橡胶混凝土为废旧轮胎资源化利用开辟新渠道

据世界可持续发展工商理事会轮胎工业项目的报告显示，全球每年产生10亿条废旧轮胎，目前全世界约有40亿条废旧轮胎被丢弃或闲置。2021年，我国机动车保有量达到4亿辆，已居世界第一位。与此同时，废旧轮胎的产生量和堆存量也逐年攀升，仅2020年我国废旧轮胎产生量高达1390万吨。

废旧轮胎回收利用大有提升空间

我国废旧轮胎的回收利用率与发达国家相比，还有较大的提升空间。废旧轮胎属于工业有害固体废弃物，被称为“黑色污染”，其回收利用属世界性难题。将废旧轮胎堆存于露天，或者焚烧、填埋，不仅占用大量土地资源，而且容易滋生病菌、传播疾病，甚至诱发危险，破坏生态环境。

经过多年的发展, 我国废旧轮胎综合利用行业已形成轮胎再制造、再生橡胶、胶粉及废旧轮胎裂解等主要业务板块，极大缓解了我国橡胶资源短缺的困境。胶粉生产是国际公认的废旧轮胎资源化、无害化的加工利用方法。在混凝土中掺入橡胶粉等体积代砂，制成橡胶混凝土（Crumb Rubber Concrete，CRC），既可对废旧轮胎进行高附加值利用，又可提高混凝土的抗裂、抗折、抗拉、耐磨、抗滑等多方面性能，不仅如此，橡胶混凝土在减振、降噪方面也显示出卓越性能，适用于道路工程。

水泥混凝土路面经济环保

在经济发达的国家和地区，从全寿命周期成本、地方资源利用和环境保护角度考虑，水泥混凝土路面被广泛用于高等级重载交通的道路建设中。在韩国，超过60%的高速公路采用了水泥混凝土路面，美国、澳大利亚等国家和地区将配筋混凝土路面作为重载交通长寿路面的首选，日本将水泥路面作为道路发展的基本方针，并作为路面使用寿命成本最小化和解决热岛效应的对策。

我国的水泥产量稳居世界第一，2021年全国水泥产量为23.63亿吨，占世界总产量的54.8%。水泥作为混凝土路面的重要原材料，材料供应稳定。水泥混凝土路面坚固耐用，能适应现代高速、重载而繁密的汽车运输的要求，养护维修费用也少。水泥混凝土路面的使用带来了巨大的经济效益和社会效益，所以公路建设中应大量使用水泥混凝土路面。

橡胶混凝土有望解决多种弊端

与沥青路面相比，水泥混凝土路面具有刚度大、扩荷能力强、稳定性好、使用寿命长、施工简单、高效利用地方资源等优点，但水泥混凝土路面也存在接缝多、行车舒适性差、易造成视觉疲劳、早期开裂（断板）等缺点。这些缺点制约着水泥混凝土路面的广泛应用。

将橡胶混凝土用于公路建设，有望解决水泥混凝土路面的多种弊端。挖掘橡胶混凝土的路用性能，不仅可以改善水泥混凝土路面的力学性能和使用性能，而且利于环境保护，同时降低对国外沥青资源的依赖性，促进我国道路建设事业的发展。

国外橡胶混凝土的研究始于20世纪80年代末，并于90年代初开始发表研究成果。国内学者在90年代末开始研究橡胶混凝土，取得了系列研究成果，并在道路、房建等方面取得了初步的应用。依托国家自然科学基金的资助（项目编号51868063），笔者带领研究团队开展了季冻区高性能橡胶混凝土路面结构的损伤机理及力学响应的研究，课题组系统研究了橡胶混凝土的基本强度及变形特征，涉及抗压、弯拉、劈裂、抗疲劳、抗冲击、耐磨、抗腐蚀离子侵蚀等方面，并提出了橡胶混凝土路面的设计方法。

橡胶混凝土路用性能优越

橡胶混凝土用于道路工程有助于在公路建设中充分利用地方优势资源，提高水泥混凝土路面的使用性能，实现交通可持续发展。

与普通混凝土相比，橡胶混凝土的抗裂性、塑性、韧性、耐磨、抗疲劳、抗冲击、降噪和抗冻均得到改善，路用性能优越。但橡胶表面的憎水性弱化了橡胶与水泥基的界面连接性能，导致混凝土抗压、抗拉、抗弯强度降低，一定程度限制了路用橡胶混凝土的应用与发展。令人欣喜的是，利用橡胶表面改性剂、添加活性掺和物等物理方法及化学方法有针对性地改善橡胶混凝土性能，可以弥补橡胶混凝土的缺点，并将大力推动橡胶混凝土的工程应用。

封面来源：图虫创意