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【沥青有毒吗】橡胶沥青有毒,那为什么高速公路喜欢用?

汽车在公路上自由驰骋,一要有健康的轮胎,二要有舒适的公路。然而,轮胎用久了会报废,产生“黑色污染”;公路也需要提升载重能力,降低建设和养护成本。

橡胶沥青技术的出现,解决了这两大问题。大量工程实践表明,橡胶沥青在降低路面噪音、延缓反射裂缝、减薄沥青路面厚度、抵抗重交通和不良气候等方面均有优秀表现。

但是,橡胶沥青生产需要高温拌和,会产生硫化氢。这是一种有毒气体,而且有臭味。

那么,我国橡胶沥青技术是如何发展起来的?如何控制住有毒气体呢?


橡胶沥青技术曾被“判死刑”

“橡胶沥青技术在中国的发展之路并非一帆风顺,最初它是一项被否定的技术。”谈起橡胶沥青技术,交通运输部公路科学研究院首席研究员王旭东感慨万分。

王旭东回忆,上世纪80年代,我国公路建设遇到一个问题——国产沥青含蜡量太高,沥青路面高温低温性能不理想。为此,我国引进了橡胶沥青技术。

当时,橡胶沥青技术在美国已经发展了20年,技术比较成熟。但该技术引进我国后,沥青路面的性能并未得到有效改善,并且部分路面碾压稳定性无法保证。

业界总结道,橡胶沥青技术有三大瓶颈:废胎胶粉规模化生产工艺不成熟、橡胶沥青大规模生产设备和工艺不足、适应国情的橡胶沥青混合料级配构成原理不清楚。当时,橡胶沥青筑路,在业界基本被“判死刑”。

随后就是十年沉寂、无人问津。

2000年,我国南方一座大桥钢桥面铺装遇到了问题。“炽热的阳光把钢桥晒成火炉,铺装的沥青太软,容易产生车辙。”王旭东想到了橡胶沥青技术。他研究后发现,制约橡胶沥青技术的三大瓶颈已经解决了。

于是,他带领团队,尝试在沥青中加入30%的橡胶粉,并攻克相关技术,成功在钢桥面上铺装橡胶沥青,其高温、重交通条件下抗车辙能力非常理想。

以此为起点,王旭东开始“复活”橡胶沥青技术,推动废轮胎“驶向”绿色之路。

当时,橡胶沥青技术在美国和南非已经大规模使用,橡胶沥青的规模化生产成为可能。我国废旧轮胎已达几千万条,轮胎行业开始向交通运输行业求援,希望通过修路来消化一部分轮胎。

2001年,交通部科教司、西部办在交通部西部科技项目中专门立项开展“废旧轮胎胶粉用于筑路的技术研究”。王旭东带领团队开展了为期三年的研究,研发出橡胶沥青筑路成套技术,解决了“能不能用”的问题。

“我国幅员辽阔,气候、地质差异太大,一个区域的成功无法被简单复制到另一个区域。”王旭东说,部公路院又与北京、广东、河北、四川、山东等地联合,根据各地交通运输和气候条件有针对性地开展研究,以解决“怎么用好”的问题。

2007年,橡胶沥青技术被列入交通部《材料节约和循环利用专项行动计划》;2008年,《废胎胶粉沥青及混合料设计施工技术指南》《橡胶沥青及混凝土成套技术》编制出台,大大推动了橡胶沥青技术的发展。

2008年,橡胶沥青技术分别在北京市八达岭高速公路和长安街大修工程中规模化应用,标志着橡胶沥青技术完全成熟,缩短了我国与国际20年的差距,达到了同步发展的状态。橡胶沥青技术,为我国修建绿色、耐久可持续公路,提供了一种可靠、实用的技术路径。


我国橡胶沥青高温抗重载能力更强

国外橡胶沥青技术成熟,那么,是否可以照搬用于国内道路?王旭东给出否定答案。他解释说,国外技术是建立在当地实际情况上,我国道路交通运输量与气候条件有自己的特点,橡胶沥青技术也有所不同。

“橡胶沥青技术,可以起到减薄路面、延长路面寿命、延缓反射裂缝、降低行车噪音等作用,关键在橡胶粉。”王旭东说,废轮胎化学性能没有改变,其主要成分还是天然橡胶和合成橡胶,还有抗氧化剂、抗老化剂。正是这些成分,改善了沥青的高低温、抗老化、抗疲劳性能。

现在,我国轮胎以子午线轮胎为主。但在21世纪初,我国轮胎多是斜交线轮胎,欧美则以子午线轮胎为主。斜交线轮胎与子午线轮胎胶粉黏性有别,所以胶粉掺量也不同。

不仅如此,我国公路运输中重载货车较多,北方大部分区域夏季高温、冬季寒冷,橡胶沥青必须突出高温重载条件下抗车辙能力,兼顾低温抗裂能力。

经过10年的研究,我国橡胶沥青实现国产化。橡胶沥青用于防水黏结层,可以加强路面层间的黏结,加强路面防水,延缓反射裂缝,提高路面抗疲劳性能。橡胶沥青用于路面结构层,选择比国外更粗的粗集料,可以提高高温抗车辙能力。

吉林省交通科学研究所(简称吉林交科所)副所长陈志国经过多年研究,发现橡胶沥青可以在零下36摄氏度条件下不开裂,可以解决季冻区公路部分病害。

技术研发的同时,部公路院还研发了一套胶粉料斗、新型橡胶沥青专用搅拌器、具有自检能力的橡胶沥青反应釜等核心部件。新型设备相较以前的设备更加简单灵活,便于运输和安装;同时,配备了快速加热系统,提高了整套设备的生产能力。

伴随着橡胶沥青技术与拌和设备的发展成熟,吉林交科所、广西交通科学研究院有限公司(简称广西交科院)、天津海泰环保科技发展有限公司(简称海泰环保)等单位,逐步研究橡胶沥青工厂化生产,解决现场生产的不稳定性等问题。

我国橡胶沥青技术,在北京首都国际机场南线高速公路、湖北沪蓉西高速公路、吉林鹤大高速公路等公路工程中得到应用,路面使用效果非常理想。

实践表明,其环保意义十分突出。将废轮胎应用于橡胶沥青路面,消纳量可观。据了解,1公里双向4车道公路,如果在上面层铺设橡胶沥青,则需要使用约100吨橡胶沥青,相当于消耗600条大卡车的废轮胎。


相关标准规范有待完善

“目前,我国橡胶沥青还没有达到大规模应用阶段。”王旭东坦言,橡胶沥青技术标准体系、生产规范等问题还要进一步研究,方能将橡胶沥青应用推上新台阶。

我国至今都没有成熟化的废轮胎回收体系,废轮胎来源不稳定也导致胶粉性能不稳定,影响了橡胶沥青的正常生产。王旭东呼吁,应尽快建立废轮胎回收体系,进一步降低胶粉成本、提高胶粉稳定性。

标准规范对于推广橡胶沥青十分重要。2008年制定行业规范时,国内橡胶沥青生产技术相对落后,部分指标并不完善,给橡胶沥青地方标准制定、工程实践等带来一些问题。同时,近10年间,我国在橡胶沥青的机理、配伍性等方面研究有了新进展,突破了部分旧认识。王旭东表示,他正在带领团队修订《橡胶沥青路面技术规范》等相关规范,让橡胶沥青更规范、更可靠。

不可忽视的是,橡胶沥青在高温生产施工中,会产生异味气体,目前业界取得了一些技术突破。例如, 海泰环保在橡胶沥青生产基地安装蓄能式回收处理装置,广西交科院还对胶粉进行预脱硫处理,都可以解决橡胶沥青在工厂生产时的异味。现场施工中,海泰环保采用减味产品,减少异味的产生。

陈志国指出,橡胶沥青生产若采用中低温拌和工艺,将从源头上减少异味气体的产生,还可以节约能耗。王旭东认同此技术方向,他表示还需要进一步研究其性能指标、工程效果。

王旭东认为,橡胶沥青可以铺设低成本公路的优势尚未充分发挥,我国农村公路建设中可以大量应用橡胶沥青。“白改黑”中用于应力吸收层,新建公路可用于碎石封层,可以降低成本、延长公路寿命。

经过近20年的发展,我国橡胶沥青事业发生了翻天覆地的变化,对橡胶沥青的认识从否定到认可,橡胶沥青产业从无到有,橡胶沥青技术研究从弱到强。这一切,使得一个个滚滚向前的车轮,与路一生相随,驶向绿色未来。

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