橡膠設備周邊7.5m處輻射噪聲聲級應不大于90dB（A）不符合者應采取有效措施隔音。

7 結(jié)語

首先從材料成本角度分析。由于橡膠瀝青的加工主要采用攪拌方式，比一般SBS改性瀝青的加工方式簡單，同時橡膠瀝青加工過程中對反應溫度和時間要求比較嚴格，因此可以認為橡膠瀝青與SBS為代表的改性瀝青相比，加工成本基本相當。橡膠瀝青與SBS改性瀝青材料成本比較，SBS的摻量為5%。由此看出，每噸橡膠瀝青的材料成本比SBS改性瀝青平均降低19.2%-22.2%，具有明顯的經(jīng)濟效益。