5月上旬,沈佳高鐵沈白段鋪軌收官。在這段長白山區,為應對最低零下40℃的極寒,由江蘇團隊研製的“橡膠改性瀝青”用於其中3300米的防水封閉層建造。就在同時,上海松江區滬松路完成了1萬平米新型道路養護鋪設,運用了同樣的“橡膠改性瀝青”。
從雄安新區長壽命路面到環青海湖騎行環線,不論繁忙都市還是高寒高海拔極端場景,這種用廢舊輪胎橡膠融入瀝青正以穩定的性能被業界接受,累計鋪設驗證性路面超100公里。
東南大學交通學院特種瀝青鋪面技術中心主任陳先華介紹,經過充分驗證,這項新材料正加速邁入産業化階段,變廢舊輪胎為更環保、更長效的交通基礎設施,已成為行業發展方向。
橡膠改性瀝青鋪裝的青海湖環湖公路路面
每年報廢舊輪胎超3億條,能否“變廢為寶”?
交通設施對安全性、可靠性要求極高。這種新式橡膠路面由江蘇中宏環保科技有限公司聯合東南大學、上海交通大學等高校科研團隊共同研製。2017年起,高校團隊每年測試1萬餘組試件,企業投入千萬級研發經費,經歷小試、中試、大試和四輪技術迭代,目前已形成年均30萬噸的廢舊輪胎處理産能。
這一切都是從為廢舊輪胎找出路開始的。
我國廢舊輪胎年産生量超過3億條,折合重量達1000萬噸,年産生量還在以6%至8%的速度增長。“廢舊輪胎越積越多,一邊是環保難題,一邊又像是放錯位置的資源。尋找解決方案越來越迫切。”中宏環保董事長俞麟回憶。
當時,廢舊輪胎固廢堆棄、土法煉油和非法焚燒排放,給環境造成嚴重破壞,成了一道世界性難題。
20世紀60年代,通過加工處理廢舊輪胎得到的膠粉,融入基質瀝青,用以製備橡膠瀝青,開始被一些國家應用於修築材料中。
上海交通大學化學化工學院研究員王仕峰團隊承擔了科技部《廢橡膠綠色功能化回收利用》課題,他介紹,廢舊輪胎其實“全身是寶”。其中“天然橡膠”自癒合性好,使公路“返老還童”,所含“炭黑”還能增加路面強度。
優異的材料性能吸引了中石化、寶利國際等頭部企業佈局。一直以來,國際主流的製備工藝是將輪胎粉碎,作為一種彈性填充料,直接加入瀝青再高溫融合。
但異味揮發、結合不牢等難題始終制約了廢舊輪胎再利用的全面鋪開。如今,新一代橡膠路面被廣泛驗證,正在重寫這項工藝。
陳先華解釋,新材料好比將輪胎顆粒從“咖啡豆”升級成“速溶咖啡”,更充分地融入瀝青這杯“水”中,充分發揮出性能。與過去相比,新技術路線對廢舊輪胎橡膠的消納力提升了一倍。
處理廢舊輪胎變粗放粉碎為精細化工,江蘇團隊提出“中國方案”
傳統工藝裏,輪胎顆粒與瀝青的高溫融合非常粗放,帶來煙塵和刺激性氣味,成了新的污染源。業主單位反映:“鋪上道路,由於複合材料融合不充分,還導致重新分層,更影響了耐久和安全性,增加了養護成本。”
步入中宏環保位於江蘇江陰的製備車間,不再是“高溫蒸烤”“刺鼻異味”。
“不是‘粗放粉碎’,而是一場‘精細化工’。我們針對不同化學反應,精準控制生産溫度,在全密封環境下,將廢輪胎橡膠‘靶向性’斷硫、有序釋放功能成分,再與瀝青乳化融合。”技術總監朱亞琴介紹,該方案有效解決了生産污染和材料離析分層等問題,新材料目前已在全國16個省份鋪設超過50個路面項目。
施工中的橡膠瀝青路面
南京現代綜合交通實驗室跟蹤檢測顯示,由這種高粘韌橡膠改性瀝青鋪裝的路面,其功能壽命從傳統路面的5年提升至10年,預計結構層可使用25年;在雨天幾乎無積水,顯著提升抗滑系數和抗噪音性能。
更多綜合效益也在顯現。經進一步測算,五年養護成本降低62%,每百公里鋪裝節省成本2000萬元,預計全生命週期碳排放減少38%。
到高寒、高強度、高標準場景中驗證,該方案被用於高鐵、雄安新區建設
橡膠改性瀝青應用於高鐵防水封閉層
雄安新區著眼“千年大計”,注重耐久可靠,新一代橡膠改性瀝青鋪設的榮烏高速預計“15年不用小修、20年不用大修,其它結構層使用40年以上”;環青海湖公路注重自行車騎行的舒適度,新材料鋪設罩面層用於改善道路防滑性能;陜甘界支黨河大橋提出較高的安全系數,新材料幫助提升橋面抗拉伸、抗裂能力;在新疆克拉瑪依,新材料要經受極端環境的考驗,在G30、G216等路段,他們順利通過了溫差極大的四季寒暑驗證……
前沿領域的技術積澱,正助推新技術的規模化應用。《交通強國建設綱要》提出,由依靠傳統要素驅動向更加注重創新驅動轉變,構建安全、便捷、高效、綠色、經濟的現代化綜合交通體系。
近年來,江蘇、浙江等省份陸續開啟的“建養一體化”道路建設可持續路徑探索,催生建設單位對長壽命路面技術的需求;新修訂的國家標準GB/T 13460-2025《再生橡膠通用規範》則針對路用橡膠改性瀝青等前沿領域,對生産端的污染控製作出了嚴格規範,將於今年10月1日起實施。
相關研報預測,今年橡膠瀝青行業將邁入“量質齊升”階段,國內橡膠瀝青市場整體規模將突破600億元,2030年將達千億級。(昭君)
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