橡膠瀝青在道路行業(yè)的應(yīng)用
2021-11-15瀏覽量:1765
概述:
橡膠瀝青最早見(jiàn)于1948年的英國(guó)專利,現(xiàn)代意義的橡膠瀝青混合料始于20世紀(jì)40~60年代的美國(guó),美國(guó)橡膠回收公司首先在20世紀(jì)40年代采用干拌法的生產(chǎn)工藝生產(chǎn)了橡膠粉瀝青混合料。20世紀(jì)60年代,美國(guó)專家首先采用濕拌法的生產(chǎn)工藝生產(chǎn)了橡膠瀝青混合料。自此,國(guó)外的橡膠瀝青生產(chǎn)方法主要分成干法和濕法兩個(gè)體系。此后不久,橡膠瀝青便開(kāi)始應(yīng)用于公路工程建設(shè),并首先在美國(guó)進(jìn)行鋪路試驗(yàn)。
應(yīng)用背景——黑色污染
據(jù)世界環(huán)境衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì),世界廢舊輪胎積存量已達(dá)30億條,并以每年約10億條的數(shù)字增長(zhǎng),其中能夠得到翻新利用的只占15%~20%。。
我國(guó)是世界上第三大輪胎生產(chǎn)國(guó),每年輪胎產(chǎn)量超過(guò)1億條,每年生成的廢舊輪胎達(dá)5000多萬(wàn)條,約1400kt,而每年的處理量只有200kt。
廢舊輪胎堆積如山,容易引起自燃釀成火災(zāi)
黑色污染與資源消耗
大量的廢輪胎造成環(huán)境污染
道路交通事業(yè)的發(fā)展,汽車保有量增加。據(jù)中國(guó)汽車工業(yè)學(xué)會(huì)有關(guān)專家預(yù)測(cè),到2010年我國(guó)汽車保有量將達(dá)到7000萬(wàn)輛。
2005年廢輪胎已達(dá)到1.25億條,約合324萬(wàn)噸。
預(yù)計(jì)2010年將達(dá)到2億條,約合518萬(wàn)噸。
生產(chǎn)改性瀝青需要大量的SBS材料
建設(shè)文明生態(tài)
積極開(kāi)展研究橡膠瀝青,以取代SBS改性瀝青,將可以減少污染,降低資源消耗,屬于資源再生利用, 符合國(guó)家循環(huán)經(jīng)濟(jì),節(jié)能減排的要求,對(duì)建設(shè)生態(tài)文明具有重要意義。
應(yīng)用背景——高性能瀝青路面的需求
溫度穩(wěn)定性的問(wèn)題
泛油,車轍,擁包,推移……
路面耐久性的問(wèn)題
早期損壞,疲勞裂縫……
舊路加鋪
反射裂縫
環(huán)境問(wèn)題
交通噪聲
聚合物改性瀝青
成本高
橡膠瀝青主要用于:
橡膠瀝青的應(yīng)用(一)
橡膠瀝青先后被應(yīng)用于應(yīng)力吸收層(SAM)、應(yīng)力吸收中間層(SMAI)、開(kāi)級(jí)配表層(OGFC)、斷級(jí)配混合料(ARAC-、SMAR)、密級(jí)配混合料中。
橡膠瀝青的應(yīng)用(二)
基于橡膠瀝青耐老化、低溫柔性大、抗反射裂縫、疲勞裂縫和低溫裂縫的能力都特別強(qiáng)的特點(diǎn),國(guó)外研究認(rèn)為,橡膠瀝青在以下三個(gè)領(lǐng)域大有可為:第一是要求行使舒適性、低噪音震動(dòng)的城市快速道路工程;第二是各種結(jié)構(gòu)復(fù)雜、對(duì)面層材料適應(yīng)不均勻變形和應(yīng)力要求高的老、病路面的罩面改造工程;第三是對(duì)厚度有嚴(yán)格限制的罩面工程或新建工程。
橡膠瀝青路面的經(jīng)濟(jì)性分析比較
路面層厚度比較
美國(guó)加利福尼亞州運(yùn)輸部在750個(gè)實(shí)體項(xiàng)目基礎(chǔ)上,經(jīng)加州大學(xué)伯克利分校(土木全美排名第一)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,在《路面設(shè)計(jì)手冊(cè)》中認(rèn)定: 橡膠瀝青應(yīng)力吸收層的防反射裂縫能力相當(dāng)于5cm瀝青混合料。該手冊(cè)同時(shí)確認(rèn),從結(jié)構(gòu)能力(彎拉疲勞)和抗反射裂縫能力(剪切疲勞)等效角度看,橡膠瀝青混合料等效于兩倍厚度的普通瀝青混合料,即1cm橡膠瀝青混合料等于2cm普通瀝青混合料的抗反射裂縫能力。美國(guó)和南非已經(jīng)把該方案寫進(jìn)了應(yīng)用橡膠瀝青路面設(shè)計(jì)的規(guī)范中。本建議方案與原方案的實(shí)際與等效厚度比較如下表:
橡膠瀝青路面的發(fā)展趨勢(shì)和前景
宏觀環(huán)境分析
1、中國(guó)經(jīng)濟(jì)和道路材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)
中國(guó)經(jīng)濟(jì)經(jīng)過(guò)二十多年的改革開(kāi)放,已獲得了持續(xù)的,快速的,大規(guī)模的經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng),其經(jīng)濟(jì)總量排名世界第三,發(fā)展?jié)摿o(wú)可限量。展望未來(lái),新中能勢(shì)必成為全球型的國(guó)際企業(yè)。
改革開(kāi)放以來(lái),中國(guó)道路建設(shè)飛速發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì),從1988年中國(guó)大陸第一條高速公路正式通車到現(xiàn)在,中國(guó)的高速公路建設(shè)取得了舉世矚目的成就?!笆濉逼陂g中國(guó)共建成高速公路2.47萬(wàn)公里,是“八五”和“九五”建成高速公路總和的1.5倍。到2005年底,高速公路總里程達(dá)到4.1萬(wàn)公里,位居世界第二位。根據(jù)交通部最新公布的《國(guó)家高速公路網(wǎng)規(guī)劃》,從2005年起到2030年,國(guó)家將斥資兩萬(wàn)億元,新建5.1萬(wàn)公里高速公路,使中國(guó)高速公路里程達(dá)到8.5萬(wàn)公里,從這組數(shù)字來(lái)看,道路新材料產(chǎn)業(yè)無(wú)論是國(guó)內(nèi)市場(chǎng)還是國(guó)外市場(chǎng),都占有舉足輕重的地位。
截至2007年底,全國(guó)公路總里程達(dá)345.70萬(wàn)公里,比上年末增加11.18萬(wàn)公里。全國(guó)公路總里程中,國(guó)道13.34萬(wàn)公里,省道23.96萬(wàn)公里,縣道50.65萬(wàn)公里,鄉(xiāng)道98.76萬(wàn)公里,專用公路5.80萬(wàn)公里,村道153.20萬(wàn)公里,分別占公路總里程的3.9%、6.9%、14.7%、28.6%、1.7%和44.3%。
2007年全國(guó)交通固定資產(chǎn)完成投資7383.82億元,比上年增加938.78億元,同比增長(zhǎng)14.6%,增速回落6.7個(gè)百分點(diǎn),比全社會(huì)固定資產(chǎn)投資增速低9.4個(gè)百分點(diǎn)。
2、國(guó)內(nèi)政策
在十七大報(bào)告中強(qiáng)調(diào)要完善有利于節(jié)約能源資源和保護(hù)生態(tài)環(huán)境的法律和政策,加快形成可持續(xù)發(fā)展體制機(jī)制。落實(shí)節(jié)能減排工作責(zé)任制。開(kāi)發(fā)和推廣節(jié)約、替代、循環(huán)利用的先進(jìn)適用技術(shù),發(fā)展清潔能源和可再生能源。中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展強(qiáng)勁,道路材料業(yè)蓬勃發(fā)展,隨著加入WTO的進(jìn)一步深化,全球經(jīng)濟(jì)一體化給我公司的發(fā)展壯大提供了新的契機(jī),能源的再次利用、路面材料環(huán)?;钦麄€(gè)中國(guó),乃至整個(gè)世界的發(fā)展趨勢(shì)。
3、改性瀝青市場(chǎng)需求預(yù)測(cè)和需求現(xiàn)狀分析
專家介紹,“十一五”期間,國(guó)內(nèi)改性瀝青用量將會(huì)成倍放大。一是高速公路目前已全部采用改性瀝青;二是許多高等級(jí)公路也將采用;三是城市改擴(kuò)建中包括改性瀝青在內(nèi)的高性能瀝青將會(huì)越來(lái)越多地派上用場(chǎng)。國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)字表明,今年上半年,中國(guó)瀝青表觀消費(fèi)量達(dá)到768.5萬(wàn)噸,專家預(yù)計(jì),全年將達(dá)到1500萬(wàn)噸,其中改性瀝青產(chǎn)量將達(dá)到700萬(wàn)噸,如果以平均每噸5000元價(jià)格計(jì)算,市場(chǎng)容量將達(dá)到400億元。實(shí)際上,“十一五”期間將是中國(guó)道路發(fā)展更快的時(shí)期,預(yù)計(jì)國(guó)家將新建公路38萬(wàn)公里,其中包括高速公路2.4萬(wàn)公里,其中新建公路將比“十五”期間多增加13萬(wàn)公里。如果再加上大規(guī)模城市改擴(kuò)建,未來(lái)五年平均每年的市場(chǎng)容量將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)400億水平。
同樣假如橡膠瀝青能占領(lǐng)到5%的市場(chǎng)份額,則每年需要橡膠瀝青35萬(wàn)噸,約20億的市場(chǎng)容量。
A、目前國(guó)內(nèi)的改性瀝青仍以SBS為主,其較好的耐高溫性,大量用于各地區(qū)的道路工程中。不過(guò),此產(chǎn)品目前是處于鼎盛的成熟期,在全國(guó)各地均有銷售,所以競(jìng)爭(zhēng)較為慘烈,且利潤(rùn)空間極低(利潤(rùn)100元/噸左右)。另隨著國(guó)際原油價(jià)格的不斷上漲,SBS(聚合物)也跟著上漲了近2倍,所以造成了目前SBS改性瀝青的價(jià)格大幅上漲,超出了公路業(yè)主的初期預(yù)算成本。根據(jù)國(guó)外幾十年的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),橡膠瀝青其耐高溫性能不比SBS的差,并且其獨(dú)特的抗低溫裂縫、抗水損壞、路面降噪等特性是普通SBS不能比擬的,故橡膠瀝青必將成為替代SBS的首選產(chǎn)品。
B、橡膠瀝青在中國(guó)處于發(fā)展初期,國(guó)家還沒(méi)有制定出相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),推廣難度較大同時(shí)也是很好的機(jī)遇。
C、橡膠瀝青因?yàn)槠渚哂休^低的成本價(jià)格,所以目前全國(guó)各省內(nèi)都有相關(guān)企事業(yè)單位在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)工作并取得初步成功經(jīng)驗(yàn)。(其中較為突出的是江蘇省、廣東省、四川省、遼寧省、安徽、貴州等,分別成立有經(jīng)營(yíng)公司與實(shí)驗(yàn)道路施工。)
橡膠瀝青在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用
目前,橡膠改性瀝青在道路行業(yè)的應(yīng)用已成燎原之勢(shì),在上海、廣東、山東、河北、貴州、四川等地都有應(yīng)用。