变废为宝：橡胶沥青认识一下- 大数跨境

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变废为宝：橡胶沥青认识一下

科学出版社

2022-12-06

导读：书中详细介绍了橡胶沥青桥面防水封层、橡胶沥青黏结层、橡胶沥青应力吸收层和橡胶沥青混合料在炎热区、严寒区的工程应用，以及橡胶沥青连续密级配混合料、橡胶沥青间断级配混合料和温拌橡胶沥青混合料路面的设计施工

近年来，随着我国经济水平的提高，汽车的生产量和保有量大幅增加。与此同时，废旧轮胎的回收与处理引发众多关注。据不完全统计，2019 年我国废旧轮胎的数量达到了3.3 亿条，位居世界第一，且数量仍在增加。然而我国的废旧轮胎回收率却不足 50％，已经面临发达国家早期遇到的大量废旧轮胎的处理问题。

废旧轮胎具有很强的抗热、抗机械、耐腐蚀性，极难降解 (在自然状态下数十年，甚至数百年都难以降解)。早期通常通过露天堆存或掩埋的方式来处理这些废旧轮胎，不仅需要占用大量的土地，而且极易滋生蚊虫，传播疾病，危害人类健康。同时，长期大量堆积的废旧轮胎在阳光的照射下极易自燃，燃烧后将产生二英、呋喃及其他短期内难以消散的有机污染物，以及镍、铅等重金属污染物。由此可见，传统处理方式如掩埋、堆积及焚烧，都会造成二次污染。人们期望找到一种可以无害化、资源化利用废旧轮胎的方法，但是目前废旧轮胎的回收与处理仍是世界性的技术难题，也是环境保护亟待解决的难题。

▲图片来源：pexels

废旧轮胎属于一种资源，含有许多可以改善沥青性能的成分，将废旧橡胶轮胎制成橡胶粉是国际上公认的废旧轮胎资源化利用和无害化处理的方法。废旧轮胎的主要成分是天然橡胶和合成橡胶 (如丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶等)，此外还包含炭黑、硫、氧化铁、氧化硅、氧化钙等添加剂成分。橡胶和沥青都是高分子有机类材料，有较好的亲和性，废旧轮胎中的这些成分大多可以作为性能优良的沥青改性剂，改善沥青的多种路用性能，同时可以减少路面厚度、提高路面寿命、降低路面噪声等。因此，把废旧轮胎用于沥青路面，不但能够很好地解决废旧轮胎的处理问题，而且可以改善沥青路面材料的使用性能、降低改性沥青的成本，具有非常显著的经济效益和社会效益，是筑养路行业的一项绿色环保技术。

▲干法工艺制备橡胶沥青

▲湿法工艺制备橡胶沥青

▲橡胶沥青的溶胀改性机理

▲橡胶沥青扫描电镜图片

然而，由于缺乏经验和规范性的系统要求，橡胶沥青技术在试验仪器、试验方法、生产工艺、评价指标以及橡胶沥青混合料的组成设计、施工技术及质量控制等方面还处于探索阶段。

▲图片来源：pexels

《橡胶沥青及公路工程应用》以橡胶沥青材料为研究对象，介绍了橡胶沥青的定义、起源、作用机理及发展历程；阐述了橡胶粉及橡胶沥青生产设备的标准组成和规范生产工艺；建立了橡胶沥青生产过程动态质量监控模型、生产质量预警系统和生产质量预测模型；特别关注了成本低廉的粗颗粒橡胶沥青的公路工程应用；介绍了不同用途的橡胶沥青设计方法、试验仪器、试验方法、生产工艺和橡胶沥青评价体系；探索了将橡胶沥青胶结材料广泛应用于桥面防水封层、应力吸收层及混合料路面工程的可行性，并详细介绍了由此形成的橡胶沥青桥面防水封层、橡胶沥青应力吸收层、橡胶沥青混合料路面、温拌橡胶沥青路面以及特殊气候区域的橡胶沥青混合料的设计方法、施工工艺和施工质量控制技术；提出了便于公路施工现场操作的、更适用于橡胶沥青这种固液两相体材料的完整的橡胶沥青评价体系。该评价体系既适用于粗颗粒胶粉形成的橡胶沥青，也适用于细颗粒胶粉形成的橡胶沥青，并经数十个公路实体工程验证了正确性和工程实用性，为我国今后大面积开展橡胶沥青应用奠定了基础。

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橡胶沥青及公路工程应用

杨人凤, 王铁庆, 姚泽琛著

北京：科学出版社

ISBN 978-7-03-073153-1

责任编辑: 杨丹

内容简介

本书介绍了橡胶沥青的定义、起源、作用机理及发展历程；研究了橡胶沥青试验方法、试验仪器和评价指标；阐述了橡胶粉加工及橡胶沥青生产的相关设备、工艺，建立了橡胶沥青生产过程动态质量监控模型；分析了橡胶沥青特性随胶粉目数、胶粉掺量、发育温度、发育时间等关键参数的变化规律；探索了橡胶沥青公路工程应用的可行性和优越性。书中详细介绍了橡胶沥青桥面防水封层、橡胶沥青黏结层、橡胶沥青应力吸收层和橡胶沥青混合料在炎热区、严寒区的工程应用，以及橡胶沥青连续密级配混合料、橡胶沥青间断级配混合料和温拌橡胶沥青混合料路面的设计施工成套技术和工程应用实例。

本书可供道路建材、防水材料、公路工程领域科研人员和工程技术人员阅读和参考，也可供大专院校相关专业师生使用。

目录速览

前言

第1章绪论1
1.1橡胶沥青起源1
1.2橡胶沥青制备1
1.3我国橡胶沥青技术研究现状3
第2章橡胶沥青的作用机理与技术特性6
2.1橡胶沥青的作用机理6
2.1.1物理改性6
2.1.2化学改性7
2.1.3网络填充学说8
2.2橡胶沥青的技术特性9
第3章橡胶沥青试验方法及性能评价体系12
3.1试验仪器12
3.1.1橡胶沥青制备仪器12
3.1.2橡胶沥青性能检测仪器16
3.2试验方法19
3.2.1实验室制备方法19
3.2.2手持式黏度试验方法20
3.2.3锥入度试验方法21
3.2.4回弹恢复试验方法22
3.2.5软化点试验方法23
3.2.6测力延度试验方法23
3.3橡胶沥青性能评价体系24
3.3.1橡胶沥青针入度和锥入度对比25
3.3.2橡胶沥青弹性恢复和回弹恢复对比37
3.3.3橡胶沥青性能评价体系建议45
第4章橡胶沥青生产47
4.1橡胶轮胎选材47
4.1.1轮胎分类47
4.1.2轮胎规格48
4.1.3轮胎结构48
4.1.4轮胎的特点及发展趋势49
4.1.5橡胶改性沥青所用轮胎50
4.2橡胶粉生产工艺51
4.2.1常见的橡胶粉生产工艺51
4.2.2橡胶沥青用胶粉加工工艺51
4.2.3橡胶粉目数52
4.3橡胶粉生产设备54
4.3.1废旧轮胎切割设备55
4.3.2胎面胶切条或切块设备56
4.3.3胎面胶粉碎设备56
4.3.4橡胶粉筛分设备57
4.3.5橡胶粉去除残余钢丝装置59
4.3.6橡胶粉去除纤维装置59
4.3.7美国橡胶粉生产线59
4.4橡胶粉质量控制与检测60
4.4.1橡胶粉质量控制60
4.4.2橡胶粉质量检测61
4.5橡胶沥青生产工艺64
4.6橡胶沥青生产设备65
4.6.1生产设备基本组成及工作原理65
4.6.2美国VSS橡胶沥青生产设备77
第5章橡胶沥青生产质量控制技术78
5.1橡胶沥青生产质量实时在线监控系统组成及功能78
5.2橡胶沥青生产质量实时在线监控系统控制模型79
5.2.1HOPLS算法80
5.2.2基于HOPLS算法的监控系统控制模型建立82
5.2.3仿真分析与试验验证84
5.2.4橡胶沥青关键生产参数动态质量控制范围87
5.3橡胶沥青生产质量实时在线监控系统的特点88
第6章橡胶沥青公路工程应用91
6.1橡胶沥青桥面防水封层技术94
6.1.1桥面铺装层病害成因94
6.1.2桥面防水层类型及性能对比95
6.1.3桥面防水封层设计98
6.1.4桥面防水封层黏结剂生产及质量控制要点108
6.1.5桥面防水封层施工110
6.2橡胶沥青层间黏结技术112
6.2.1层间黏结剂性能影响因素的试验研究112
6.2.2层间黏结剂设计116
6.2.3层间黏结剂生产工艺研究122
6.3橡胶沥青应力吸收层工程123
6.3.1项目概况124
6.3.2应力吸收层试验大纲124
6.3.3应力吸收层黏结剂设计124
6.3.4应力吸收封层黏结剂生产工艺129
6.4连续密级配橡胶沥青混合料工程130
6.4.1术语定义130
6.4.2连续密级配橡胶沥青混合料试验段工程130
6.4.3连续密级配橡胶沥青混合料AR-AC13设计131
6.4.4AR-AC13混合料试验段铺筑136
6.4.5试验段路面检测137
6.4.6试验段总结139
6.5间断级配橡胶沥青混合料工程140
6.5.1术语定义140
6.5.2项目概况及气候特征141
6.5.3严寒区对沥青混合料胶结材料的性能要求141
6.5.4抗严寒沥青混合料胶结材料设计143
6.5.5抗严寒橡胶沥青混合料设计156
6.5.6抗严寒橡胶沥青混合料试验段铺筑173
6.5.7实体工程跟踪观测178
6.5.8用于严寒区的橡胶沥青与其他改性沥青混合料路用性能对比分析179
6.5.9SMRA-13粗颗粒橡胶沥青混合料效益分析181
6.6温拌橡胶沥青混合料技术183
6.6.1工程概况183
6.6.2胶结材料设计183
6.6.3温拌橡胶沥青设计229
6.6.4温拌橡胶沥青混合料设计250
6.6.5温拌橡胶沥青SMA路面施工的节能减排分析257
参考文献259

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