Использование резиновой крошки от утилизации шин: бизнес по производству резиновой крошки

Содержание

Понимание различных применений утилизации шин

Наступил день, к которому стремились экологи! Большие успехи были достигнуты в использовании переработанных шин. В этой статье будет описано оригинальное использование переработанных шин в следующих областях:

  • спортивный
  • поиск топлива
  • транспорт
  • ландшафтный дизайн
  • дизайн детской площадки
  • строительство шоссе

СПОРТ — Переработанные покрышки используются в качестве покрытия для газонов на футбольных и футбольных полях. В будущем на этих покрытиях будут играть команды NFL, NCAA и Major League Soccer. Это окажет большое влияние на игры, поскольку эти газоны обеспечивают большую амортизацию. В результате прогнозируется повышение производительности игроков и уменьшение количества спортивных травм.

ТОПЛИВНЫЙ ИСТОЧНИК — Топливо, полученное из шин, известное как TDF, представляет собой альтернативный источник энергии, получаемый путем переработки шин в топливную стружку. TDF генерирует больше энергии, чем уголь и древесина, с меньшими остатками сгорания и меньшими затратами. TDF используется в качестве топлива в котлах на целлюлозно-бумажных комбинатах и ​​в электроэнергетике. Фактически, Liberty Переработка шин теперь делает достаточно TDF для удовлетворения всех электрических потребностей города около 150,000 XNUMX человек.

ТРАНСПОРТ – Резиновая крошка используется в новых композитных шпалах для железнодорожных путей. Они заменяют старый креозот и консервированные галстуки из твердой древесины. Новые опоры служат дольше, выдерживают большие нагрузки и способствуют увеличению скорости движения поездов. Например, проекты Chicago Transit Authority, которые с помощью новых опор позволят их Blue Line доставить пассажиров домой быстрее, чем когда-либо. Вместо того, чтобы путешествовать в 15 милях в час, поезд будет делать 70 миль в час!

ЛАНДШАФТНЫЙ ДИЗАЙН — Шины перерабатываются в декоративный ландшафт мульчирование материал. Резиновая мульча безопаснее камня и дерева для детей, домашних животных и растений.

ДИЗАЙН ПЛОЩАДКИ — Коврики и плитка для детских площадок изготавливаются из переработанной резиновой крошки. Эти поверхности мягче и гибче, чем обычная резина, и лучше защищают от падений. Поверхности из маленьких резиновых самородков укладываются на глубину 6 дюймов. Эти коврики защищают детей от травм при падении с оборудования высотой до 12 футов.

ШОССЕ СТРОИТЕЛЬСТВО — Сейчас дороги вымощены прорезиненным асфальтом. Этот материал обеспечивает более тихую езду и более долговечен, чем обычный асфальт.

ВЫГОДЫ ПЕРЕРАБОТКИ ШИН ДЛЯ БИЗНЕСА И ПОТРЕБИТЕЛЕЙ


Каталог изделий из вторичного каучука — этот ресурс — золотая жила для получения изделий из переработанного каучука. Предприятия и потребители могут приобретать товары у перечисленных компаний. В каталоге есть контактная информация, включая номера телефонов и адреса веб-сайтов.

КАК БИЗНЕС МОЖЕТ СОДЕЙСТВОВАТЬ ПЕРЕРАБОТКЕ ШИН

  1. Складские канцелярские товары из переработанной резины, продаваемые Green Earth Office Supply.
  2. Обеспечьте комфорт сотрудников с помощью противоустаточных ковриков New Pig Corp.
  3. Приобретайте ручки, карандаши и рекламные товары в компании Rainbow Environmental Products.
  4. Получите коврики для мыши, предоставленные компанией Recycled Products.
  5. Используйте внутренние и наружные полы для оживленных офисных помещений, предлагаемые компанией Flexco Corporation.
  6. Встречайте сотрудников и клиентов у дверей с помощью промышленных прочных ковриков, имеющихся в наличии у RC Musson Rubber Co., Inc.
  7. Получите ландшафтную кору от компании Rubber Bark.
  8. Получите систему утилизации шин, связавшись с ECO Green Equipment. Они являются мировым поставщиком и установщиком индивидуальных систем утилизации. Это оборудование производит TDF, а также резиновую мульчу, стружку, крошку и порошок.

КАК ПОТРЕБИТЕЛИ МОГУТ ПОДДЕРЖАТЬ УТИЛИЗАЦИЮ ШИН

  1. Купите рюкзак своего ребенка в магазине Green Earth Office Supply.
  2. Украсьте свой сад цветной резиновой ландшафтной мульчей, предоставленной American Rubber Technologies, Inc.
  3. Танцуйте всю ночь напролет в обуви с подошвой из резиновой крошки, которую продает Authentic Flat Tire Footwear.
  4. Приобретайте мячи для гольфа в компании Recycled Products.
  5. Приглашайте людей в свой дом с резиновыми ковриками у входа, предоставленными RB Rubber Products.
  6. Устраивайте свои собрания с подставками для чашек от компании Recycled Products.
  7. Приобретайте сумки и портфели в Green Earth Office Supply.
  8. Приобретите товары для дома в компании RubberForm Recycled Products, LLC.
  9. Купите сандалии, сумки, ремни, зеркала и журнальные столики в Splaff Flopps.
  10. Купите кошельки в Used Rubber USA.
  11. Включите переработанные шины в свой рождественский список.

К счастью, захоронение резиновых покрышек в США осталось в прошлом. Экологи поощряют нас использовать переработанные продукты. Это отличное движение! Давайте сделаем это ради наших детей, нашей планеты и самих себя.

Методы утилизации шин, утилизация покрышек, резиновая крошка

На естественное разложение резины уходит 150 лет. За эти годы старые покрышки засоряют экологию, нарушают целостность экосистемы в местах складирования. Со временем их залежи сжигают, что наносит еще больше вреда окружающему миру. Некоторые люди пытаются собственными усилиями справиться с проблемой, дав вторую жизнь резиновым изделиям. Садоводы делают из них цветники, декоративные элементы.

Современные методы утилизации

По всей России открываются заводы, предлагающие не только решить проблему, но и использовать покрышки и другие изделия повторно. Утилизация шин предполагает переработку в безопасные материалы, в основном в резиновую крошку. Ее активно применяют в быту. Процедура предполагает задействование сложных автоматизированных комплексов. Сначала материал измельчают на куски до 50 см. С помощью второй машины они становятся размером в 2 см.

Происходит отделение металлического корда. Для этого подвешивают магнит, притягивающий металлический мусор. Он сдается другим предприятиям для переработки. После резину превращают в пыль. В результате получают резиновую крошку с разным размером фракций.

Где используют резиновую крошку

Готовый продукт переработки используют в разных сферах. Резиновая крошка купить которую легко по невысокой цене, может использоваться в качестве строительного материала. Из нее делают асфальт, покрытие на детских, спортивных, вертолетных площадках. Актуально использование и для парковок.

Бесшовное покрытие целесообразно применять и для обустройства пешеходных зон, входов и лестниц. Часто используют сырье с размером гранул 2-4 мм. Цветные плиточные изделия – второй по популярности продукт. Их делают с двумя слоями. Чем крупнее крошка, тем тверже покрытие.

Сфера использования зависит и от вида резиновой крошки. Ее делают кубовидной, в виде стружки или рваной. Первый тип позволяет получить более жесткие изделия за счет уменьшения количества пустот. Вторая имеет стоимость в несколько раз меньше, чем кубовидная. Актуальна для изготовления подложек. Рваная нужна для изготовления мягких изделий.

Куда сдать шины — методы утилизации

Утилизация покрышек предполагает приемку резины:

  • от легковых и грузовых автомобилей;
  • шипованной;
  • спецтехнической;
  • велосипедной и мотоциклетной.

Отдельно перерабатывают пневматические шины для легковых автомобилей. Сдать сырье можно в специальный пункт бесплатно или за деньги. Иногда процедуру осуществляют организации, которые занимаются защитой природы. Автолюбители стали чаще задумываться об улучшении экологии, поэтому услуга стала пользоваться спросом.

Линия по переработке шин в резиновую крошку (модель MD 560) Б/У

Полуавтоматическая линия по переработке шин всех типов (до 1200 мм) в резиновую крошку (300-500 кг. резиновой крошки и резиновой пудры размером 10-30 меш на выходе в час). Персонал: 4-6 человек (из них 1 постоянно работает на выдергивателе и 1 на резаке целых шин). Площадь и рекомендуемые размеры помещения 500 кв. м, высота — 6 м, ширина — 15 м, длина — 30 м. Установочная (общая) электрическая мощность 400 кВт

мЛиния по переработке шин в резиновую крошку MD 560 — полуавтоматическая линия, спроектированная для переработки шин всех типов, в том числе со смешанным типом корда (резина, металл, текстиль). Получаемая продукция (резиновая крошка) по качеству и соотношению фракций идеально подходит для дальнейшего использования практически во всех отраслях, так или иначе связанных либо потребляющих резиновую крошку.

Производительность 300-500 кг. в час резиновой крошки и резиновой пудры размером 10-30 меш на выходе.

Степень очистки от стали не менее 99%
Степень очистки от текстиля не менее 95%

Площадь и рекомендуемые размеры помещения 500 кв. м, высота — 6 м, ширина — 15 м, длина — 30 м.
Рабочая температура в помещении (используется водяная система охлаждения) не ниже 0° С
Установочная (общая) электрическая мощность 400 кВт

Комплектность поставляемой линии:
— Выдергиватель серии LS 1200

— Резак целых шин CJ1200
— Ленточный конвейер Т80
— Дробилка ZPS800
— Ленточный конвейер Т70
— Вальцы ХКР560
— Большое вибросито с малым циклоном
— Малое вибросито
— Ленточный конвейер Т50
— Ленточный конвейер Т50
— Ленточный конвейер Т50
— Магнитные ловушки 600
— Воздушный конвейер
— Большой циклон
— Воздушный конвейер и бункер

Персонал: 4-6 человек (из них 1 постоянно работает на выдергивателе и 1 на резаке целых шин)

Порядок работы:
Для переработки используются различные тины размером до 1200 мм. Все операции взаимосвязаны и составляют единый неразрывный технологический процесс. Первый этап — выдергивание металлокорда. Затем шина разрезается на 2—4 (или более) части на специальном станке и ленточным транспортером загружается в дробилку для дробления на чипсы 30-80 мм. Полученные чипсы додрабливаются на вальцах. Выходящая после дробления резиновая крошка проходит сепарацию на магнитном сепараторе, вибростолах и циклонах, для удаления частичек оставшегося металлокорда и текстиля. Затем проводится окончательное дробление резиновой крошки и последующее сепарирование. Размер частицы резины на этом цикле составляет 2-5 мм.

Выдергиватель серии LS 1200:

Мощность

Размер шин

Ход поршня

Усилие

Размер (Д х Ш х В)

Вес

11 кВт

до 1200 мм

1200 мм

13 тон

3 х 0.8 х 1,5 м

1500 кг

Применение
Удаление металлокорда из радиальных шин с диаметром менее или равным 1200 мм.
Порядок работы:
Крюк, помещенный на полозья с колесиками, будет двигаться вперед благодаря усилию большого поршня до появления крюка в крестовидной прорези стальной подушки. Затем поместите шину в приемник вертикально и с помощью подъемного столика поднимите и повесьте на крюк. Затем, с помощью пресса прижимного поршня зафиксируйте металлокорд. Затем включите обратный ход большого поршня (при этом шина прижмется к обратной стороне стальной подушки). Дождитесь полного извлечения металлического корда. Повторите процедуру со 2 стороной шины.
Технические характеристики:

Выдергиватель выглядит как единая монолитная машина, может быть быстро установлен и обеспечить стабильное выдергивание металлокорда с высокой скоростью и высокой эффективностью.

Установка и обслуживание:
Выдергиватель может быть размещен на любой ровной поверхности и самостоятельно, без необходимости креплеиия ножками (винтами)

Резак целых шин СJ1200:

Мощность

Размер шин

Размер (Д х Ш х В)

Вес

5,5 кВт

650-1200 мм

0,7 х 1,2 х 1,2 м

1500 кг

Она может быть применена для резки всех видов резиновых блоков и полос. Подходит для резки резины различных шин, резиновые полоски и т.д.
Принцип работы:
Двигатель приводит в движение гидравлическую систему с масляным цилиндром, положить шину между двумя ножами, перед резкой шина блокируется, затем ножи опускаются давлением цилиндра и делают два разреза по принципу ножниц. Затем ножи и фиксаторы поднимаются оператором, шина поворачивается и режется дальше.
Особенности:
Данное оборудование оснащено большими ножами, которые обладают такими чертами, как хороший эффект резки, высокая эффективность резки, низкое энергопотребление, небольшие размеры и легкая перестановка. За счет применения гидравлической системы, удобно в эксплуатации и с высокой степенью защиты.

 

Дробилка ZPS800:
Применение
При температуре 0° С и выше, поместить шины или крупные части резины или пластмассы непосредственно в дробилку, которая может затем измельчить их до размера 3 — 8 см. Большие шины могут быть измельчены только после предварительной резки.
Характеристики
Дробилка представляет собой компактную структуру, используя передовые технологии, низкое энергопотребление, высокую эффективность, удобство обслуживания и ремонта, его резак изготовлен из твердого сплава, с высокой жесткостью, и может быть использован повторно. Резак имеет длительный срок службы, при надлежащем уходе.
Принцип работы
Покрышка без бортовой проволоки кладётся рабочим на конвейер. По конвейеру шина подается в воронку дробилки, где происходит дробление колеса на куски размером до 30 — 80 мм. Дробилка состоит из камеры дробления и возвратного сита. Сито выполнено в виде вращающегося барабана с отверстиями 50 х 50 мм. Камера дробления установлена внутри просеивателя. В камере дробления установлены два встречно вращающихся вала с дисковыми ножами. Покрышка захватывается ножами н разрывается на куски (чипсы). Для охлаждения и смазки ножей в камеру форсунки впрыскивается вода. Чипсы размером менее 50 х 50 мм проваливаются через отверстия просеивателя и падают на транспортёр, чипсы большего размера, чем размер ячейки просеивателя, забрасываются обратно в камеру дробления.

Вальцы ХКР-560

Мощность

Диаметр * длина

Скорость вальцов

Размер (Д х Ш х В)

Вес

110 кВт

560*800 мм

25,6 х 1/1,428

5,32 х 2,3 х 2 м

19000 кг

Применение
Переработка резиновых гранул в порошок при нормальных условиях температуры. Функции: дробления, истирания, удаление металла. Имеют хорошую эффективность при обработке радиальных шин. Вальцы работают по принципу мельницы, при этом размер резиновой пудры на выходе может достигать размера 10-30 mesh, после просеивания и магнитных ловушек, чистота резинового порошка может достигать 99%.

 

Магнитная ловушка

Мощность

Производительность

Ширина

Размер (Д х Ш х В)

Вес

1,1 кВт

600-800 кг/ч

800 мм

1,65 х 0,6 х 0,4 м

350 кг

ПРИМЕНЕНИЕ:
В основном применяется для очистки резиновых гранул и резиновой пудры от различных металлических включений.
Характеристики:
Эта магнитная ловушка, наряду с виброситом, удаляет различные металлические включения. Хотя магнитная область широкая, наилучшую эффективность разделения на участке 150-250 мм. Скорость менее одного метра в секунду, с высокой мощностью всасывания, эффективность разделения, из толстого слоя сырья, имеет компактную структуру, легко устанавливается и монтируется. Удаляет сталь до 99,99% в зависимости от типа шин.

 

Большое вибросито

Мощность

Размер ячеек

Размер (Д х Ш х В)

Вес

7,5 кВт

3 мм

7,5 х 1,7 х 0,4 м

600 кг

Применение
Вибросито для просеивания резиновых гранул через сетки определенного размера.
Функции: вибрирование, просеивание. Из-за равномерного распределения резиновых гранул на поверхности сита, он имеет хорошую эффективность обработки резиновых гранул. Работает но принципу перемещения назад и . вперед. На выходе резиновая крошка имеет различный размер, после распределения на поверхности экрана, машина вибрирует по направлению назад и вперед. Резиновые гранулы размером менее чем размер ячейки сита просыпаются вниз, более крупные гранулы продолжают движение в обратном направлении для последующей переработки.

 

Малое вибросито

Мощность

Размер ячеек

Размер (Д х Ш х В)

Вес

3 кВт

30 mesh

1,5 х 0,8 х 1,8 м

300 кг

Применение
Вибросито для просеивания резиновых гранул через сетки определенного размера. Функции: вибрирование, просеивание. Из-за равномерного распределения резиновых гранул на поверхности сита, он имеет хорошую эффективность обработки резиновых гранул. Работает по принципу перемещения назад и вперед. На выходе резиновая крошка имеет различный размер, после распределения на поверхности экрана, машина вибрирует по направлению назад и вперед. Резиновые гранулы размером менее чем размер ячейки сита просыпаются вниз, более крупные гранулы продолжают движение в обратном направлении для последующей переработки.

 

Конвейеры ленточные
Применение
T серии конвейеры используются для подачи материала/сырья на разной стадии машинной обработки.
Функция: связь, передача. При переработке отходов шин, конвейеры используется для передачи материалов.
Ниже приведены различные модели.

Модель

Ширина ленты

Мощность

Размеры

Вес

Т80

1200 мм

1.5 кВт

5500x900x2500

550

Т70

600 мм

3 кВт

7800x800x2500

500

T60

600 мм

1.5 кВт

6000х600х800

400

T50

600 мм

0.75 кВт

600x6000x800

300

T40

600 мм

0.75 кВт

1500x600x700

200

Используете ли вы шинную крошку на своем предприятии? Вы должны прочитать это исследование

Переработанная резиновая крошка из шин имеет множество потенциальных применений при проектировании объектов, от напольных покрытий до мульчирования, детских площадок или игровых площадок. Агентство по охране окружающей среды, Центры по контролю и профилактике заболеваний / Агентство по регистрации токсичных веществ и заболеваний и Комиссия по безопасности потребительских товаров опубликовали первый отчет о своем расследовании переработанной крошки шин с акцентом на химические вещества, содержащиеся в материале.

Патнари Асавачаранитич / Shutterstock.com

Этот двухтомный отчет (результаты расследования и приложения) является частью «крупнейшего исследования резиновой крошки шин, проведенного в Соединенных Штатах», говорят агентства. Отчет охватывает характеристик шинной крошки, то есть идентификацию материалов, из которых состоит шинная крошка, и их выбросов. Планируемый второй том будет оценивать воздействие на человека или то, как люди вступают в контакт с материалами из шинной крошки, как часто и как долго.Эти два отчета не являются оценкой риска для здоровья человека, хотя агентства считают, что отчеты будут полезны для информирования будущих оценок риска для здоровья на уровне скрининга и выявления пробелов в данных.

При написании отчета агентства использовали существующие исследования, а также собрали и проанализировали образцы с 40 открытых и закрытых полей с синтетическим покрытием по всей стране и с девяти предприятий по переработке шин.

Федеральный план действий

Завершенная и запланированная работа составляет Федеральный план действий по исследованиям с четырьмя исследовательскими целями «высокого уровня»:

  • Выявление основных пробелов в знаниях, связанных с химическими характеристиками, воздействием и опасностями для здоровья человека.
  • Идентифицировать и охарактеризовать химические соединения, содержащиеся в крошке шин, используемых на полях с искусственным покрытием и на игровых площадках.
  • Охарактеризуйте воздействие или то, как люди подвергаются воздействию этих химических соединений в зависимости от их деятельности на полях.
  • Определите последующие действия, которые могут быть выполнены для получения дополнительной информации о потенциальных рисках.

Что это?

Шинная крошка — это небольшие кусочки переработанных шин, которые с 1960-х годов использовались при строительстве полей с синтетическим покрытием.Эти поля в настоящее время находятся в третьем поколении, где крошка шин используется для заполнения пространств между волокнами полиэтиленовой пряжи. Иногда в смеси с песком или другим сырьем шинная крошка добавляется в качестве балласта, опоры для синтетических травинок и амортизации для полевых пользователей. В Соединенных Штатах насчитывается от 12 000 до 13 000 крытых и открытых полей с синтетическим покрытием, и ежегодно устанавливается от 1 200 до 1 500 новых. Миллионы людей используют и/или работают на этих полях.

Агентства отмечают, что были высказаны опасения по поводу потенциальных неблагоприятных последствий воздействия химических веществ на здоровье.Дополнительную озабоченность вызывает возможность воздействия микробных патогенов на полях с синтетическим покрытием. Например, устойчивый к метициллину штамм Staphylococcus aureus (MRSA) вызвал вспышки среди спортивных команд, а искусственный газон был причастен к передаче MRSA среди спортсменов колледжей.

Составляющие

Согласно отчету, шины изготавливаются из различных материалов, включая резину и эластомеры; армирующий наполнитель; отвердители, включая вулканизующие агенты, активаторы и ускорители; антиоксиданты и антиозонанты; ингибиторы и замедлители; масла-наполнители и смягчители; фенольные смолы и пластификаторы; металлическая проволока; ткани из полиэстера или нейлона; и связующие агенты.Опасные химические вещества варьируются от полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) в углеродной саже до оксида цинка (ZnO), который используется в качестве вулканизующего агента и может содержать следовые количества свинца и кадмия. В шинах также могут использоваться химические вещества многих других классов, включая сульфенамиды, гуанидины, тиазолы, тиурамы, дитиокарбаматы, доноры серы, фенолы и фенилендиамины.

В дополнение к химическим веществам, используемым при их производстве, шины также могут впитывать и поглощать химические вещества в течение всего срока службы.Кроме того, после установки на поле резиновая крошка из шин может служить сорбентом для химических веществ в воздухе и в пыли, попадающей на поле. Например, одна лаборатория сообщила о необратимой адсорбции летучих органических соединений (ЛОС) и полулетучих органических соединений (СЛОС) на резиновой крошке шин. В качестве альтернативы, резиновая крошка шин может также выделять в воздух соединения ЛОС и СЛОС, особенно при более высоких температурах наружного воздуха. Пользователи полей с синтетическим покрытием с наполнителем из резиновой крошки потенциально могут подвергаться воздействию этих химических веществ различными способами, в том числе при вдыхании, когда их кожа контактирует с материалом, и/или при проглатывании материала.

Воздействие может быть ограничено

В дополнение к характеристике компонентов выводы агентства включали вывод о том, что испарение и выветривание, по-видимому, со временем привели к снижению концентрации многих органических химических веществ, особенно для открытых полей, но это могло быть фактором исходного состава крошки. резинка. Кроме того, уровни органических химикатов, как правило, были выше на крытых полях по сравнению с открытыми.

В целом, исследование «поддерживает предположение о том, что, хотя многие химические вещества присутствуют в переработанной резиновой крошке шин, воздействие может быть ограничено в зависимости от того, что выбрасывается в воздух или биологические жидкости», — заявляют агентства.Но, опять же, они подчеркивают: «Исследования, проведенные в рамках этих межведомственных исследований, не были разработаны и сами по себе недостаточны для прямого ответа на вопросы о потенциальных рисках для здоровья».

Является ли резиновая мульча безопасным покрытием для детской игровой площадки?

На общественной игровой площадке в Бэндоне, маленьком городке на ветреном побережье Орегона, есть все, что может пожелать ребенок. Качели и оранжевая, крутящаяся горка, даже ярко-синяя лодка.

Но после того, как в 2009 году была установлена ​​детская площадка, некоторые мамы забеспокоились о упругом черном материале под ногами своих детей.В дополнение к новому оборудованию детская площадка была оснащена новейшим безопасным покрытием: бассейн из измельченной резины от старых шин, также известный как «резиновая мульча», который может смягчить падение детей лучше, чем гравий или древесная стружка.

Ванесса Фармер сказала, что изо всех сил пыталась удержать свою дочь, которая в то время училась ходить, от крошек шин в рот. «Мои дети были бы просто запятнаны черным», — сказала она. «Их одежда была бы черной. И я просто знал, что это не здорово.»

Фермер и несколько других родителей начали исследовать резиновые наполнители, переработанные крошки и клочки старых шин, которые в различных формах становятся все более популярными вариантами для городов, школ и детских садов, ищущих безопасную игровую поверхность для детей. То, что они нашли, по их словам, послужило началом кампании по замене резины. — сказала жительница Бандона Шайла ДеБерри-Осборн, у которой четверо детей в возрасте до 6 лет.«Я чувствую, что если мы знаем об этих потенциальных рисках для наших детей, мы как родители обязаны ограничить риск».

Резиновая мульча с детской площадки в городском парке Бандон в Бандоне, штат Орегон. NBC News

Правительство США, однако, посылает родителям, как и в Бэндоне, смешанные сообщения о резиновой мульче.

Резиновая мульча в Бандоне изготовлена ​​из той же переработанной резины, которая используется в качестве наполнителя для искусственного газона из резиновой крошки. Предыдущее расследование NBC News подняло вопросы о безопасности газона из резиновой крошки, который использовался в тысячах американских домов.С. парки, футбольные поля и стадионы. Более двух десятков исследований пытались измерить потенциальные риски для здоровья, связанные с поверхностями из резиновой крошки. Хотя многие не обнаружили никаких негативных последствий для здоровья, некоторые врачи и токсикологи считают, что эти исследования ограничены и недостаточны, чтобы окончательно установить, что измельченные резиновые поверхности безопасны.

Щелкните здесь, чтобы прочитать исходное расследование NBC News

Разница между резиновой мульчей и искусственным газоном из резиновой крошки заключается в том, что федеральное правительство активно продвигает использование мульчи, несмотря на противоречивые сигналы от агентств, занимающихся защитой здоровья детей и обеспечение безопасности потребительских товаров.Агентство по охране окружающей среды признает, что необходимо провести дополнительные исследования резиновой крошки, и отозвало прежние заверения в том, что газон из резиновой крошки безопасен. Однако и EPA, и Комиссия по безопасности потребительских товаров рекомендуют и продвигают резиновую мульчу. Агентство по охране окружающей среды работало с представителями отрасли и государственными чиновниками над увеличением использования мульчи из покрышек на детских площадках, а CPSC рекомендует мульчу в «Библии», которую она предоставляет планировщикам детских площадок по всей стране.

Сторонники мульчи из резины говорят, что она защищает детей от травм, и что исследования доказали безопасность резиновой крошки.Изготовленный из фрагментов, которые могут быть размером с перчинку или размером с сосновую мульчу, продукт теперь появляется в детских садах, школах и даже на детской площадке в Белом доме.

Поделитесь с нами своими историями о синтетическом газоне

Но по мере того, как резиновый наполнитель перемещается с футбольного поля на игровую площадку, некоторые задаются вопросом, представляет ли тот же самый каучук большую угрозу для маленьких детей, чьи органы, мышцы и нервная система все еще развивающийся.

«Дети почти каждый день ходят на игровые площадки, — сказал доктор.Филип Лэндриган, декан отдела глобального здравоохранения нью-йоркской больницы на горе Синай и ведущий эксперт по влиянию химических веществ на детей. «А одаренные спортсмены почти каждый день на футбольном поле. Такое кумулятивное воздействие приводит к накоплению в их организме этих токсичных химических веществ и может привести к накоплению клеточного повреждения, вызванного этими химическими веществами, которое затем может привести к болезни спустя годы или десятилетия».

«Маленькие дети не должны быть поставлены в ситуацию, когда они вынуждены находиться в тесном контакте с канцерогенными химическими веществами», — д-р.— добавил Ландриган.

Сопутствующие

«Это было самое безопасное, на что ребенок мог упасть»

С 1970-х годов достижения в области безопасности игровых площадок были сосредоточены на улучшении амортизации ударов поверхности — или того, насколько сильно поверхность может поглощать удары — — и безопасность игрового оборудования. По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний, отделения неотложной помощи ежегодно лечат более 200 000 детей в возрасте 14 лет и младше от травм, связанных с игровыми площадками.

Засыпка из щепы и мелкого гравия стала обычным явлением на детских площадках.Но с годами стала популярной переработанная шинная резина — как измельченная, так и размолотая на круглые кусочки. Официального подсчета игровых площадок с наполнением из переработанных шин не существует, но программы государственных грантов, федеральные усилия по продвижению заполнения шин и эффективный маркетинг со стороны производителей сделали грунтовую резину одним из наиболее рекомендуемых покрытий на рынке сегодня.

Майкл Блюменталь, бывший вице-президент Ассоциации производителей каучука, а ныне независимый отраслевой консультант, сказал, что исследования показали, что наполнитель для шин обладает более высоким коэффициентом ослабления удара, чем другие поверхности, такие как мелкий гравий.«Другими словами, — сказал он, — это была самая безопасная вещь, на которую мог упасть ребенок».

Потребители, такие как городские власти в Бэндоне, по разным причинам любят резиновый наполнитель. Некоторые говорят, что в дополнение к отскоку, шина дешевле в обслуживании в долгосрочной перспективе, потому что она не разлагается, как древесная стружка или другие органические материалы.

Некоторые штаты, стремящиеся переработать и перепрофилировать старые шины, поощряют использование материала. Кентукки, один из нескольких штатов, которые предоставляют гранты муниципалитетам, школьным округам и другим организациям на использование резиновой крошки, профинансировал 287 игровых площадок с резиновым наполнителем с момента начала своей программы в 2004 году.

Город Бэндон «долго и упорно» выбирал, какое заполнение выбрать для детской площадки, сказала Мишель Хэмптон, градостроитель Бэндона. Хэмптон добавил, что все федеральные и независимые руководства по безопасности указывают на то, что резиновая мульча является безопасным покрытием для игровых площадок.

— Все они говорят одно и то же, — сказал Хэмптон. «Это подходящий материал для детской площадки».

Детская площадка в городском парке Бэндон в Бэндоне, штат Орегон. NBC News

Родители, опрошенные в Бэндоне, штат Орегон, и другие люди со всей страны, которые написали NBC News, дали аналогичные свидетельства о том, как их маленькие дети кладут шины в рот и в конечном итоге покрываются черным после игр на игровых площадках, заполненных шинной крошкой.

Алиса О’Брайен, бабушка и медсестра из Форта. У Майерса во Флориде были те же опасения, что и у других опекунов. «Каждый день после обеда я забирала внука из детского сада и обнаруживала, что его руки до локтей покрыты черным», — сказала она.

По данным EPA, в шинах были обнаружены бензол, ртуть, стирол-бутадиен, полициклические ароматические углеводороды и мышьяк, а также ряд других химических веществ, тяжелых металлов и канцерогенов. Исследования показали, что резиновая крошка может выделять газы, которые можно вдыхать.Когда материал нагревается, это может увеличить вероятность того, что летучие органические соединения, или летучие органические соединения, и химические вещества могут «выделяться» или выщелачиваться в воздух.

Предыдущее расследование, проведенное NBC News, показало, что, хотя многие исследования пришли к выводу, что резиновая крошка на полях с искусственным покрытием не представляет серьезного риска для здоровья, они часто добавляли предостережение о необходимости проведения дополнительных исследований.

Одно исследование, посвященное анализу резиновой мульчи и резиновых ковриков, опубликованное в научном журнале Chemosphere в 2013 году, пришло к выводу, что «Использование переработанных резиновых шин, особенно тех, которые предназначены для игровых площадок и других объектов для детей, должно вызывать озабоченность регулирующих органов.”

Когда группа родителей приехала в город со своим исследованием, Хэмптон сказала, что она и другие заинтересованные официальные лица также решили узнать больше о каучуке. «Это было трудно, — сказала она. «Никогда не проводилось ни одного исследования, в котором бы говорилось: «Это абсолютно безопасно или это токсично». По сути, оно говорит: «Нужны дальнейшие исследования, но в данный конкретный момент оно соответствует всем необходимым для этого стандартам». считаться безопасным».

«Что мало для ребенка?»

Др.Лэндриган, чьи исследования в 1970-х годах на детях, подвергшихся воздействию свинца в плавильной компании, приписывают широкое регулирование тяжелых металлов, сказал, что имеющиеся в настоящее время исследования резинового наполнителя «неадекватны».

По его словам, не существует ни одного исследования, в котором предпринимались бы попытки измерить последствия длительного многократного воздействия на маленьких детей остатков шин или резиновой крошки.

В то время как Международное агентство по изучению рака утверждает, что при низких уровнях воздействия канцерогенные химические вещества безопасны, Ландриган заявил, что повторное воздействие таких канцерогенов и химических веществ на детей подвергает их большему риску, чем взрослых, даже при низких уровнях.

«Моя забота как педиатра, когда кто-то говорит, что уровни низкие, заключается в том, чтобы задать встречный вопрос: «Что является низким для ребенка?» — сказал Лэндриган. «Я думаю, что для маленьких детей, которые играют, уткнувшись лицом в землю, которые берут предметы и кладут их в рот, на кожу которых попадает резиновая крошка так, как взрослые никогда бы не попали на кожу, любой уровень воздействия известного канцерогена для человека слишком велик».

Поведенческие черты, свойственные только детям, например, брать предметы в рот, повышают риск заражения.Они дышат, едят и пьют больше по отношению к массе тела, чем взрослые. У них также есть еще много лет жизни для развития болезни, вызванной ранним воздействием канцерогена.

«Детские клетки и органы быстро растут и развиваются, — сказал Ландриган. «Процессы развития очень сложны. Их легко нарушить».

Несколько веществ, обнаруженных в шинах, вызывают обеспокоенность, добавил Ландриган. «Бутадиен является известным канцерогеном для человека», — сказал он. «Стирол — нейротоксичное химическое вещество.Это может привести к повреждению головного мозга и нервов. Грузовые шины также содержат другие токсичные химические вещества. Все эти химические вещества, которые являются неотъемлемой частью шин, попадают в крошку, которая отправляется в поле».

Представители промышленности и производители говорят, что резиновая крошка безопасна для игр детей, потому что в процессе производства различные компоненты шины, включая сажу и растворители, связываются в «матрицу», что делает невозможным их выщелачивание.

«Большинство людей смотрят на сырье, из которого изготавливают шины, и говорят: «Это предположительно вызывает рак, это может быть нарушение работы эндокринной системы», — сказал консультант Блюменталь.Но после производственного процесса он сказал: «Ни одно из сырьевых материалов, из которых изготавливается шина, недоступно».

Приносим свои извинения, срок действия этого видео истек.

«Мы внимательно рассмотрим любые новые данные»

Координированные усилия по переработке шин помогли увеличить количество отходов резины на детских площадках. В 2003 году EPA учредило «Рабочую группу по утилизации шин», в которую вошли представители отрасли, государственные чиновники и чиновники EPA для продвижения добровольных усилий по переработке утильных шин.Рабочая группа часто обсуждала, как продвигать использование резиновой крошки.

В одном отчете, выпущенном рабочей группой в 2007 году, упоминались различные факторы, которые стояли на пути успеха резинового фарша: токсикологические и экологические проблемы, а также отсутствие у производителей резинового фарша эффективного контроля качества. Он рекомендовал Агентству по охране окружающей среды взять на себя национальные усилия по продвижению материала.

Но в то время как EPA помогло координировать усилия по переработке шин и перемещению резиновой крошки на игровые площадки и поля, оно не координировало усилия по изучению материала — даже несмотря на то, что спустя годы после того, как его единственное исследование было опубликовано в 2009 году, EPA отозвало свое мнение. заверил, что искусственный газон из резиновой крошки безопасен, назвав исследование «ограниченным по масштабу».

Агентство по охране окружающей среды отказалось говорить с NBC News, но заявило в своем заявлении, что не планирует проводить дальнейшие исследования, поскольку считает безопасность резиновой крошки «государственной и местной проблемой».

«Нашим высшим приоритетом является защита здоровья населения и окружающей среды, и мы тщательно изучим любые новые результаты или информацию», — сказала Лиз Пурчиа, пресс-секретарь Агентства по охране окружающей среды.

Комиссия по безопасности потребительских товаров также не планирует разрабатывать стандарты химического состава шинной мульчи, используемой на детских площадках.

Подрядчики и муниципалитеты используют Справочник по безопасности общественных игровых площадок CPSC, также известный как «Библия» игровых площадок, перед планированием новых игровых площадок, сказал Скотт Вольфсон, представитель агентства. Справочник рекомендует использовать мульчу из шин.

Агентство проверило поля с резиновой крошкой на наличие свинца в 2009 году, но заявило, что его тесты были «ограниченными» и что «оценка воздействия не включала химические вещества или другие токсичные металлы, кроме свинца».

Начиная с его первоначальных испытаний, согласно CPSC, агентство работало с промышленностью над разработкой добровольных стандартов содержания свинца для искусственного газона.

В то время как стандарты безопасности регулируют глубину и гашение ударов засыпки для игровых площадок, не существует стандартов, регулирующих химический состав оборудования и засыпки для игровых площадок.

Древесная мульча и деревянное оборудование, обработанное хромированным медным мышьяком, также известным как CCA, были сняты с производства и больше не используются на детских площадках. CPSC провел почти два года, исследуя древесину, обработанную CCA, и определил, что этот материал представляет повышенный риск развития рака у детей. Но Вольфсон сказал, что агентство не планирует действовать в отношении резиновой крошки «в настоящее время».

«Мы — небольшое агентство, — сказал Вольфсон. — У наших токсикологов уже много дел в отношении других действий, санкционированных Конгрессом».

Ссылаясь на стоимость, отсутствие подробных исследований и поддержку детской площадки со стороны многих других местных родителей, руководство Bandon недавно проголосовало за сохранение заполнения. сказали, что им придется отвезти своих детей в другое место.В соседней начальной школе есть детская площадка, засыпанная мелким гравием.Пляж с его красивыми скальными образованиями — еще один вариант.

Тем временем, сказал Хед, родителям придется принимать собственные решения. По ее словам, до тех пор, пока резиновый наполнитель остается нерегулируемым и неизученным государственными органами, «мы должны быть независимыми мыслителями. … Если они не собираются этого делать, тогда мы должны сами расставить все точки воедино».

Резиновая крошка, модифицированный асфальт, имеет жизнеспособный путь вперед | Резиновые новости

«Асфальтовая смесь для терминалов не может конкурировать», — сказал он.

По словам Кларка, чтобы превратить переработанную резину в асфальт, предприятия по переработке резины должны прислушиваться к клиентам.

«Клиент говорит: «Дайте мне дорожное покрытие с такими же характеристиками, как у SBS, сделайте материал совместимым с моим заводом и берите меньше, чем SBS», — сказал он.

К счастью, прорезиненный асфальт сухим способом удовлетворяет эти потребности клиентов. Кларк заявил, что использует химически модифицированную резиновую крошку, которая добавляется в качестве заполнителя при производстве асфальтобетонных смесей.

«Как мелкий песок, резиновая крошка вдувается в процесс», — сказал он. «Заводы не видят разницы в переработке с обычным асфальтом».

Сухой процесс использует тепло от производства смеси для активации каучука. Этот процесс улучшает качество смеси, устраняет необходимость в специальной обработке и значительно дешевле, чем терминальная смесь или SBS.

По словам Кларка, среди прочего, сухие технологические смеси более пригодны для обработки при низких температурах, чем другие технологии.«Мы можем продлить сезон, когда сможем положить асфальт», — сказал он.

По словам Кларка,

CRM для сухого процесса работает уже 15 лет, и на сегодняшний день уже размещено около 4 миллионов тонн. В настоящее время материал охватывает около 1000 миль автомагистралей между штатами, а также тысячи миль дорог штата и округа в широком диапазоне условий и смешанного дизайна.

Этот материал на 60 процентов проник в программу прорезиненного асфальта в Джорджии, и 70 процентов работ по укладке дорожного покрытия на платной дороге штата Иллинойс будут использовать резину сухим способом, сказал Кларк.

По словам Кларка, восемь штатов, а также Европейский Союз, Китай и некоторые страны Ближнего Востока находятся на продвинутой стадии разрешения на использование каучука сухим способом. Производители сухого процесса получают все большую рыночную поддержку от Ассоциации производителей шин США и ее членов; Кларк похвалил Джона Ширинга из USTMA.

«Рынок говорит нам, что мы попали в золотую середину», — сказал он.

Тем не менее, по словам Кларка, предприятия по переработке шин должны объединить усилия, чтобы сухой процесс, а не SBS, стал отраслевым стандартом.

«Мы должны искать пути для шинной промышленности, чтобы ускорить внедрение этой технологии на рынке», — сказал он. «Спецификации меняются, потому что отдельные игроки объединяются и требуют изменений».

Тайна переработки: шины — Земля911

Давайте будем честными: шины заставляют мир вращаться. Если вы не профессиональный пешеход, ваш способ передвижения, вероятно, включает в себя какие-то шины.

Но эти шины не вечны.Будь то непоправимое прокол или потеря протектора, в конечном итоге шины необходимо заменить. Некоторым шинам можно дать вторую жизнь, но что происходит с шинами, когда они перестают быть безопасными для вождения? Давайте разберем все тонкости переработки и правильной утилизации изношенных шин.

Великая резиновая гора

Если вы не видите смысла в переработке шин, позвольте познакомить вас с концепцией складов, тысячами акров шин, сложенных в одном месте.

Запасы шин могут привести к ряду неприятных ситуаций:

  1. Они являются рассадниками комаров и паразитов, особенно когда они заполнены дождевой водой.
  2. Они могут загореться. Поскольку шины в основном состоят из масла, пожары трудно потушить (некоторые могут длиться месяцами) и возникает едкий черный дым.

По данным Ассоциации производителей шин США, в 1990 году в США хранилось около 1 миллиарда старых шин.Государственные усилия по очистке складских запасов увенчались успехом, но к 2017 году в США все еще хранилось около 60 миллионов шин

. Ответственная утилизация старых покрышек — серьезная задача. Только в США в 2017 году было утилизировано 4 189 тысяч тонн старых шин. Изображение предоставлено The Tire Zoo

Fuel ‘er Up

Ассоциация производителей шин США сообщила, что в 2019 году 43% ежегодного производства шинных отходов сжигалось для получения энергии, также известной как топливо, полученное из шин (TDF). Шины могут генерировать энергию, сравнимую с сырой нефтью или углем.По оценкам Ассоциации производителей резины, средняя легковая шина при сгорании выделяет более двух галлонов масла.

Более 40% TDF идет на печи для обжига цемента, но другие виды использования включают бумажные фабрики и электрические компании. Это означает, что хранение шин вне свалок влияет на землю, по которой вы ходите, на бумагу, на которой вы пишете, и на освещение в вашем доме и офисе.

Уловка с TDF заключается в том, что шины должны быть предварительно измельчены, так как целые шины будут слишком большими для печи.Измельчение восстанавливает большую часть металла в шине, например, обод и свинцовые грузики, используемые для балансировки. Металл можно извлечь и переработать, оставив резиновую крошку для использования в качестве топлива.

Грязь на утилизацию

Существуют способы переработки шин в новые продукты, и большинство из них используются после измельчения, поскольку спрос на резиновую крошку выше, чем на целые шины.

Резиновая крошка

может использоваться в качестве покрытия для игровых площадок, поскольку ее мягкая набивка предотвращает травмы.Однако по поводу этого использования ведутся споры из-за потенциальных токсинов, которые могут выделять шины, включая свинец и ртуть. В ответ на эти утверждения Агентство по охране окружающей среды провело исследования степени воздействия остаточных химических веществ на полях с использованием резиновой крошки. Исследования показали, что, хотя химические следы все еще присутствуют, воздействие на человека оказалось ограниченным.

Измельченные шины также используются в качестве добавки для игровых площадок, поскольку они обеспечивают прочную подпорную стенку, улучшающую дренаж.Это приводит к более прочной траве и снижает вероятность спортивных травм на поле.

Старые покрышки можно найти даже в строительстве. Прорезиненный асфальт можно использовать для создания более долговечных дорог, которые производят меньше дорожного шума и популярны во многих штатах. Его поглощающие свойства также делают его идеальным для беговых дорожек, вызывая меньшую нагрузку на ноги бегунов.

Наконец, шины можно перерабатывать в новые шины, превращая их в синтетический каучук. Это не самое распространенное решение из-за высокой стоимости.Но в будущем это решение может стать более популярным, если усовершенствованная технология сделает его более рентабельным.

В следующий раз, когда вы получите квартиру

Остается самый важный вопрос: как вы на самом деле перерабатываете шины? Во-первых, многие розничные продавцы, торгующие шинами, принимают ограниченное количество шин при совершении покупки. Если вы покупаете новые шины, обязательно спросите, будут ли они перерабатывать ваши старые шины.

В вашем штате также может быть план утилизации шин, которым будет руководить департамент охраны окружающей среды вашего штата.Многие штаты требуют, чтобы переработчики подали заявку на получение разрешения на прием шин, поэтому они также будут знать о местах, где принимаются шины для переработки.

Если вы не можете найти место для утилизации старых шин, подумайте, как их использовать повторно. Вы можете построить качели из шин для детей, использовать их в качестве кашпо на заднем дворе, построить песочницу для своих детей или даже превратить их в домашнюю мебель!

Изображение предоставлено Алексом. Первоначально опубликованная 2 ноября 2009 г., эта статья была обновлена ​​в марте 2021 г.

Что такое завод по переработке шин? (с картинками)

Очень сложно надлежащим образом утилизировать резиновые шины от транспортных средств, так как эти резиновые предметы содержат значительное количество пустот. Это означает, что свалки будут заполняться очень быстро, а пустое пространство может содержать паразитов, способствовать размножению комаров и даже улавливать газообразный метан. Завод по переработке шин помогает решить эту проблему, разбивая старые шины и превращая их в пригодные для использования материалы.Шины могут быть доставлены на завод по переработке шин, обычно в виде связок, созданных с помощью уплотнителя, а затем разбитых на мелкие кусочки, известные как резиновая крошка.

Эту резиновую крошку можно использовать по-разному, включая использование в горячем асфальте, укладку баскетбольных или теннисных кортов и даже производство подошв для обуви.Однако эти процессы не происходят на заводе по переработке шин; вместо этого это предприятие будет использоваться для разрушения старых шин и превращения их в пригодную для использования резиновую крошку. Предприятие также будет иметь возможности для упаковки, что означает, что резиновая крошка в виде частиц может быть спрессована в большие тюки, которые обычно заворачиваются в пластик. Эти тюки делают транспортировку резиновой крошки более безопасной и легкой; тюки также можно легко хранить на заводе по переработке шин.

Многие шины содержат металл, и во многих случаях этот металл необходимо отделить от резины, прежде чем резину можно будет эффективно использовать повторно.На многих предприятиях по переработке шин есть оборудование для этого, хотя в некоторых случаях металл остается внутри резины. Следы металлов внутри резины могут быть опасны, когда резиновая крошка используется в качестве наполнителя почвы, поскольку химические вещества, содержащиеся в металле и вулканизированной резине, могут выщелачиваться в почву, что приводит к загрязнению.

Если шина находится в достаточно хорошем состоянии для восстановления протектора, ее можно отсортировать и отправить производителю шин, который может восстановить шину.Завод по переработке шин обычно не имеет оборудования или рабочей силы для выполнения этой работы на месте. Большинство машин на заводе по переработке шин предназначены для разрушения шин; Шредеры, например, представляют собой машины с большими бункерами, в которые можно загружать шины. Затем вращающиеся лезвия измельчают большие шины в резиновую крошку. Размер частиц обычно варьируется в зависимости от того, как настроена машина, что позволяет машине создавать частицы разного размера в зависимости от предполагаемого применения.

RMA,-Liberty-Tire-хваление-EPA-резиновая крошка-исследование | Шинный бизнес

ВАШИНГТОН (11 декабря 2009 г.) — Два самых известных голоса в США за переработку старых шин.S. высоко оценивают недавнее ограниченное исследование Агентства по охране окружающей среды США (EPA), в котором сделан вывод о том, что резиновая крошка, используемая в качестве искусственного спортивного покрытия и покрытия для игровых площадок, не представляет угрозы для здоровья человека или окружающей среды.

«Сегодняшний отчет не стал сюрпризом, — сказал Майкл Блюменталь, вице-президент Ассоциации производителей каучука и эксперт ассоциации по утилизации шин. «Многие исследования и тесты за многие годы показали, что использование переработанной резины для шин в потребительских целях, таких как игровые площадки и спортивные площадки, не только безопасно, но и имеет ряд значительных преимуществ в плане безопасности.

Liberty Tire Recycling L.L.C., гигант по переработке шин из Питтсбурга, также выразила теплые слова в адрес исследования EPA.

«Люди имеют право заботиться о своем здоровье, а также о здоровье и безопасности своих детей», — сказал председатель и главный исполнительный директор Liberty Tire Джеффри Кендалл. «Результаты этих исследований и исследования EPA должны ослабить любые опасения, которые могут возникнуть у людей по поводу продуктов, изготовленных из переработанных резиновых шин. Они в безопасности.

В прошлом году RMA спонсировало обзор доступной научной литературы о воздействии на здоровье и окружающую среду искусственного газона, изготовленного из переработанной резины шин.Обзор не выявил значительных негативных эффектов, и исследование EPA подтверждает выводы RMA.

Агентство по охране окружающей среды планирует провести весной 2010 г. совещание с участием федеральных и государственных органов для рассмотрения результатов всех исследований резиновой крошки и определения дальнейших действий. По словам Питера Греватта, директора Управления по охране здоровья детей Агентства по охране окружающей среды, заинтересованным сторонам, производящим переработанную резину, и представителям широкой общественности будет предложено предоставить информацию и показания для встречи.

По данным RMA, около 13 миллионов утильных шин ежегодно используются для покрытия спортивных площадок и игровых площадок.

Утилизированные шины UG-Mat | Центр ресурсов вторичного сырья

ПРОИСХОЖДЕНИЕ

Ежегодно американские автомобилисты выбрасывают около 280 миллионов шин, примерно по одной шине на каждого жителя США. Около 30 миллионов таких шин восстанавливаются или используются повторно, в результате чего ежегодно приходится утилизировать около 250 миллионов старых шин. Около 85 процентов этих утилизированных шин составляют автомобильные покрышки, а остальные — покрышки для грузовых автомобилей.Помимо необходимости обращения с этими утильными шинами, было подсчитано, что может быть от 2 до 3 миллиардов шин, которые накопились за эти годы и содержатся в многочисленных складах. (1) Из отходов шин можно обращаться как с целой шиной, шиной с разрезом, измельченной или раздробленной шиной, как с измельченной резиной или как с продуктом из резиновой крошки. Цельные шины Типичная утилизированная автомобильная шина весит 9,1 кг (20 фунтов). Примерно от 5,4 кг (12 фунтов) до 5,9 кг (13 фунтов) состоит из восстанавливаемой резины, состоящей из 35 процентов натурального каучука и 65 процентов синтетического каучука.Радиальные шины со стальным кордом являются преобладающим типом шин, производимых в настоящее время в Соединенных Штатах. (2)  Обычная грузовая шина весит 18,2 кг (40 фунтов) и также содержит от 60 до 70 процентов восстанавливаемой резины. Грузовые шины обычно содержат 65 процентов натурального каучука и 35 процентов синтетического каучука. (2)  Несмотря на то, что большинство грузовых шин представляют собой радиальные шины со стальным брекером, все еще существует ряд диагональных грузовых шин, которые содержат нейлоновый или полиэфирный брекерный материал. Щелевые шины Разрезные шины изготавливаются на шинорезных станках.Эти режущие машины могут разрезать шину на две половины или отделить боковины от протектора шины. Измельченные или сколотые шины В большинстве случаев производство шинных шин или чипсов включает в себя первичное и вторичное измельчение. Измельчитель шин представляет собой машину с рядом колеблющихся или возвратно-поступательных режущих кромок, движущихся вперед и назад в противоположных направлениях для создания режущего движения, которое эффективно режет или измельчает шины по мере их подачи в машину. Размер фрагментов шин, полученных в процессе первичного измельчения, может варьироваться от 300 до 460 мм (от 12 до 18 дюймов) в длину и от 100 до 230 мм (от 4 до 9 дюймов) в ширину, вплоть до размеров от 100 до 100 мм. 150 мм (от 4 до 6 дюймов) в длину, в зависимости от производителя, модели и состояния режущих кромок.В процессе измельчения обнажаются фрагменты стального пояса по краям фрагментов шин. (3) Производство шинной стружки, размер которой обычно составляет от 76 мм (3 дюйма) до 13 мм (1/2 дюйма), требует двухэтапной обработки шинной крошки (т. е. первичного и вторичного измельчения) для добиться адекватного уменьшения размера. Вторичное измельчение приводит к получению стружки более одинакового размера, чем стружка большего размера, образуемая первичным измельчителем, но по краям стружки все равно будут встречаться открытые стальные фрагменты. (3) Шлифованная резина Измельченный каучук может иметь размер частиц от 19 мм (3/4 дюйма) до 0,15 мм (сито № 100) в зависимости от типа оборудования для измельчения и предполагаемого применения. Производство молотого каучука осуществляется грануляторами, молотковыми мельницами или машинами тонкого помола. Грануляторы обычно производят частицы правильной кубической формы со сравнительно малой площадью поверхности. Фрагменты стальной ленты удаляются магнитным сепаратором.Ремни или волокна из стекловолокна отделяются от более мелких частиц резины, как правило, с помощью воздушного сепаратора. Измельченные частицы каучука подвергаются двойному циклу магнитной сепарации, затем просеиваются и извлекаются в виде фракций различного размера. (4) Резиновая крошка Резиновая крошка обычно состоит из частиц размером от 4,75 мм (сито № 4) до менее 0,075 мм (сито № 200). В большинстве процессов, в которых в качестве модификатора асфальта используется резиновая крошка, используются частицы размером от 0.от 6 мм до 0,15 мм (сито от № 30 до № 100). В настоящее время используются три метода преобразования отходов шин в резиновую крошку. Процесс крекерной мельницы является наиболее часто используемым методом. Процесс измельчения дробилки разрывает или уменьшает размер резины шин, пропуская материал между вращающимися барабанами из гофрированной стали. Этот процесс создает рваную частицу неправильной формы с большой площадью поверхности. Эти частицы имеют размеры приблизительно от 5 мм до 0,5 мм (сито № 4–40) и обычно называются молотой резиновой крошкой.Второй метод представляет собой процесс грануляции, при котором резина разрезается вращающимися стальными пластинами, проходящими с жесткими допусками, с получением гранулированных частиц резиновой крошки размером от 9,5 мм (3/8 дюйма) до 0,5 мм (сито № 40). . Третий процесс представляет собой микромельничный процесс, при котором получается очень мелкоизмельченная резиновая крошка размером от 0,5 мм (сито № 40) до 0,075 мм (сито № 200). (4) В некоторых случаях для уменьшения размера также используются криогенные методы.По сути, это включает использование жидкого азота для снижения температуры частиц каучука до минус 87 o C (-125 o F), что делает частицы довольно хрупкими и легко распадающимися на мелкие частицы. Этот метод иногда используется перед окончательной шлифовкой. (5) Дополнительную информацию о производстве и использовании шинных отходов можно получить по адресу: Совет по управлению утильными шинами 1400 K Street, СЗ Вашингтон, округ Колумбия, 20 005 г.

ТЕКУЩИЕ ОПЦИИ УПРАВЛЕНИЯ

Переработка Около 7 процентов из 250 миллионов шин, образующихся ежегодно, экспортируются в зарубежные страны, 8 процентов перерабатываются в новые продукты и примерно 40 процентов используются в качестве топлива, полученного из шин, либо целиком, либо в виде стружки. (1) В настоящее время утилизированные шины в основном используются в качестве топлива на электростанциях, цементных заводах, котлах целлюлозно-бумажных комбинатов, коммунальных котлах и других промышленных котлах. В 1994 году в качестве альтернативного топлива было использовано не менее 100 миллионов утильных шин целиком или в измельченном виде. (1) Ежегодно в резиновую крошку перерабатывается не менее 9 миллионов утильных шин. Измельченная резина шин используется в резиновых изделиях (таких как напольные коврики, набивка ковров и брызговики транспортных средств), пластмассовых изделиях, а также в качестве мелкого заполнителя (сухой процесс) в слоях трения асфальта.Резиновая крошка использовалась в качестве модификатора асфальтового вяжущего (мокрый процесс) в горячих асфальтовых покрытиях. (1) Как отмечалось ранее, из примерно 30 миллионов шин, которые не выбрасываются каждый год, большая часть достается специалистам по восстановлению протектора, которые восстанавливают около одной трети полученных шин. Восстановленные автомобильные и грузовые шины продаются и возвращаются на рынок. В настоящее время в Соединенных Штатах работает около 1500 машин для восстановления протектора, но их число сокращается из-за сокращения рынка восстановленных протекторов для легковых автомобилей.Бизнес по восстановлению грузовых шин растет, и грузовые шины можно восстанавливать от трех до семи раз, прежде чем их придется выбрасывать. (1) Утилизация Приблизительно 45 процентов из 250 миллионов шин, производимых ежегодно, выбрасываются на свалки, склады или незаконные свалки. По состоянию на 1994 год по крайней мере в 48 штатах есть законодательство, касающееся захоронения шин, в том числе 9 штатов, которые запрещают вывоз всех шин на свалки. В 16 штатах запрещено выбрасывать на свалки целые шины.Тринадцать других штатов требуют, чтобы шины были разрезаны, чтобы их можно было вывозить на свалки. (6)

ИСТОЧНИКИ РЫНКА

Около 80 процентов всех утильных шин поступает в продажу через розничных продавцов шин. Оставшимися 20 процентами занимаются авторазборщики. Эти две промышленные группы, хотя и не являются производителями утильных шин, собирают и хранят шины до тех пор, пока их не заберут перевозчики, которых иногда называют «шинными жокеями». Эти перевозчики доставляют шины на восстанавливающие, регенерирующие и шлифовальные или продольно-резательные станки или на места утилизации шин (полигоны, склады шин или незаконные свалки). (1) На Рисунке 1 представлен графический обзор индустрии утилизации шин. Рисунок 1. Обзор индустрии утилизации шин. Поскольку шины являются горючими, места хранения шин могут представлять потенциальную опасность возгорания. Необходимо принять меры для защиты от небрежности или случайного воспламенения, которые могут произойти на складах шин. (7) Обрезки шин или чипсы обычно можно получить у операторов шинных измельчителей. Измельченный каучук или резиновая крошка, как правило, доступны на предприятиях по переработке шинных отходов. В Соединенных Штатах, вероятно, имеется 100 или более предприятий по измельчению шин, но имеется лишь от 15 до 20 предприятий по переработке шинных отходов.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НА ДОРОГЕ И ТРЕБОВАНИЯ К ОБРАБОТКЕ

Строительство насыпи — измельченные или сколотые шины Измельченные или расколотые шины использовались в качестве легкого наполнителя для строительства насыпей. Однако недавние проблемы со сгоранием в трех местах побудили пересмотреть методы проектирования, когда при строительстве насыпи используются измельченные или расколотые шины. (7) Заменитель заполнителя – грунтовая резина Резиновая крошка использовалась как заменитель мелкого заполнителя в асфальтовых покрытиях.В этом процессе измельченные частицы резины добавляются в горячую смесь в виде мелкого заполнителя в смеси типа слоя трения с зазорами. В этом процессе, обычно называемом сухим процессом, обычно используются частицы измельченной резины размером примерно от 6,4 мм (1/4 дюйма) до 0,85 мм (сито № 20). (4)  Асфальтовые смеси, в которые добавлены частицы молотого каучука в качестве части мелкого заполнителя, называются прорезиненным асфальтом. Модификатор асфальта — резиновая крошка Резиновая крошка может использоваться для модификации битумного вяжущего (например,g., увеличить его вязкость) в процессе, в котором каучук смешивают с битумным вяжущим (обычно в диапазоне от 18 до 25 процентов каучука). Этот процесс, обычно называемый мокрым процессом, заключается в смешивании и частичной реакции резиновой крошки с асфальтовым вяжущим при высоких температурах с получением прорезиненного асфальтового вяжущего. Для большинства мокрых процессов требуются частицы резиновой крошки размером от 0,6 мм (сито № 30) до 0,15 мм (сито № 100). Модифицированное вяжущее обычно называют битумно-каучуковым.Асфальто-каучуковые вяжущие в основном используются при укладке горячих асфальтобетонных смесей, но также используются в качестве герметизирующего покрытия в качестве мембраны, поглощающей напряжения (SAM), промежуточного слоя мембраны, поглощающей напряжения (SAMI), или в качестве мембранного герметика без какого-либо заполнителя. Подпорные стенки — целые и разрезанные шины Хотя это и не прямое применение на шоссе, целые шины использовались для строительства подпорных стен. Они также использовались для стабилизации придорожных обочин и защиты откосов каналов.Для каждого применения целые шины укладываются вертикально друг на друга. Затем соседние шины скрепляются зажимами по горизонтали, а металлические столбы вбиваются вертикально через отверстия в шинах и при необходимости закрепляются в подстилающем грунте для обеспечения боковой поддержки и предотвращения последующего смещения. Каждый слой шин заполняется засыпкой из утрамбованной земли. (8)  Этот тип конструкции подпорной стены был первоначально выполнен в Калифорнии. Разрезанные ломовые шины можно использовать в качестве армирования насыпей и анкерных подпорных стенок.Помещая боковины шин в соединенные между собой полосы или маты и используя чрезвычайно высокую прочность боковин на растяжение, насыпи можно стабилизировать в соответствии с принципами армированного грунта. Боковые стенки скрепляются металлическими зажимами при армировании насыпей или поперечным анкерным стержнем в сборе при анкеровке подпорных стен. (8)

СВОЙСТВА МАТЕРИАЛА

Физические свойства Измельченные шины Обрывки шин в основном представляют собой плоские куски шин неправильной формы с зазубренными краями, которые могут содержать или не содержать выступающие острые куски металла, являющиеся частями стальных лент или бортов.Как отмечалось ранее, размер фрагментов шин может варьироваться от 460 мм (18 дюймов) до 25 мм (1 дюйм), причем большинство частиц находится в пределах от 100 мм (4 дюйма) до 200 мм (8 дюймов). диапазон. Средняя плотность фрагментов шин насыпью варьируется в зависимости от размера фрагментов, но можно ожидать, что она будет находиться в диапазоне от 390 кг/м 3 (24 фунта/фут 3 ) до 535 кг/м 3  (33 фунта). /фут 3 ). Средняя уплотненная плотность колеблется от 650 кг/м 3 (40 фунтов/фут 3 ) до 840 кг/м 3  (52 фунта/фут 3 ). (3) Чипсы для шин Шинная стружка более мелкая и однородная по размеру, чем фрагменты шин, размером от 76 мм (3 дюйма) до примерно 13 мм (1/2 дюйма). Хотя размер шинной стружки, как и фрагментов шин, зависит от производителя и состояния технологического оборудования, почти все частицы шинной стружки могут быть размером с гравий. Можно ожидать, что насыпная плотность шинной стружки будет варьироваться от 320 кг/м 3 (20 фунтов/фут 3 ) до 490 кг/м 3  (30 фунтов/фут 3 ).Уплотненная плотность чипсов шин, вероятно, колеблется от 570 кг/м 3 (35 фунтов/фут 3 ) до 730 кг/м 3  (45 фунтов/фут 3 ). (9)  Покрытая стружка имеет коэффициент поглощения в диапазоне от 2,0 до 3,8 процента. (10) Шлифованная резина Частицы молотого каучука занимают промежуточное положение между стружкой из шин и резиновой крошкой. Размер частиц молотого каучука колеблется от 9,5 мм (3/8 дюйма) до 0,85 мм (сито № 20). Резиновая крошка Резиновая крошка, используемая в горячей асфальтовой смеси, обычно имеет 100 процентов частиц мельче 4.75 мм (сито № 4). Хотя большинство частиц, используемых во влажном процессе, имеют размер от 1,2 мм (сито № 16) до 0,42 мм (сито № 40), некоторые частицы резиновой крошки могут иметь размер до 0,075 мм (сито № 200). ). Удельный вес резиновой крошки составляет примерно 1,15, и продукт не должен содержать ткани, проволоки или других загрязнений. (4) Химические свойства Шинная стружка и клочки шин не вступают в реакцию при нормальных условиях окружающей среды. Основным химическим компонентом шин является смесь натурального и синтетического каучука, но дополнительные компоненты включают сажу, серу, полимеры, масло, парафины, пигменты, ткани и материалы бортов или ремней. (2) Механические свойства Имеются ограниченные данные о прочности на сдвиг фрагментов шин, в то время как о прочности на сдвиг фрагментов шин таких данных мало или совсем нет. Большой разброс в размерах фрагментов затрудняет, если не делает практически невозможным, поиск достаточно большого устройства для проведения значимого испытания на сдвиг. Хотя характеристики прочности на сдвиг чипсов шин варьируются в зависимости от размера и формы чипов, было обнаружено, что углы внутреннего трения находятся в диапазоне от 19 o до 26 o , а значения сцепления варьировались от 4.от 3 кПа (90 фунтов/фут 2 ) до 11,5 кПа (90 до 240 фунтов/фут 2 ). Шинная стружка имеет коэффициент проходимости от 1,5 до 15 см/сек. (10) Другое имущество Утильные шины имеют теплотворную способность в диапазоне от 28 000 кДж/кг (12 000 БТЕ/фунт) до 35 000 кДж/кг (15 000 БТЕ/фунт). (2)  В результате при соответствующих условиях возгорание утильных шин возможно и должно учитываться при любом применении. Также можно ожидать, что шинная стружка будет обладать высокими изолирующими свойствами.Если шинная стружка используется в качестве наполнителя в земляном полотне, можно ожидать меньшей глубины промерзания по сравнению с гранулированным грунтом. (11)

ССЫЛКИ

  1. Совет по управлению утилизацией шин. Исследование использования/утилизации старых шин 199, обновление , Вашингтон, округ Колумбия, февраль 1995 г.
  2. Шнормайер, Рассел. «Переработанная шинная резина в асфальте», представленная на 71-м ежегодном собрании Совета по исследованиям в области транспорта, Вашингтон, округ Колумбия, 1992 г.
  3. Рид, Дж., Т. Додсон и Дж. Томас. Экспериментальный проект — использование измельченных шин для легкого заполнения, Департамент транспорта штата Орегон, Отчет о завершении строительства для проекта № DTFH-71-90-501-OR-11, Салем, штат Орегон, 1991 г.
  4. Хайцман, Майкл, «Проектирование и строительство материалов для асфальтового покрытия с резиновой крошкой», Протокол исследования транспорта № 1339, Совет по исследованиям в области транспорта, Вашингтон, округ Колумбия, 1992.
  5. Спенсер, Роберт.«Новые подходы к переработке шин», Biocycle, , март 1991 г.
  6. .
  7. Эппс, Джон А.  Использование переработанных резиновых шин на автомагистралях,  Национальная совместная программа исследований автомобильных дорог, синтез практики дорожного движения 198, Вашингтон, округ Колумбия, 1994 г.
  8. Хамфри, Дана Н. Исследование экзотермической реакции в шинном наполнении. Расположено на SR100 в Илвако, штат Вашингтон, . Подготовлено для Федерального управления автомобильных дорог, 22 марта 1996 г.
  9. Форсайт, Рэймонд А.и Джозеф П. Иган-младший. «Использование отходов в строительстве насыпи», Отчет о транспортных исследованиях № 593, Совет по исследованиям в области транспорта, Вашингтон, округ Колумбия, 1976, стр. 3-8.
  10. Босшер, Питер Дж., Тансер Б. Эдил и Нил Н. Элдин. «Строительство и работа испытательной насыпи из измельченных шин», представлено на 71-м ежегодном собрании Совета по исследованиям в области транспорта, Вашингтон, округ Колумбия, январь 1992 г.
  11. Хамфри, Дана. Н., Т. С. Сэндфорд, М.М. Криббс и В. П. Манион. «Прочность на сдвиг и сжимаемость шинной стружки для использования в качестве обратной засыпки подпорной стены», представлено на 72-м ежегодном собрании Совета по исследованиям в области транспорта, Вашингтон, округ Колумбия, январь 1993 г.
  12. Хамфри, Дана Н. и Роберт А. Итон. «Шипы в качестве изоляции грунтового основания — полевые испытания», , Материалы симпозиума по восстановлению и эффективному повторному использованию выброшенных материалов и побочных продуктов для строительства дорог, , Федеральное управление автомобильных дорог, Денвер, Колорадо, октябрь 1993 г.
  13. ЭльГавадей и др. «Механические и экологические характеристики экологически чистого чип-уплотнителя с переработанной резиновой крошкой», подготовлено для Министерства природных ресурсов штата Миссури, февраль 2017 г.
  14. .

ВВЕДЕНИЕ

Резиновые отходы шин могут быть включены в смеси для асфальтового покрытия двумя различными способами, называемыми мокрым и сухим способами. При мокром способе резиновая крошка действует как модификатор асфальтового вяжущего, тогда как при сухом способе гранулированный или измельченный каучук и/или резиновая крошка используется в качестве части мелкого заполнителя.В обоих случаях резиновую крошку иногда называют модификатором резиновой крошки (CRM), потому что ее использование изменяет свойства получаемого горячего асфальтобетонного продукта.

Мокрый процесс можно использовать для горячих асфальтобетонных смесей, а также для уплотнения стружки или обработки поверхности. Мокрый процесс также можно использовать для приготовления прорезиненных герметиков для швов и трещин, которые не входят в область применения настоящего документа. В мокром процессе резиновая крошка смешивается с битумным вяжущим (обычно в диапазоне от 18 до 25 процентов каучука) перед добавлением вяжущего к заполнителю.

При смешивании битумного вяжущего и CRM, CRM, реагируя с битумным вяжущим, набухает и размягчается. На эту реакцию влияют температура, при которой происходит смешивание, продолжительность времени, в течение которого температура остается повышенной, тип и количество механического перемешивания, размер и текстура CRM, а также ароматический компонент асфальтового вяжущего.

Сама реакция включает абсорбцию ароматических масел из асфальтового вяжущего полимерными цепями, составляющими основные структурные компоненты натурального и синтетического каучука в CRM.Скорость реакции между CRM и асфальтовым вяжущим можно увеличить, увеличив площадь поверхности CRM и повысив температуру реакции. Вязкость смеси асфальт-CRM является основным параметром, который используется для контроля реакции. (1)  Указанное время реакции должно представлять собой минимальное время при заданной температуре, необходимое для стабилизации вязкости вяжущего.

Когда CRM смешивают с битумным вяжущим в мокром процессе, модифицированное вяжущее называется битумно-каучуковым.На сегодняшний день большая часть опыта использования CRM при укладке асфальта относится к мокрому процессу.

Асфальто-каучуковые вяжущие используются в покрытиях, герметизирующих стружку, а также при укладке асфальта горячими смесями. Нанесение покрытия для защиты от стружек с использованием асфальто-каучуковых связующих стало известно как мембраны, поглощающие напряжение (SAM). Когда битумно-резиновое уплотнение для стружки или SAM покрывается горячей асфальтовой смесью, уплотнение для стружки называется промежуточным слоем мембраны, поглощающей напряжения (SAMI).

Первыми приложениями были периодические мокрые процессы, основанные на технологии McDonald, которая была разработана в начале 1960-х годов Чарльзом Макдональдом, инженером из города Феникс, а в 1970-х годах компанией Arizona Refining Company (ARCO).Существует множество патентов, связанных с технологией McDonald, срок действия некоторых из которых истек, а срок действия некоторых еще не истек. (1,2)

Технология непрерывного смешивания была разработана во Флориде в конце 1980-х годов и часто называется Флоридским мокрым процессом. В этом процессе мелкий 0,18 мм (сито № 80) CRM смешивается с битумным вяжущим в непрерывном процессе. Технология Флориды отличается от процесса Макдональда несколькими аспектами: меньшим процентным содержанием CRM (от 8 до 10 процентов каучука), меньшим размером частиц CRM, более низкой температурой смешивания и более коротким временем реакции.Мокрый процесс во Флориде еще не запатентован. (1)

Окончательное смешивание – это мокрый процесс с возможностью смешивания или комбинирования асфальтового вяжущего и CRM и выдержки продукта в течение продолжительных периодов времени. Этот асфальто-каучуковый продукт имеет срок годности и смешивается на асфальто-цементном терминале с использованием либо периодического, либо непрерывного смешивания. Отдельные государственные дорожные агентства в настоящее время разрабатывают свои собственные продукты с использованием этой технологии, поскольку она не запатентована. В настоящее время ни один из конечных продуктов смешивания не прошел полную оценку в полевых условиях. (1)

ПРОТОКОЛ

Заявленные характеристики резиновой крошки в асфальтовом покрытии сильно различаются в разных частях Соединенных Штатов. Несколько штатов имеют довольно обширный опыт использования резиновой крошки, некоторые из них — мокрым способом. Краткое изложение опыта отдельных государств представлено в следующих нескольких абзацах.

За 20-летний период, начиная с начала 1970-х годов, более 3000 миль улиц в Фениксе, штат Аризона, были покрыты битумно-каучуковым покрытием.В начале 1990-х годов использование герметиков для стружки было прекращено в пользу покрытия горячей асфальтобетонно-резиновой смесью толщиной 1 дюйм. Около 600 миль улиц были вымощены с помощью укладки горячей смеси. Сообщается, что как герметики для стружки, так и покрытия из горячей смеси эффективно замедляют отражение трещин типа «крокодил» и усадочных трещин шириной менее 6,3 мм (1/4 дюйма). Сообщается, что по сравнению с чип-уплотнителями покрытие из горячей смеси асфальта и резины толщиной 25 см (1 дюйм) обеспечивает улучшенную поверхность для движения и заметное снижение дорожного шума. (3)

Департамент транспорта Калифорнии (CalTrans) использует асфальтобетон, модифицированный каучуком, с 1978 года и построил 17 установок для укладки мокрым способом. CalTrans укладывает прорезиненные покрытия на асфальт, а также на бетонные покрытия с использованием асфальтобетонных смесей с плотным, открытым и щелевым классом. С 1987 года эти накладки CRM накладываются с меньшей толщиной по сравнению с обычными накладками. В целом, CalTrans сообщила, что верхние слои мокрого способа обычно превосходят более толстый, плотный асфальтобетон, демонстрируя меньше повреждений, требуя меньшего обслуживания и способных выдерживать более высокие прогибы. (4)

В период с марта 1989 г. по сентябрь 1990 г. Департамент транспорта Флориды (DOT) построил три демонстрационных проекта по асфальтобетонно-резиновому покрытию. Эти проекты включали один плотный и два открытых слоя трения с использованием технологии мокрого процесса во Флориде. . Хотя долгосрочные характеристики еще предстоит оценить, проанализированные к настоящему времени данные свидетельствуют о том, что асфальто-резиновые покрытия трения, особенно в рудах с открытым содержанием, вероятно, проявят повышенную долговечность по сравнению с обычными покрытиями трения. (5)

В 1980-х годах Департамент транспорта штата Канзас построил пять объектов с использованием прокладок из асфальта и резины. В двух проектах промежуточный слой смог несколько уменьшить отражающее растрескивание. На остальных трех проектах разница между покрытиями с прослойкой и контрольными участками была незначительной, а в некоторых случаях участки с прослойкой имели более выраженные отражающие трещины. По всем пяти проектам Департамент транспорта штата Канзас пришел к выводу, что дополнительные затраты на прослойку из асфальта и резины не оправдывают ее использования. (6)

Департамент транспорта штата Миннесота (MnDOT) использовал CRM при укладке асфальта по крайней мере в шести различных проектах по мокрому способу, начиная с 1979 года. Шесть проектов включали два SAM, три SAMI и одно покрытие с плотным гранулированием. (7)  Демонстрация MnDOT дала неоднозначные результаты. Из двух мембран, поглощающих напряжение, одна оказалась успешной, а другая — неудачной. Разница между успехом и неудачей зависела от предварительного покрытия используемых чипов. При установке трех SAMI возникли лишь незначительные проблемы.Отражающее растрескивание было уменьшено, но не устранено. Некоторое улучшение отражения трещин наблюдалось в покрытии из плотного битумно-каучукового покрытия, но эти преимущества не были сочтены достаточными, чтобы компенсировать увеличение стоимости. (7)

В Техасе резиновая крошка использовалась в смесях для асфальтобетонного покрытия, по крайней мере, в трех различных продуктах, начиная с 1976 года. уплотнения. В Техасе было построено более 2000 миль полос асфальтно-резиновых уплотнений (SAM).После многолетнего опыта сотрудники Департамента транспорта Техаса пришли к выводу, что SAM демонстрируют повышенную устойчивость к растрескиванию и растрескиванию типа «крокодил», но устойчивость к растрескиванию при усадке не улучшается за счет герметизации чипов. (8)

В двух других округах Техаса были проведены эксперименты с использованием CRM в верхних слоях горячей асфальтобетонно-резиновой смеси плотного гранулометрического состава (мокрый процесс). На сегодняшний день производительность двух слоев мокрого способа была удовлетворительной. (8)

С 1977 года Департамент транспорта штата Вашингтон (WSDOT) использует три типа материалов для укладки, полученных мокрым способом.Продукты мокрого процесса включают в себя SAM, SAMI и асфальтобетонно-резиновые фрикционные покрытия открытого типа. WSDOT пришла к выводу, что характеристики SAM и SAMI из битумной резины не оправдывают дополнительных затрат на их строительство. (9)  Все пять слоев трения с открытым грунтом демонстрируют хорошие и очень хорошие эксплуатационные характеристики, за исключением одного верхнего покрытия настила моста, которое демонстрирует некоторые дефекты в области колесных дорожек. (9)

В Онтарио, Канада, три демонстрационных проекта по использованию модифицированного каучуком асфальта были оценены с точки зрения характеристик дорожного покрытия.Эффективность проектов асфальт-резины (мокрый процесс) была многообещающей, поскольку долговечность этих асфальтовых смесей, как оказалось, была увеличена за счет использования модификатора резиновой крошки. (10)

Сообщается, что в Соединенных Штатах было реализовано шесть проектов по переработке асфальтобетонных покрытий с CRM. Примерно половина этих проектов была мокрым способом, а другая половина — сухим. По-видимому, нет никаких физических проблем с рециклингом регенерированного асфальтобетонного покрытия, содержащего CRM в качестве части заполнителя в новой асфальтобетонной смеси.

Подводя итог, общие результаты этих исследований производительности позволяют сделать следующее:

  • Герметики для чипов (SAM и SAMI) : Должны использоваться чипы с предварительно нанесенным покрытием, которые эффективно снижают, но не устраняют отражающее растрескивание, особенно в более теплом климате.
  • Асфальто-каучуковые покрытия для горячей смеси : Наблюдались улучшенные характеристики по сравнению с обычными покрытиями для горячей смеси в большинстве климатических условий. Покрытия из асфальтобетона с плотным гранулометрическим составом могут быть эффективны при меньшей толщине по сравнению с обычными покрытиями.Асфальто-резиновые покрытия с открытыми слоями демонстрируют повышенную износостойкость в более теплом климате по сравнению с обычными слоями трения.
  • Экономические сравнения : Общее мнение состоит в том, что модифицированные резиновой крошкой асфальтовые покрытия могут стоить в 1,5-2 раза дороже, чем обычный асфальт. Многие штаты ставят под сомнение экономическую эффективность CRM в горячих асфальтобетонных смесях.

ТРЕБОВАНИЯ К ОБРАБОТКЕ МАТЕРИАЛОВ

Измельчение

Начальным этапом производства измельченной или гранулированной резины из шинных отходов является измельчение.Резиновые отходы из шин доставляются на заводы по переработке каучука в виде целых шин, нарезанных шин (протекторов или боковин) или измельченных шин, причем предпочтительной альтернативой являются измельченные шины. В качестве скрапа резина перерабатывается, размер частиц уменьшается, стальной брекер и армирующее волокно отделяются и удаляются из шины, а затем выполняется дальнейшее измельчение.

Измельчение и гранулирование

Резиновая крошка может производиться одним из трех способов.В процессе грануляции образуются кубические частицы одинаковой формы размером от 9,5 мм (3/8 дюйма) до 0,4 мм (сито № 40), которые называются гранулированными CRM. Процесс крекерной мельницы, который наиболее часто используется, дает рваные частицы неправильной формы размером от 4,75 мм (сито № 4) до 0,42 мм (сито № 40), называемые измельченными CRM. В процессе микромельницы получается CRM очень тонкого помола, обычно в пределах от 0,42 мм (сито № 40) до 0,075 мм (сито № 200). (1)  В мокром процессе измельченный CRM обычно используется с технологией McDonald, а очень мелкомолотый CRM используется с технологией Florida.

ИНЖЕНЕРНЫЕ СВОЙСТВА

Некоторые технические свойства, представляющие особый интерес при введении резины в асфальтобетон (мокрый процесс), включают вязкость асфальта, температуру размягчения асфальта, модуль упругости, остаточную деформацию, термическое растрескивание и устойчивость к старению.

Вязкость : Добавление резиновой крошки к асфальтовому вяжущему может значительно увеличить вязкость полученного асфальто-каучукового вяжущего.Для регулирования вязкости можно использовать различные количества керосина или других разбавителей. Повышение вязкости может происходить после добавления разбавителей, но более высокие проценты разбавителя обычно приводят к уменьшению увеличения вязкости. Температуры реакции также влияют на эти отношения. (1)  Преимущество повышенной вязкости битумно-каучукового вяжущего заключается в том, что в асфальтобетонную смесь можно добавить дополнительное вяжущее, чтобы уменьшить отражающее растрескивание, расслоение и колееобразование, при этом улучшая реакцию вяжущего на изменение температуры и повышая долговечность , а также его способность прилипать к частицам заполнителя в смеси и противостоять старению.

Температура размягчения : В дополнение к изменению вязкости вяжущего, битумно-каучуковые вяжущие, используемые в герметизирующих покрытиях и горячих битумных смесях, показывают увеличение точки размягчения вяжущего на 11°C (20°F) до 14°C ( 25°F), что приводит к уменьшению колеи или раскачиванию асфальто-резиновых изделий при повышенных температурах. Модификация битумного вяжущего измельченной шинной резиной значительно повышает эластичность вяжущего по сравнению с немодифицированным битумным вяжущим, что придает асфальтобетонным покрытиям повышенную устойчивость к деформации и растрескиванию.

Модуль упругости : Значения модуля упругости для смесей, содержащих обычный заполнитель и битумно-каучуковое вяжущее, обычно ниже, чем значения модуля упругости для аналогичных смесей, в которых используется обычный асфальтовый вяжущий. Чем выше температура, тем больше разница между модулем упругости обычной смеси и битумно-каучуковой смеси. (1)

Постоянная деформация : Свойства остаточной деформации плотных битумно-каучуковых смесей находятся в диапазоне свойств, обычно присущих обычным горячим смесям асфальта для дорожного покрытия, хотя асфальто-каучуковые смеси могут быть несколько менее стойкими к остаточной деформации. (1)

Термический крекинг : Асфальто-каучуковые вяжущие также имеют пониженную температуру разрушения по сравнению с обычным асфальтовым вяжущим, обычно на 5,5°C (10°F) — 8,3°C (15°F) ниже, что означает, что асфальт — резиновые изделия менее хрупкие и более устойчивы к растрескиванию при более низких температурах, чем обычные герметики для чипов или асфальтобетонные смеси с горячей смесью. Отдельные исследования усталости также показали большую устойчивость к низкотемпературному термическому растрескиванию. Таким образом, битумная резина более эластична, чем асфальтобетон, и остается эластичной при более низких температурах.

Стойкость к старению : Лабораторные данные также показывают, что смеси асфальта и каучука несколько более устойчивы к старению, чем обычные асфальтовые смеси. Исследования старения, проведенные в битумно-каучуковых вяжущих, нанесенных на тротуары северной и центральной Аризоны, показывают, что асфальтово-каучуковые вяжущие имеют повышенную устойчивость к затвердеванию. (1)  При добавлении резиновой крошки к асфальтовому вяжущему увеличивается усталостная долговечность.

КОНСТРУКТИВНЫЕ СООБРАЖЕНИЯ

Микс Дизайн

Горячая асфальтобетонная смесь

Вариации стандартных процедур Marshall и Hveem для расчета горячей асфальтобетонной смеси использовались для разработки плотных горячих смесей с использованием резиновой крошки.Тесты на стабильность по Маршаллу или Хвиму и параметры вес-объем являются основой для каждой из этих конструкций. При использовании битумных смесей CRM достигаются меньший удельный вес и показатели устойчивости по Маршаллу или Хвеему, в то время как значения текучести и пустот в минеральном заполнителе (VMA) увеличиваются по сравнению с обычными смесями. (1)  Температуры смешивания и уплотнения смесей CRM часто выше, чем у обычных смесей для дорожного покрытия. В зависимости от метода составления смеси образцы следует нагревать до температуры от 149°C (300°F) до 190°C (375°F) перед уплотнением.Расчетные воздушные пустоты и градация заполнителя зависят от содержания СО. Низкое содержание CRM в мокром процессе практически не влияет на состав смеси. Как правило, если в связующем используется 20 процентов резиновой крошки, то содержание связующего CRM будет на 20 процентов больше, чем в обычном связующем. (1)

В большинстве мокрых процессов используются частицы CRM размером от 0,6 мм (сито № 30) до 0,15 мм (сито № 100). Массовое процентное содержание CRM может варьироваться от 5 до 25 процентов связующего, но обычно составляет 18 процентов.CRM и битумный вяжущий материал смешивают при температуре от 166°C (330°F) до 204°C (400°F). Время реакции может варьироваться от 10-15 минут до 2 часов и более, причем двумя наиболее важными переменными являются тип и градация каучука.

Чип-уплотнители

Когда битумная резина используется в щебневом уплотнении, большинство SAM и SAMI были разработаны и установлены без предварительного определения связующего или нормы внесения заполнителя. Наиболее распространенный подход заключался в том, чтобы указать фиксированную норму вяжущего асфальта и каучука, а затем варьировать норму внесения заполнителя для получения желаемого продукта.Количество битумно-каучукового вяжущего, предлагаемого для использования в щебнезащитных покрытиях, примерно на 15-20% выше, чем требуется для обычного битумно-цементного вяжущего без поправки на температуру. Количество асфальтово-каучукового вяжущего, предлагаемого для использования в промежуточных слоях, примерно на 45 % выше, чем обычно используемое в битумно-цементном вяжущем без поправки на температуру. (1)

Структурный дизайн

Традиционные процедуры проектирования AASHTO для нежестких покрытий обычно используются для покрытий, содержащих CRM мокрого способа. (11)  Большинство агентств предпочитают использовать асфальтобетонно-резиновое покрытие той же толщины, что и расчетная толщина обычного покрытия из горячей асфальтобетонной смеси.

С 1987 года CalTrans разместила и оценила эффективность как минимум восьми различных проектов, в которых все или хотя бы часть асфальтобетонно-резинового покрытия была уложена меньшей толщины по сравнению с обычным покрытием. Уменьшение толщины колеблется от 20 до 50 процентов в асфальтобетонных смесях с плотным гранулометрическим составом.Сообщалось, что в большинстве этих проектов более тонкие асфальтобетонно-каучуковые смеси работали не хуже, чем более густые, обычные асфальтобетонные смеси с плотным гранулометрическим составом. (4)

СТРОИТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕДУРЫ

Существует ряд специальных процедур строительства горячих асфальтобетонных покрытий, содержащих резиновые отходы шин, а также покрытия для защиты от стружки (SAM) и промежуточные слои (SAMI).

Асфальтовые покрытия горячей смеси

Процесс строительства, обычно используемый для горячих асфальтобетонных смесей, должен быть изменен для получения качественной горячей смеси CRM.При использовании битумно-каучуковых вяжущих в смесях плотного, мелкозернистого или щелевого состава необходимо учитывать некоторые изменения в обычном строительном процессе.

Транспортировка и хранение материалов

Резиновая крошка чаще всего поставляется в мешках по 110 кг (50 фунтов). Мешки можно опорожнять непосредственно в реакционный сосуд для смешивания с асфальтовым вяжущим. Различная вязкость связующих мокрого способа, особенно при более высоком содержании каучука (в диапазоне от 18 до 25 процентов), может вызвать проблемы с хранением и/или перекачиванием связующего.Такие проблемы наиболее вероятны, если завод по производству горячей смеси был остановлен на длительный период времени.

Смешивание

Должна быть добавлена ​​установка для смешивания и реакции, чтобы обеспечить правильное дозирование резиновой крошки, базового битумного вяжущего и любых других модификаторов. В большинстве мокрых процессов используются частицы CRM размером от 0,6 мм (сито № 30) до 0,15 мм (сито № 100). CRM и битумный цемент смешивают при температуре от 166°C до 204°C (от 330°F до 400°F).Время реакции может варьироваться от 10-15 минут до 2 часов и более, причем двумя наиболее важными переменными являются тип и градация каучука. Целевая температура должна быть выше, чтобы учесть большую вязкость вяжущего при строительных температурах. Типичные температуры смешивания горячей асфальтобетонной смеси составляют от 149°C (300°F) до 177°C (350°F).

Укладка и уплотнение

Укладка горячей асфальтобетонной смеси с вяжущим CRM мокрого способа может выполняться с использованием стандартной техники для укладки дорожного покрытия.Температура укладки должна быть не ниже 121°C (250°F). Уплотнение должно быть завершено как можно быстрее. (1) Катки с пневматическими шинами использовать нельзя, так как битумная резина будет скапливаться на шинах катков. (1)

Покрытия ChipSeal Coats (SAM) и промежуточные слои (SAMI)

Конструкция битумно-резиновых уплотнителей и промежуточных слоев (SAM и SAMI) практически идентична конструкции обычных стружечных уплотнителей. Основные отличия заключаются в приготовлении асфальтобетонного вяжущего и использовании специального оборудования для распыления.

Транспортировка и хранение материалов

Резиновая крошка чаще всего поставляется в мешках по 110 кг (50 фунтов). Мешки можно опорожнять непосредственно в реакционный сосуд для смешивания с асфальтовым вяжущим.

Смешивание

Приготовление асфальтобетонно-каучуковых вяжущих осуществляется в смесительных емкостях, которые часто представляют собой либо специальные резервуары, либо специализированные распределители вяжущих. Они должны быть способны нагревать базовый битумный вяжущий материал, смешивать резиновую крошку и битумный вяжущий материал и удерживать резиновую крошку во взвешенном состоянии во избежание разделения.При введении резиновой крошки в асфальтобетон происходит его набухание и протекают физико-химические реакции, изменяющие свойства базового асфальта. Разбавители различных типов (например, керосин) могут быть введены для регулирования вязкости при распылении. (1)

Укладка и уплотнение

Оборудование для распределения вяжущего должно обеспечивать поддержание температуры вяжущего на желаемом уровне, обеспечивать циркуляцию вяжущего во избежание разделения резиновой крошки и битумной основы и равномерно распределять вяжущее.Для работы с некоторыми битумно-каучуковыми вяжущими требуются специальные насосы и форсунки. (1)

Для герметизации чипов или промежуточных слоев типичный расход битумно-каучуковой струи составляет от 2,5 л/м (0,55 галлона/ярд 2 ) до 3,2 л/м 2  (0,70 галлона/ ярдов 2 ) для SAM и от 2,7 л/м 2 (0,60 галлона/ярд 2 ) до 3,6 л/м 2  (0,80 галлона/ярд 2 , по сравнению с SAMI) 2  (0,35 галлона/ярд 2 ) до 2.3 л/м 2  (0,50 галлона/ярд 2 ) для обычных противосколочных уплотнений. Типичные нормы внесения заполнителя находятся в диапазоне от 16 кг/м 2  (30 фунтов/ярд 2 ) до 22 кг/м 2  (40 фунтов/ярд 2 ) для SAM и 8 кг/м 2  (15 фунтов/ярд 2 ) до 14 кг/м 2  (25 фунтов/ярд 2 ) для SAMI, по сравнению с обычными нормами нанесения чип-герметика 11 кг/м 2  (20 фунтов /ярд 2 ) до 14 кг/м 2  (25 фунтов/ярд 2 ). (1)  Как и во всех конструкциях с заделкой чипов, нанесение чипов следует сразу же после нанесения связующего для обеспечения надлежащей адгезии.

Контроль качества

Для обеспечения надлежащего контроля качества связующего CRM необходимо тщательно контролировать размер частиц резиновой крошки, скорость добавления резиновой крошки, температуру смешивания, а также время смешивания и реакции. Рекомендуется отбирать пробы уплотненных смесей в соответствии с AASHTO T168, (12) и проверять на удельный вес в соответствии с ASTM D2726 (13) и плотность на месте в соответствии с ASTM D2950. (14) Для обеспечения качества щебнезащитного покрытия необходимо тщательно проверять размер частиц и норму внесения каменной крошки для обеспечения соответствия применимым спецификациям.

НЕРЕШЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ

Существует несколько нерешенных вопросов, связанных с использованием резиновой крошки в качестве модификатора асфальтобетона в асфальтобетоне с использованием мокрого способа.

Хотя в настоящее время доступно лишь ограниченное количество данных о выбросах в атмосферу от асфальтовых заводов, производящих горячую смесь, содержащую CRM, до сих пор нет доказательств того, что использование асфальтобетонной смеси для дорожного покрытия, содержащей переработанную резиновую крошку, оказывает какое-либо повышенное воздействие на окружающую среду по сравнению с использованием выбросы от производства обычного асфальтобетонного покрытия. (10)  Тем не менее, существует необходимость в дополнительных исследованиях возможности вторичной переработки, а также вопросов здоровья и безопасности для асфальтобетонных смесей CRM. Некоторые из этих работ в настоящее время ведутся, и по мере поступления данных их следует включать в то, что уже известно об этих двух аспектах использования CRM в асфальтовых покрытиях.

Из-за колебаний характеристик асфальтобетонных смесей CRM в различных местах и/или климатических условиях необходимо более тщательно контролировать экспериментальные участки полей в различных климатических регионах по всей территории Соединенных Штатов, чтобы получить более надежные данные о характеристиках.Свойства вяжущего и смеси в этих различных регионах должны быть более точно определены и задокументированы. Записи о производительности этих тестовых секций, возможно, потребуется отслеживать в течение длительного периода времени, по крайней мере, 5 лет и, возможно, до 30 лет. (1)

Для определения свойств вяжущих, полученных мокрым способом, необходимы дополнительные исследования. Требуемые свойства герметиков, промежуточных слоев и горячих битумных смесей, содержащих CRM, необходимо лучше определить с использованием либо существующих, либо новых разработанных методов испытаний.

ССЫЛКИ

  1. Эппс, Джон А. Uses of Recycled Rubber Tires in Highways, NCHRP Synthesis of Highway Practice No. 198, Transportation Research Board, Washington, DC, 1994.
  2. Харамия, Экубалали, Джо А. Кано и Рассел Н. Шнормайер. «Двадцатилетнее исследование асфальтобетонно-резиновых покрытий в городе Феникс, штат Аризона». Представлено на 70-м ежегодном собрании Совета по транспортным исследованиям, Вашингтон, округ Колумбия, январь 1991 г.
  3. Харамия, Экубалали, Джо А.Кано и Рассел Н. Шнормейер. «Двадцатилетнее исследование асфальтобетонно-резиновых покрытий в городе Феникс, штат Аризона». Представлено на 70-м ежегодном собрании Совета по транспортным исследованиям, Вашингтон, округ Колумбия, январь 1991 г.
  4. Ван Кирк, Джек Л. «Опыт работы CalTrans с прорезиненным асфальтобетоном». Представлено на сессии по передаче технологии введения в прорезиненный асфальтобетон, Топика, Канзас, 23 января 1991 г.
  5. Пейдж, Гейл С., Байрон Э. Рут и Рэнди С.Запад. «Подход Флориды с использованием грунтовой резины для шин в асфальтобетонных смесях». Протокол исследования транспорта № 1339 , Совет по исследованиям транспорта, Вашингтон, округ Колумбия, 1992, стр. 16-22.
  6. Parcells, WH Асфальтовая резина для мембраны, поглощающей напряжение, для замедления отражающего растрескивания. Заключительный отчет. Департамент транспорта Канзаса, Топика, штат Канзас, июнь 1989 г.
  7. Терджен, Кертис М. «Использование продуктов из асфальта и резины в Миннесоте». Представлено на Национальном семинаре по асфальто-резиновым покрытиям, Канзас-Сити, Миссури, 30–31 октября 1989 г.
  8. Эстахри, Синди К., Джо В. Баттон и Эммануэль Г. Фернандо. «Использование, доступность и рентабельность битумной резины в Техасе». Протокол транспортных исследований № 1339 , Совет по транспортным исследованиям, Вашингтон, округ Колумбия, 1992 г.
  9. Сверинген, Дэвид Л., Ньютон С. Джексон и Кит В. Андерсон. Использование вторсырья в строительстве дорог. Департамент транспорта штата Вашингтон, отчет № WA-RD 252.1, Олимпия, Вашингтон, февраль 1992 г.
  10. Эмери, Джон. «Оценка демонстрационных проектов модифицированного резиной асфальта». Представлено на 74-м ежегодном собрании Совета по исследованиям в области транспорта, Вашингтон, округ Колумбия, январь 1995 г.
  11. Руководство AASHTO по проектированию конструкций дорожного покрытия , Американская ассоциация государственных служащих, занимающихся вопросами автомобильных дорог и транспорта, Вашингтон, округ Колумбия, 1993 г.
  12. Американская ассоциация государственных служащих автомобильных дорог и транспорта. Стандартный метод испытаний «Отбор проб битумных смесей для дорожного покрытия», обозначение AASHTO: T168-82, испытания части II, 14-е издание, 1986 г.
  13. Американское общество испытаний и материалов. Спецификация стандарта D2726-96, «Объемный удельный вес и плотность невпитывающих уплотненных битумных смесей», Ежегодный сборник стандартов ASTM, , том 04.03, ASTM, Западный Коншохокен, Пенсильвания, 1996 г.
  14. Американское общество испытаний и материалов. Спецификация стандарта D2950-96, «Плотность асфальтобетона на месте с помощью ядерных методов», Ежегодный сборник стандартов ASTM , , том 04.03, ASTM, Западный Коншохокен, Пенсильвания, 1996 г.

ВВЕДЕНИЕ

Резиновые отходы шин могут быть включены в смеси для асфальтобетонного покрытия с использованием двух различных методов, которые называются мокрым процессом и сухим процессом. При мокром способе резиновая крошка действует как модификатор асфальтового вяжущего, тогда как при сухом способе гранулированный или измельченный каучук и/или резиновая крошка используется в качестве части мелкого заполнителя. В обоих случаях резиновую крошку иногда называют модификатором резиновой крошки (CRM), потому что ее использование изменяет свойства получаемого горячего асфальтобетонного продукта.

Сухой процесс может использоваться для укладки горячей асфальтобетонной смеси в смесях с плотным, открытым или щелевым классом. Его нельзя использовать для других целей асфальтирования, например, для холодных смесей и герметизации стружки или для обработки поверхности. В сухом процессе гранулированный или измельченный каучук и/или резиновая крошка используются в качестве заменителя небольшой части мелкого заполнителя (обычно от 1 до 3 процентов по весу от общего заполнителя в смеси). Частицы каучука смешивают с заполнителем перед добавлением битумного вяжущего.Когда шинная резина используется в качестве части заполнителя в горячей асфальтобетонной смеси, полученный продукт иногда называют асфальтобетоном, модифицированным каучуком (RUMAC).

Сухой процесс, наиболее часто используемый в Соединенных Штатах, был первоначально разработан в конце 1960-х годов в Швеции и продается в этой стране под торговой маркой PlusRide компанией EnviroTire. Технология PlusRide — это запатентованный процесс. В этом процессе в смесь для дорожного покрытия добавляется от 1 до 3 процентов гранулированной резиновой крошки от общей массы смеси.Гранулированный каучук состоит из частиц каучука размером от 4,2 мм (1/4 дюйма) до 2,0 мм (сито № 10). Целевое содержание воздушных пустот в асфальтобетонной смеси составляет от 2 до 4 процентов, что обычно достигается при содержании битумного вяжущего в диапазоне от 7,5 до 9 процентов. (1)

В конце 1980-х — начале 1990-х годов была разработана общая технология сухого процесса для производства горячих смесей с высокой плотностью. Эта концепция использует как грубую, так и мелкую резиновую крошку, чтобы соответствовать размерам заполнителя и добиться улучшенной модификации связующего.Резиновая крошка может нуждаться в предварительной реакции или предварительной обработке катализатором для достижения оптимального набухания частиц. В этой системе содержание каучука не превышает 2% от общей массы смеси для покрытия. Экспериментальные участки тротуара были уложены во Флориде, Нью-Йорке, Орегоне и Онтарио. (2)

Исследовательская инженерная лаборатория инженерных войск США для холодных регионов (CRREL) провела исследование смесей CRM для сухого процесса для отделения льда на тротуарах. Результатом этого исследования стала рекомендация закладывать полевые участки смесями, содержащими частицы резиновой крошки крупнее 4.75 мм (сито № 4) с верхним размером 9,5 мм (3/8 дюйма). Эта технология называется процессом кусковой резины. (2)  Испытания на свойства Маршалла, модуль упругости и удаление льда проводились в лаборатории с концентрацией резиновой крошки 3, 6 и 12 процентов по массе заполнителя. Лабораторные испытания колес показывают, что смеси с более высоким содержанием резины могут увеличить вероятность растрескивания льда. (3) Процесс производства кусковой резины еще не прошел полевые испытания. (2)

ПРОТОКОЛ

Сообщаемые характеристики модифицированных резиной асфальтобетонных покрытий сильно различаются в разных частях Соединенных Штатов. Следующие параграфы суммируют опыт отдельных штатов с сухим процессом.

Департамент транспорта Калифорнии (CalTrans) построил четыре объекта с использованием технологии сухого процесса PlusRide. В трех из этих проектов наблюдались некоторые проблемы в виде растрескивания или промывки колесных дорожек, но в целом CalTrans сообщила, что два из четырех проектов по сухому способу превзошли по своим характеристикам обычный плотный асфальт, а третий проект выступили сравнимо.Четвертый проект не был разработан должным образом и требовал наложения. (4)

Министерство транспорта Миннесоты (MNDOT) использовало сухой процесс укладки асфальта по крайней мере в двух различных проектах, начиная с 1979 года. Оба проекта по сухому процессу представляли собой установки PlusRide с использованием гранулированной резиновой крошки и заполнителя с зазорами в попытке создать самоочищающееся дорожное покрытие. (5) Две секции PlusRide зарекомендовали себя хорошо, но не продемонстрировали преимуществ, компенсирующих возросшую стоимость, и не продемонстрировали каких-либо значительных преимуществ в отношении защиты от обледенения. (5)

В Нью-Йорке в 1989 г. были проведены два экспериментальных проекта по укладке горячих смесей с использованием гранулированного каучука в сухом процессе для сравнения строительных характеристик и характеристик асфальтобетона, модифицированного каучуком, с обычной смесью для дорожного покрытия верхнего слоя. Все верхние слои имели толщину 37,5 мм (1-1/2 дюйма) и укладывались поверх существующих бетонных покрытий на портландцементе, каждый с выравнивающим слоем различной толщины. В обоих проектах модифицированные каучуком смеси состояли из PlusRide с 1, 2 или 3 процентами гранулированного каучукового заполнителя. (6)  По прошествии 3 лет Департамент транспорта штата Нью-Йорк не счел эти два проекта наложения ни экономичными, ни успешными.

В одном районе Техаса используется горячая асфальтобетонная смесь, модифицированная каучуком (сухой способ). Смесь сильно развалилась, и район был вынужден запечатать смесь чипсами в течение 3 месяцев. (7)

С 1977 года Департамент транспорта штата Вашингтон (WSDOT) провел ряд демонстраций сухого процесса с использованием частиц резиновой крошки до 6.Размер 3 мм (1/4 дюйма). Производительность семи секций PlusRide варьировалась от отличной до немедленной неудачи. Проблемы со строительством преследовали несколько из этих установок. WSDOT пришел к выводу, что в целом PlusRide не обеспечивает улучшенной производительности. (8)

В Онтарио, Канада, восемь демонстрационных проектов по производству модифицированного каучуком асфальта, полученного сухим способом, были оценены с точки зрения характеристик дорожного покрытия. Как правило, они показывали плохие краткосрочные результаты. (9)

Характеристики асфальта, модифицированного каучуком, при использовании сухого процесса были неоднозначными, с некоторыми первоначальными отказами.Установки, эксплуатируемые в течение нескольких лет, как правило, мало чем отличаются от обычных накладок. Признаков отслоения льда практически не наблюдалось, за исключением лабораторных испытаний.

ТРЕБОВАНИЯ К ОБРАБОТКЕ МАТЕРИАЛОВ

Измельчение

Начальным этапом производства измельченной или гранулированной резины из шинных отходов является измельчение. Резиновые отходы из шин доставляются на заводы по переработке каучука в виде целых шин, нарезанных шин (протекторов или боковин) или измельченных шин, причем предпочтительной альтернативой являются измельченные шины.По мере обработки лома резины размер частиц уменьшается, стальной брекер и армирующее волокно отделяются и удаляются из шины, а затем выполняется дальнейшее измельчение.

Шлифование

Каучук, используемый в сухом процессе, представляет собой молотый каучук, который обычно производится в процессе грануляции. Этот процесс дополнительно уменьшает измельчение резины шин и создает кубические частицы одинаковой формы размером от 9,5 мм (3/8 дюйма) до 0.42 мм (сито № 40). Однако в сухом процессе также может использоваться грубая резиновая крошка из процесса дробления, в результате чего образуются частицы неправильной формы размером от 4,75 мм (сито № 4) до 0,92 мм (сито № 40).

ИНЖЕНЕРНЫЕ СВОЙСТВА

Некоторые из технических свойств гранулированного или молотого каучука, которые представляют особый интерес при использовании в асфальтобетоне (сухой способ), включают его градацию, форму частиц и время реакции.

Градация : Смеси для дорожного покрытия RUMAC содержат гранулированные или крупные частицы резиновой крошки, которые чаще всего обрабатываются для соответствия требованиям градации, указанным в Таблице 1. (10)

Таблица 1. Требования к градациям смесей RUMAC
Размер сита Процент прохождения по весу
6,3 мм (1/4 дюйма) 100
4,75 мм (№ 4) 76 — 100
2,0 мм (№ 10) 28 — 42
0,85 мм (№ 20) 16 — 24

Тем не менее, процесс получения кускового резинового асфальта, разработанный для отделения льда на тротуарах, содержит частицы крупнее размера №

.4 сита с преобладающим размером 9,5 мм (3/8 дюйма).

Форма частиц : Измельченные или гранулированные частицы каучука, полученные из грануляторов, молотковых мельниц или машин тонкого измельчения, имеют кубическую форму и относительно небольшую площадь поверхности. Крупные частицы резиновой крошки, полученные в процессе измельчения крекера, имеют неправильную рваную форму и относительно большую площадь поверхности.

Кубическая форма частиц с относительно небольшой площадью поверхности характерна для обычных заполнителей и желательна для частиц каучука, которые будут функционировать как заполнители с щелевыми фракциями в сухом процессе.Частицы, образующиеся в процессе крекерной мельницы, которые имеют неправильную форму с относительно большой площадью поверхности, с большей вероятностью вступают в реакцию с асфальтовым вяжущим при повышенных температурах и лучше подходят для использования в мокром процессе. За счет ограничения времени, в течение которого частицы асфальтового вяжущего и резиновой крошки выдерживаются при температурах реакции, и выбора крупнозернистого продукта с относительно малой площадью поверхности частицы каучука могут сохранять физическую форму и жесткость, необходимые для использования в сухом процессе.Гладкие, состриженные поверхности измельченных или гранулированных частиц каучука также менее реакционноспособны, чем поверхности частиц, полученных в результате процесса дробления.

Время реакции : В процессе Plus Ride время реакции, когда частицы каучука и заполнители смешиваются с асфальтовым вяжущим, является относительно коротким, поэтому частицы каучука не имеют возможности смешаться со связующим. В штате Нью-Йорк был разработан общий сухой процесс, в котором используется грубая и мелкая резиновая крошка, предварительно прореагировавшая с катализатором для достижения оптимального набухания частиц и добавляемая в количестве не более 2 процентов от общего веса смеси для поверхностных слоев. (2)  В этом процессе частицы каучука могут реагировать в несколько большей степени с битумным связующим.

Некоторые из свойств смесей RUMAC для дорожного покрытия, которые представляют интерес, включают стабильность, модуль упругости, остаточную деформацию и отражающее растрескивание.

Стабильность : Смеси для дорожного покрытия, произведенные сухим способом, обычно имеют пониженные значения стабильности, независимо от того, используются ли методы расчета смесей Маршалла или Хвеема.

Модуль упругости : Смеси, содержащие гранулированный каучук или крошку, обычно имеют более низкие значения модуля упругости, чем обычные горячие асфальтобетонные смеси. Было обнаружено, что дорожные смеси RUMAC имеют значения модуля упругости, которые на 10-20 процентов выше, чем у асфальтово-каучуковых смесей для дорожных покрытий (мокрый процесс).

Постоянная деформация : Предыдущие исследования гранулированных резиновых смесей для дорожного покрытия показали, что устойчивость таких смесей к остаточной деформации снижена по сравнению с обычными дорожными смесями.Однако усталостная долговечность, как правило, улучшается, когда в этом процессе добавляется резиновая крошка. (2)

Отражающее растрескивание : Добавление резинового заполнителя может повлиять на характеристики покрытия с точки зрения отраженного растрескивания. Чтобы получить преимущества замедленного отражающего растрескивания, в смесь для дорожного покрытия необходимо добавлять минимальное количество каучука. Это минимальное содержание каучука, вероятно, составляет от 1 до 2 процентов по массе заполнителя. Реакция между каучуком и битумным вяжущим не играет существенной роли в улучшении характеристик дорожного покрытия в сухих технологических смесях. (2)

КОНСТРУКТИВНЫЕ СООБРАЖЕНИЯ

Смешанный дизайн

Традиционные методы составления смесей Маршалла и Хвима успешно использовались для составления плотных смесей с гранулированным каучуком, но смеси, полученные с использованием сухого процесса, обычно не соответствуют обычным процедурам составления смесей. Там, где стабильность является основным расчетным фактором в большинстве обычных смесей, основным проектным свойством сухого процесса является процентное содержание воздушных пустот. Целевые воздушные пустоты составляют от 2 до 4 процентов.

В процессе лабораторного смешивания гранулированный каучук в сухом виде смешивается с заполнителем перед добавлением битумного вяжущего. Асфальтобетонную смесь охлаждают в течение 1 часа после перемешивания. После уплотнения образец охлаждают до комнатной температуры. Содержание воздушных пустот определяют после экструзии. (2)

Смеси для дорожного покрытия сухим способом должны иметь объемный состав, чтобы компенсировать более низкий удельный вес частиц резиновой крошки. Содержание связующего в сухих смесях обычно на 10-20% выше, чем в обычных смесях.Хотя содержание воздушных пустот является критерием для состава смеси, можно ожидать более низкие значения стабильности и более высокие значения текучести по сравнению с обычными горячими смесями для асфальтобетонного покрытия. (2)

Структурный дизайн

Метод, используемый для расчета толщины модифицированных резиной асфальтовых покрытий, которые содержат от 1 до 3 весовых процентов модификатора гранулированной резиновой крошки (CRM) в качестве мелкого заполнителя, в основном такой же, как и метод, используемый для расчета толщины обычных горячих асфальтобетонных покрытий. смесь асфальтовых покрытий. (11)  Обычно не рекомендуется корректировать проектную толщину асфальтобетонных покрытий, модифицированных резиной, по сравнению с обычными покрытиями из горячей асфальтобетонной смеси.

При проектировании асфальтовых покрытий с использованием номера конструкции (SN) модуль упругости при 20°C (68°F) является свойством материала, которое учитывается. Значения модуля упругости для 18-процентного крупного (2,0 мм (сито № 10)) и мелкого (0,2 мм (сито № 80)) CRM по массе битумного вяжущего в плотнозернистых смесях оказались ниже, чем в плотнозернистом контроле. смеси при трех температурах в диапазоне от 5°C (41°F) до 40°C (104°F). (12)  Поскольку коэффициент структурного слоя дорожного покрытия прямо пропорционален модулю упругости, можно предположить, что смеси CRM для сухого способа должны иметь более низкий коэффициент структурного слоя и требуют некоторого увеличения толщины.

СТРОИТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕДУРЫ

Транспортировка и хранение материалов

Для производства RUMAC использовались как сушильные установки периодического действия, так и барабанные сушилки. Восстановленный гранулированный каучук обычно упаковывают и хранят в пластиковых мешках по 110 кг (50 фунтов).Для добавления гранулированного каучука в смесь для укладки необходим дополнительный ручной труд и транспортное оборудование, такое как рабочие платформы, независимо от типа используемой смесительной установки. Завод периодического действия имеет преимущество в плане контроля качества по сравнению с заводом с барабанной сушкой, поскольку количество предварительно взвешенных мешков с гранулированным каучуком можно легко подсчитать перед их добавлением в каждую партию. Мешки можно открыть и гранулированный каучук поместить на конвейер, или же мешки можно поместить в измельчитель или бункер для холодного корма, если используются пластиковые мешки с низкой температурой плавления.

Необходимо контролировать подачу гранулированного каучука, поскольку правильное содержание каучука имеет решающее значение для характеристик дорожной смеси при использовании сухого процесса. Такой контроль труднее поддерживать в системе барабан-сушилка из-за характера операции подачи. На некоторых барабанных сушилках для подачи гранулированного каучука используются бункеры из переработанного асфальтобетона, хотя ряд агентств рекомендует вводить каучук в смесь через центральную систему подачи.Процесс можно автоматизировать путем добавления конвейера и бункера, а также весов для точного дозирования гранулированного каучука.

Смешивание

Как для установок периодического действия, так и для барабанных сушилок добавление каучука обычно требует увеличения времени перемешивания и температуры. Для заводов периодического действия требуется цикл сухой смеси, чтобы обеспечить смешивание нагретого заполнителя с резиновой крошкой перед нанесением асфальтового вяжущего. Смеси следует производить при температуре от 149°C до 177°C (от 300°F до 350°F).

Укладка и уплотнение

Температура укладки должна быть не менее 121° C (250° F). Финишный валик должен продолжать уплотнять смесь до тех пор, пока она не остынет ниже 60°C (140°F). В противном случае продолжающаяся реакция между асфальтом и резиновой крошкой при повышенных температурах приведет к набуханию смеси. (2) Продолжающееся уплотнение до тех пор, пока смесь не остынет ниже 60 °C (140 °F), служит для сдерживания расширяющегося давления сжатой резины.

Контроль качества

Параметры, которые необходимо контролировать во время смешивания смесей для сухого способа, включают сортность каучука, процент каучука от общего веса смеси, предварительную реакцию или предварительную обработку каучука, а также время смешивания на заводе. Поскольку вяжущие системы сухого процесса частично реагируют с каучуком, невозможно напрямую определить свойства вяжущих.

Рекомендуется отбирать пробы уплотненных смесей в соответствии с AASHTO T168, (13) и проверять на удельный вес в соответствии с ASTM D2726 (14)  и плотность на месте в соответствии с ASTM D2950. (15)

НЕРЕШЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ

Есть несколько нерешенных вопросов, связанных с использованием каучука в качестве мелкого заполнителя в асфальтобетоне с использованием сухого способа. Подавляющее большинство проектов и данных, касающихся использования резиновой крошки при укладке асфальта, относятся к установкам, использующим мокрый процесс. В результате не хватает полевых данных для оценки производительности.

В США было реализовано шесть проектов по переработке асфальтобетонных покрытий с CRM. Примерно половина этих проектов была мокрым способом, а другая половина — сухим.По-видимому, нет никаких физических проблем с рециркуляцией регенерированного асфальтобетонного покрытия, содержащего CRM в качестве части заполнителя в новой асфальтобетонной смеси; однако необходимы дополнительные полевые испытания.

Хотя в настоящее время имеется лишь ограниченное количество данных о выбросах в атмосферу от асфальтовых заводов, производящих горячую смесь, содержащую CRM, до сих пор нет доказательств того, что использование асфальтобетонной смеси для дорожного покрытия, содержащей переработанную резиновую крошку, оказывает какое-либо повышенное воздействие на окружающую среду по сравнению с выбросов при производстве обычного асфальтобетонного покрытия. (16)  Данные о выбросах в атмосферу в ходе проекта в Нью-Джерси в 1992 году, когда CRM сухим способом перерабатывались в качестве 20 процентов нового заполнителя на заводе по производству барабанных смесей, показали, что текущие стандарты качества воздуха не были превышены во время рециркуляции. (16)  Тем не менее, существует необходимость в дополнительных исследованиях возможности вторичной переработки, а также вопросов охраны труда и техники безопасности при использовании асфальтобетонных смесей CRM. Некоторые из этих работ в настоящее время ведутся, и по мере поступления данных их следует включать в то, что уже известно об этих двух аспектах использования CRM в асфальтовых покрытиях.

Из-за колебаний характеристик асфальтобетонных смесей CRM в различных местах и/или климатических условиях необходимо более тщательно контролировать экспериментальные участки полей в различных климатических регионах по всей территории Соединенных Штатов, чтобы получить более надежные данные о характеристиках. Свойства вяжущего и смеси в этих различных регионах должны быть более точно определены и задокументированы. Записи о производительности этих тестовых секций, возможно, потребуется отслеживать в течение длительного периода времени, по крайней мере, 5 лет и, возможно, до 30 лет. (2)

Для определения свойств вяжущих, полученных сухим способом, необходимы дополнительные исследования. Требуемые свойства горячих асфальтобетонных смесей, получаемых сухим способом, требуют более точного определения.

ССЫЛКИ

  1. Хайцман, Михаэль. «Проектирование и изготовление асфальтобетонных покрытий с модификатором резиновой крошки». Протокол транспортных исследований № 1339 , Совет по транспортным исследованиям, Вашингтон, округ Колумбия, 1991, стр. 1-8.
  2. Эппс, Джон А. Использование переработанных резиновых шин на автомагистралях. NCHRP Synthesis of Highway Practice № 198, Совет по исследованиям в области транспорта, Вашингтон, округ Колумбия, 1994 г.
  3. Оливер, Дж.В.Х. «Модификация дорожного асфальта путем сбраживания резиновых отходов». Протокол транспортных исследований № 821 , Совет по транспортным исследованиям, Вашингтон, округ Колумбия, 1981 г.
  4. Ван Кирк, Джек Л. «Опыт работы Caltrans с прорезиненным асфальтобетоном». Представлено на сессии по передаче технологии введения в прорезиненный асфальтобетон, Топика, Канзас, январь 1991 г.
  5. Терджен, Кертис М. «Использование продуктов из асфальта и резины в Миннесоте». Представлено на Национальном семинаре по асфальтовой резине, Канзас-Сити, Миссури, октябрь 1989 г.
  6. Шук, Джеймс Ф.  Экспериментальное строительство асфальтобетонных смесей, модифицированных каучуком, для асфальтовых покрытий в штате Нью-Йорк . ARE Inc., Ривердейл, Мэриленд, отчет, представленный в Департамент транспорта штата Нью-Йорк, май 1990 г.
  7. Эстахри, Синди К., Джо В. Баттон и Эммануэль Г.Фернандо. «Использование, доступность и рентабельность битумной резины в Техасе». Протокол транспортных исследований № 1339 , Совет по транспортным исследованиям, Вашингтон, округ Колумбия, 1992 г.
  8. Эстахри, Синди К., Джо В. Баттон и Эммануэль Г. Фернандо. «Использование, доступность и рентабельность битумной резины в Техасе». Протокол транспортных исследований № 1339 , Совет по транспортным исследованиям, Вашингтон, округ Колумбия, 1992 г.
  9. Сверинген, Дэвид Л., Ньютон С.Джексон и Кит В. Андерсон. Использование переработанных материалов в строительстве дорог . Департамент транспорта штата Вашингтон, отчет № WA-RD 252.1, Олимпия, Вашингтон, февраль 1992 г.
  10. Эмери, Джон. «Оценка демонстрационных проектов модифицированного резиной асфальта». Представлено на 74-м ежегодном собрании Совета по исследованиям в области транспорта, Вашингтон, округ Колумбия, январь 1995 г.
  11. Аллен, Харви С. и Кертис М. Турджен. Оценка «PlusRide» (модифицированная каучуком растительная смешанная битумная поверхностная смесь) .Департамент транспорта Миннесоты в сотрудничестве с Федеральным управлением автомобильных дорог, Сент-Пол, Миннесота, январь 1990 г.
  12. Руководство AASHTO по проектированию дорожных конструкций . Американская ассоциация государственных служащих автомобильных дорог и транспорта, Вашингтон, округ Колумбия, 1993 г.
  13. .
  14. Ребола, Сехар Р. и Синди К. Эстахри. «Лабораторная оценка смесей, модифицированных резиновой крошкой, разработанных с использованием метода проектирования смесей Tx DOT», представлено на 74-м ежегодном собрании Совета по исследованиям в области транспорта, Вашингтон, округ Колумбия, январь 1995 г.
  15. Американская ассоциация государственных служащих автомобильных дорог и транспорта. Стандартный метод испытаний «Отбор проб битумных смесей для дорожного покрытия», обозначение AASHTO: T168-82, часть II испытаний, 14-е издание, 1986 г.
  16. Американское общество испытаний и материалов. Спецификация стандарта D2726-96, «Объемный удельный вес и плотность невпитывающих уплотненных битумных смесей», Ежегодный сборник стандартов ASTM , том 04.03, ASTM, Западный Коншохокен, Пенсильвания, 1996 г.
  17. Американское общество испытаний и материалов. Спецификация стандарта D2950-96, «Плотность асфальтобетона на месте с помощью ядерных методов», Ежегодный сборник стандартов ASTM , ASTM, Западный Коншохокен, Пенсильвания, 1996.
  18. Федеральное управление автомобильных дорог и Агентство по охране окружающей среды США. Исследование использования вторичного материала для дорожного покрытия — Отчет Конгрессу . Отчет № FHWA-RD-93-147 и EPA/600/R-93/095, Вашингтон, округ Колумбия, июнь 1993 г.

ВВЕДЕНИЕ

При измельчении утильных шин образуются куски резины размером от крупных до более мелких стружек. Измельченные покрышки и стружка покрышек использовались в качестве легкого наполнителя для насыпей проезжей части и обратной засыпки за подпорными стенками. Клочья или чипсы можно использовать сами по себе или смешивать с почвой. Обрывки шин обычно имеют размер от 305 мм (12 дюймов) до 76 мм (3 дюйма), в то время как размер фрагментов шин обычно составляет от 76 мм (3 дюйма) до 12 мм (1/2 дюйма). .Насыпи, содержащие клочки или стружку шин, сооружаются путем полного окружения клочек или стружек геотекстильной тканью и размещения не менее 0,9 м (3 фута) естественного грунта между верхом утильных шин и проезжей частью.

ПОКАЗАТЕЛИ РАБОТЫ

По меньшей мере 15 штатов использовали обрезки шин или стружку в качестве легкого наполнителя для строительства насыпей или обратной засыпки. В некоторых проектах в качестве материала для насыпи использовались обрывки шин или стружка, в то время как в других проектах стружка шин смешивалась с почвой.Штаты, которые использовали клочки шин или чипсы для насыпей, — это Калифорния, Колорадо, Индиана, Мэн, Миннесота, Нью-Джерси, Северная Каролина, Орегон, Пенсильвания, Южная Каролина, Вермонт, Вирджиния, Вашингтон, Висконсин и Вайоминг. На сегодняшний день самое большое известное использование находится в Орегоне, где 580 000 утильных шин были измельчены и использованы в проекте по устранению оползней. В Колорадо от 400 000 до 450 000 утильных шин было использовано для строительства насыпи, содержащей крошки шин, на участке автомагистрали между штатами. (1)  На сегодняшний день реализовано более 70 успешных проектов на государственных, местных или частных дорогах. (2)

Помимо проблем с проколами резиновых шин на транспортных средствах оголенной сталью в осколках или клочьях шин, не было никаких других проблем, связанных со строительством на проектах по насыпи из металлолома. Адекватное уплотнение, которое всегда является первостепенной задачей в любом проекте насыпи, вызывает еще большую озабоченность в проекте насыпи из шин или щепы, где известно, что произойдет некоторое уплотнение.Некоторое растрескивание проезжей части над обрывком шины или насыпью стружки возможно из-за долговременной осадки или дифференциальной осадки.

Несмотря на то, что по крайней мере в 15 штатах имеются проекты насыпи из старых покрышек, только шесть штатов (Северная Каролина, Орегон, Вермонт, Вирджиния, Висконсин и Мэн) подготовили спецификации или некоторые положения для такого использования. (1)

Насыпи из металлолома, которые были построены до настоящего времени, сохранили структурную устойчивость; однако в 1995 году в трех проектах по измельчению шин возникли проблемы со сгоранием.Два из этих проектов были расположены в штате Вашингтон. Другой проект был расположен в Колорадо. Предварительные оценки показывают, что процесс горения мог быть инициирован теплом, выделяемым либо присутствием органических загрязнений и микробной деградацией, окислением оголенных стальных проводов, либо микробами, потребляющими жидкие нефтепродукты, которые могли быть пролиты на остатки шин во время строительства. (2)  Присутствие достаточного количества воздуха и частиц резиновой крошки в насыпи могло сыграть роль в этом процессе.Резиновая крошка в присутствии воздуха могла воспламениться под воздействием тепла, выделяющегося в насыпи, инициировав процесс горения.

Использование шинных крошек или шинной крошки для строительства насыпей дает ряд преимуществ. Наиболее очевидным преимуществом является уменьшенный удельный вес, что особенно полезно в ситуациях, когда насыпь должна быть построена на участке с низкой несущей опорой. В дополнение к тому, что они являются легким наполнителем, кусочки шин или шинная стружка обладают хорошими тепловыми характеристиками, противостоят промерзанию и обладают хорошими дренажными характеристиками, будучи такими же проницаемыми, как крупнозернистая почва.Насыпи представляют собой прекрасную возможность утилизировать большие объемы утильных шин из одного места и при надлежащих логистических обстоятельствах могут стать очень экономичной альтернативой импортируемому грунту. (3)

ТРЕБОВАНИЯ К ОБРАБОТКЕ МАТЕРИАЛОВ

Измельчение

Размер и форма остатков покрышек или стружки при измельчении покрышек могут различаться в зависимости от типа используемого оборудования для измельчения. Обрывки шин имеют широкий диапазон размеров: от 76 мм (3 дюйма) до 305 мм (12 дюймов), что обычно является самым большим рекомендуемым размером.Размеры стружки обычно варьируются от 12 мм (1/2 дюйма) до 76 мм (3 дюйма). Обычно обрывки шин имеют неправильную форму, при этом меньший размер соответствует размеру, указанному производителем, а больший размер может быть в два или более раз больше. Чипсы, с другой стороны, имеют кубическую форму. Некоторые клочки или стружка могут иметь выступающие по краям куски стальной ленты. Чтобы свести к минимуму потенциальные проблемы с уплотнением (т. е. уменьшить пустое пространство), может быть желательно использовать стружку шин меньшего размера — 50 мм (2 дюйма) или меньше. (4)

ИНЖЕНЕРНЫЕ СВОЙСТВА

Некоторые из свойств стружки или кусочков шин, которые представляют особый интерес, когда их планируется использовать в насыпи или обратной засыпке, включают размер и форму частиц, удельный вес, уплотненную удельную массу, прочность на сдвиг, сжимаемость, проницаемость и горючесть. Из-за различий между фрагментами или стружкой шин и каменными или почвоподобными материалами насыпи, определение физических характеристик фрагментов или стружки шин представляет собой особую проблему для пользователя шин.

Размер и форма частиц : Шинная стружка обычно имеет несколько одинаковый размер и чаще всего имеет размер от 25 мм (1 дюйм) до 50 мм (2 дюйма). Обрывки шин имеют более четкую сортировку, обычно их размер составляет от 101 мм (4 дюйма) до 202 мм (8 дюймов). Некоторые частицы могут быть 305 мм (12 дюймов) или даже больше, включая некоторые полосообразные частицы. Самыми необычными свойствами фрагментов шин являются их плоская и несколько неправильная форма частиц и их относительно небольшой удельный вес. Плоские осколки, особенно больших размеров, имеют тенденцию лежать друг на друге и образовывать некоторую степень сцепления частиц.Они также имеют тенденцию быть ориентированными параллельно горизонтальной плоскости сдвига.

Распределение частиц по размерам можно определить путем проведения стандартного ситового анализа с использованием процедур ASTM D422. Никакой модификации стандартного метода испытаний не требуется, за исключением того, что обрывки шин размером более 76 мм (3 дюйма) не могут просеиваться через стандартные сита.

Было выполнено ограниченное количество геотехнических анализов фрагментов шин различных размеров. Анализ размера зерен показал, что стружка шин может быть классифицирована как крупнозернистый материал с хорошей фракцией, аналогичный песку и гравию A-1-b (AASHTO M145), или как песок с хорошей фракцией SW с гравием (ASTM). Д2487). (4)

Удельный вес: Ожидается, что удельный вес шинной стружки будет находиться в диапазоне от 1,1 до 1,3, при более высоких значениях удельного веса стружки, содержащей стальные ленты. (5)

Вес уплотненной единицы : В зависимости от размера щепы вес уплотненной единицы может варьироваться от 322 кг/м 3  (20 фунтов/фут 3 ) до 725 кг/м 3  (45 фунтов/фут 3 ). (4)  Клоксы или стружка шин имеют максимальную плотность, которая составляет примерно от одной трети до одной четверти плотности обычного земляного наполнителя.Чем грубее размер частиц шинного лома, тем меньше вес уплотненной единицы.

Определение уплотненной плотности высушенной на воздухе стружки шин лучше всего проводить с помощью адаптации ASTM D1557 (модифицированный тест Проктора). Рекомендуется форма диаметром 254 мм (10 дюймов) и высотой 254 мм (10 дюймов) вместо обычной высокой формы диаметром 101 мм (4 дюйма). Поскольку уровень применяемой энергии не является критическим, рекомендуется 60 процентов стандартного усилия уплотнения по Проктору. (6)

Прочность на сдвиг : Ограниченное испытание чипов шин на прямой сдвиг было проведено с использованием специально изготовленного крупномасштабного прибора для испытаний на прямой сдвиг.Угол трения чипов шин в этих испытаниях варьировался от 19° до 25°. Значения сцепления варьируются от 7,6 кПа (160 фунтов/фут 2 ) до 11,5 кПа (240 фунтов/фут 2 ), хотя для развития сцепления требовалась значительная деформация. Шинная стружка с большим количеством обнаженных стальных брекеров, как правило, имеет более высокий угол внутреннего трения. (5)  Обычные зернистые грунты имеют углы трения от 30° до 40° с небольшим видимым сцеплением.

Сопротивление сдвигу чипсов шин можно оценить, выполнив прямые испытания на сдвиг с использованием квадратного сдвигового ящика размером 305 мм (12 дюймов).Это модификация ASTM D3080, применимая к испытаниям чипов шин размером не более 76 мм (3 дюйма). (6)

Сжимаемость : На начальных стадиях нагрузки крошки или стружка шин гораздо более сжимаемы, чем обычные грунты. Последующие циклы нагружения обычно приводят к значительно меньшей сжимаемости фрагментов или чипсов шин. Большее количество незащищенных стальных лент, по-видимому, приводит к более высокой сжимаемости, особенно во время первого цикла нагрузки, вероятно, из-за меньшего отскока. (5)

Анализ сжимаемости шинной стружки показывает, что модуль Юнга шинной стружки на 2-3 порядка меньше, чем модуль гранулированного грунта. Значения модуля Юнга для шинной стружки находятся в диапазоне от 770 кПа (112 фунтов/дюйм 2 ) до 1250 кПа (181 фунт/дюйм 2 ). Следовательно, поверх слоя стружки шин необходимо поместить не менее 0,9 м (3 фута) обычного грунта, чтобы предотвратить или свести к минимуму прогибы поверхности.

Сжимаемость может быть проанализирована путем приложения вертикальной нагрузки к уплотненной крошке шины (5 слоев, 60% стандартного усилия Проктора) диаметром 305 мм (12 дюймов) и длиной 305 мм (12 дюймов) из ПВХ 40, оснащенной горизонтальной трубой. и вертикальные тензодатчики.Датчики деформации регистрируют горизонтальные и вертикальные напряжения и показания деформации с 10-секундными интервалами. Показания нанесены на кривые напряжение-деформация. Наклоны этих кривых указывают на сжимаемость чипсов шин и коэффициент бокового давления грунта.

Проницаемость : Установлено, что коэффициент проницаемости чипсов шин находится в диапазоне от 1,5 до 15 см/с, в зависимости от их пористости. Это эквивалентно проницаемости чистого гравийного грунта. (5)

Испытание на проницаемость можно выполнить с использованием трубы из ПВХ диаметром 305 мм (12 дюймов) и длиной 0,96 метра (38 дюймов) и в соответствии с процедурами постоянного испытания напора, установленными Департаментом транспорта Калифорнии. Впускное отверстие для воды диаметром 38 мм (1,5 дюйма) было закреплено в центре торцевой крышки. В верхней части трубы из ПВХ была прорезана прорезь шириной 101 мм (4 дюйма) и глубиной 50 мм (2 дюйма), чтобы вода могла вытекать из верхней части устройства. Начальная длина образца стружки шины составляет около 600 мм (24 дюйма). (5)

Горючесть : Хотя частицы изношенных шин (клочья или стружка) сами по себе не способны к самовозгоранию, представляется возможным, что при определенных обстоятельствах первоначальная экзотермическая реакция может происходить внутри обрывки шин, насыпь или обратная засыпка шин, которые в конечном итоге могут повысить температуру внутри насыпи до уровня, при котором возможно возгорание.

КОНСТРУКТИВНЫЕ СООБРАЖЕНИЯ

Смешанный дизайн

Шинная стружка может быть смешана с почвой.По мере увеличения процентного содержания почвы удельный вес смеси увеличивается. Для упрощения смешивания в полевых условиях пропорции смешивания обычно готовятся на объемной основе. Рекомендуется максимальное соотношение стружки шины к почве 50:50, чтобы использование стружки шины не сокращалось слишком сильно. Однако, если удельный вес наполнителя не имеет значения, то даже небольшие проценты (от 10 до 25 процентов) шинной стружки могут быть смешаны с почвой. Это может улучшить уплотняемость наполнителя.

Структурный дизайн

Поскольку стружка и обрезки шин отличаются от обычных материалов, необходимо учитывать специальные эмпирические процедуры проектирования.К основным проектным соображениям относятся удержание крошек или стружки, распределение частиц по размерам, форма частиц, тип брекера, уплотненная плотность стружки шины, а также возможность смешивания почвы с крошкой.

Чтобы удержать остатки шин или крошки, геотекстильная ткань должна быть помещена под клочки или крошки и обернута вокруг них и над ними. Геотекстиль должен полностью покрывать обрывки шин или стружку, чтобы обеспечить необходимую изоляцию. Хотя стружка шин меньшего размера имеет угол естественного откоса около 50°, рекомендуется боковой уклон 2:1 (горизонтальный к вертикальному). (4)  Не менее 0,9 м (3 фута) почвенного покрова должен быть помещен между верхней частью закрытого наполнителя для шинной стружки и основанием дорожного покрытия, чтобы уменьшить прогибы и свести к минимуму неравномерную осадку внутри насыпи. Если предполагается большая нагрузка от колес, может быть уложен дополнительный слой грунта в 0,6 м (2 фута), который может быть удален после соответствующей осадки перед укладкой дорожного покрытия.

Главной проблемой при использовании фрагментов шин или стружки в насыпи являются сравнительно большие оседания (около 10-15 процентов высоты слоя покрышки), которые наблюдались в различных полевых исследованиях.Имеется мало информации о допустимых осадках насыпей автомагистралей. Послестроительные осадки от 0,3 до 0,6 м (от 1 до 2 футов) в течение срока службы насыпи могут считаться допустимыми при условии, что они достаточно однородны, не возникают рядом со свайно-опорной конструкцией и происходят медленно в течение длительного периода времени. Вредное воздействие осадок в этом диапазоне можно уменьшить, используя нежесткое дорожное покрытие поверх заполнения изношенных шин, вызывая некоторую осадку после строительства во время строительства, укладывая более толстый слой грунта или дополнительную нагрузку земли на насыпь, или используя поэтапное строительство. (7)

Другим возможным средством смягчения последствий оседания насыпи из-под покрышек является использование смеси резины и грунта для строительства насыпи вместо использования только фрагментов шин или шинной крошки. Было обнаружено, что оптимальным значением количества стружки в смеси резины и грунта может быть соотношение примерно 40 процентов шинной крошки к массе грунта, хотя это может варьироваться в зависимости от размера шинной крошки и типа грунта. почва. Оптимальное соотношение шинной крошки и почвы, вероятно, даст удельный вес уплотненной сухой смеси каучука и грунта, который примерно равен двум третям сухого удельного веса одной только почвы.Данные о напряженно-деформированном и прочностном поведении смесей резины с грунтом широко не доступны, но они необходимы для проектирования и прогнозирования характеристик насыпей из утильных шин, содержащих такие смеси. (7)

СТРОИТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕДУРЫ

Транспортировка материалов

На заводе по переработке шин количество шин, подлежащих переработке в клочки или чипсы, напрямую связано с предполагаемым объемом части насыпи, состоящей из шинных чипов. Подсчитано, что на каждый кубический ярд потребуется около 75 автомобильных покрышек, измельченных в клочья или чипсы и спрессованных в насыпь. (5)

Подготовка места

Площадка для насыпи должна быть подготовлена ​​практически так же, как если бы в качестве насыпного материала использовалась обычная земля. Если в основании насыпи будет высокий уровень грунтовых вод или болотистая местность, может быть целесообразно соорудить дренажное покрытие. Если через территорию, где будет построена насыпь, проходит естественный сток, следует предусмотреть возможность отвода стока под насыпью.

Смешивание

Когда крошки или стружка шин должны быть смешаны или смешаны с почвой, смешивание должно выполняться объемно, с использованием загрузки ковша фронтального погрузчика и смешивания материалов вместе, насколько это возможно, с помощью ковша. В качестве еще одного варианта смешивания лоскутов или стружек шин и почвы можно построить чередующиеся слои лоскутков или стружки шин и почвы.

Укладка и уплотнение

После того, как основание насыпи подготовлено, необходимо уложить геотекстиль, который будет укрывать стружку шин.Рекомендуется использовать нетканый геотекстиль. Должна быть обеспечена достаточная длина, чтобы полностью обернуть шинную стружку после ее размещения и уплотнения.

Шинная стружка должна быть распределена по геотекстильному покрытию с помощью гусеничного бульдозера. Поверх геотекстиля должен быть разложен слой или подъемник толщиной не менее 0,6 м (2 фута). Рекомендуемая максимальная толщина подъема 1 м (3 фута) все еще может быть распределена и уплотнена. Уплотнение может быть достигнуто не менее чем тремя проходами гусеничного бульдозера по слою крошки шин. (8) Частицы стружки выстраиваются относительно друг друга и довольно легко оседают. Веса бульдозера, проходящего по стружке шин, достаточно, чтобы легко уплотнить слой стружки. Для более крупной стружки или более толстых слоев стружки может потребоваться до 15 проходов бульдозера для достижения уплотнения. (9)

После того, как бульдозер сможет пройти слой стружки из шин практически без заметного отклонения или движения под гусеницами бульдозера, можно укладывать следующий слой или подъем стружки из шин.На самом деле в настоящее время не существует практического метода проведения испытания плотности на месте на слое уплотненной крошки шин. Наилучший способ убедиться, что слой был достаточно уплотнен перед укладкой следующего слоя, состоит в том, чтобы продолжать проходы бульдозера по стружке шин до тех пор, пока стружка шин не перестанет двигаться, когда бульдозер проходит по ним.

Верхний слой насыпи из шинной стружки должен располагаться не менее чем на 1 м (3 фута) ниже нижнего или нижнего слоя дорожного покрытия, которое будет находиться поверх насыпи.Каждый слой насыпи из шинной стружки должен быть полностью утрамбован перед укладкой следующего слоя. Когда верхний слой крошки шин полностью утрамбован, боковые и верхние стороны крошки шин должны быть полностью обернуты геотекстилем.

Минимум 0,9 м (3 фута) утрамбованного грунта (предпочтительно гранулированного грунта) следует уложить поверх геотекстиля и шинной крошки. Почву следует уплотнять более тонкими слоями толщиной от 15 мм (6 дюймов) до 305 мм (12 дюймов). Насыпь из покрышек будет испытывать дальнейший прогиб при укладке и уплотнении почвенного покрова.

Не менее 0,6 м (2 фута) грунта также следует уложить на боковые откосы насыпи, чтобы покрыть геотекстильную пленку. Почва на склонах должна быть максимально уплотнена, покрыта верхним слоем почвы и засеяна для обеспечения защиты от эрозии. Дополнительный почвенный покров на боковых откосах также поможет свести к минимуму возможность экзотермических реакций, происходящих внутри насыпи из утильных шин.

Контроль качества

Во время строительства насыпи из шинной стружки мало что можно сделать для контроля качества в полевых условиях, кроме очень тщательного осмотра уплотнения каждого слоя шинной стружки, чтобы убедиться, что движение под ним очень мало или вообще отсутствует. проезд бульдозера перед тем, как приступить к укладке следующего слоя щепы.Тем не менее, общую осадку или прогиб насыпи из стружек шин можно контролировать с течением времени путем установки осадочных плит или платформ, устройств для определения уклона и реперных отметок вдоль откосов насыпи, а также внутри проезжей части или рядом с ней. Эти устройства должны периодически снимать показания, чтобы отслеживать степень и скорость осадки и сравнивать фактическую осадку с прогнозируемой осадкой.

Чтобы свести к минимуму возможность возникновения экзотермической реакции в части насыпи или обратной засыпки, состоящей из остатков шин или шинных крошек, необходимо принять ряд превентивных мер.Контакт с кислородом внутри наполнителя утильной шины должен быть максимально уменьшен путем покрытия наполнителя не менее чем 1,3 м (4 фута) хорошо утрамбованным естественным неорганическим грунтом. Количество незащищенных стальных лент по краям частиц крошки или стружки должно быть ограничено путем использования магнитной сепарации или использования частиц большого размера. Запрещается использовать резиновую крошку для наполнения утильных шин. Обрывки шин или стружка, загрязненные жидкими нефтепродуктами, должны быть удалены из утиля, заполненного шинами, и утилизированы экологически приемлемым способом.Не должно быть контакта между клочками или стружкой шин и верхним слоем почвы или удобрениями. (2)

НЕРЕШЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ

Остается ряд нерешенных вопросов, связанных с подготовкой и использованием измельченных автомобильных покрышек в насыпях и насыпях. Первый и наиболее неотложный нерешенный вопрос заключается в определении причины или причин экзотермических реакций, которые привели к трем пожарам насыпи из утильных шин, произошедшим в 1995 году. в случае пожара, следует более тщательно контролировать, возможно, установив датчики температуры и колодцы для отбора проб газа.Газ из таких скважин необходимо периодически отбирать и анализировать на содержание кислорода, сероводорода, двуокиси углерода, угарного газа и углеводородов. Следует измерять рН любой воды, просачивающейся из наполнителей старых шин. Лабораторные исследования также следует проводить при различных условиях и температурах, чтобы точно определить, при каких условиях могут начаться экзотермические реакции. (2)

Одним из основных вопросов, касающихся такого использования измельченных шинных отходов, является вопрос об оптимальном размере частиц и форме шинных остатков или чипсов.Необходима дополнительная информация об основных типах используемых в настоящее время машин для измельчения шин и их влиянии на форму и размер частиц. Эффекты смешивания или смешивания крошки или стружки различного размера в насыпи также необходимо дополнительно оценить с точки зрения получаемых технических свойств, оптимальной градации крошки или крошки, характеристик уплотнения и оседания, а также потенциальной горючести.

Еще одно соображение, которое требует дальнейшего изучения, касается смешивания почвы и крошки или клочков шин.Среди переменных, которые необходимо дополнительно изучить, — влияние различных пропорций шинной крошки и почвы на инженерные свойства полученных композитов, особенно на объемную плотность и характеристики уплотнения. Тип почвы является еще одной переменной, которая будет влиять на объемную плотность и характеристики уплотнения смесей шинной крошки и почвы. Если возможно, следует определить оптимальные пропорции шинной стружки и почвы для различных размеров частиц шин и/или типов почвы.

В настоящее время очень мало способов контроля качества в полевых условиях, которые в настоящее время проводятся во время строительства насыпи из крошек или крошек шин, за исключением визуального контроля движения или оседания слоев крошек или крошек шин под уплотняющим оборудованием. . Некоторые рациональные методы измерения плотности и/или процента уплотнения на месте должны быть разработаны и испытаны в полевых условиях, чтобы помочь свести к минимуму оседание крошки или кусочков шин под нагрузкой от дорожного движения.

ССЫЛКИ

  1. Коллинз, Роберт Дж. и Стэнли К. Цисельски. Переработка и использование отходов и побочных продуктов при строительстве дорог. Национальная совместная программа исследований автомобильных дорог. Обобщение практики дорожного движения № 199, Совет по исследованиям в области транспорта, Вашингтон, округ Колумбия, 1994 г.
  2. Хамфри, Дана Н. Исследование экзотермической реакции в шинном наполнителе. Расположен на SR100 в Илвако, штат Вашингтон.  Отчет, подготовленный для Федерального управления автомобильных дорог, Вашингтон, округ Колумбия, март 1996 г.
  3. Эппс, Джон А. Использование переработанных резиновых шин на автомагистралях. Национальная совместная программа исследований автомобильных дорог. Обобщение практики дорожного движения № 198, Совет по исследованиям в области транспорта, Вашингтон, округ Колумбия, 1994 г.
  4. Босшер, Питер Дж., Тансер Б. Эдил и Нил Н. Элдин. «Строительство и эксплуатация испытательной насыпи из измельченных изношенных шин». Представлено на 71-м ежегодном собрании Совета по исследованиям в области транспорта, Вашингтон, округ Колумбия, январь 1992 г.
  5. Хамфри, Дана Н.и Томас С. Сэндфорд. «Стружка от шин как легкая засыпка земляного полотна и засыпка подпорной стены». Материалы симпозиума по восстановлению и эффективному повторному использованию выброшенных материалов и побочных продуктов для строительства дорог, Федеральное управление автомобильных дорог, Денвер, Колорадо, октябрь 1993 г.
  6. Хамфри, Д.Н., Т.С. Сэндфорд, М.М. Криббс и В.П. Манион. «Прочность на сдвиг и сжимаемость шинной стружки для использования в качестве обратной засыпки подпорной стенки». Представлено на 72-м ежегодном собрании Совета по транспортным исследованиям, Вашингтон, округ Колумбия, январь 1993 г.
  7. Ахмед, Имтиаз и К. В. Ловелл. «Каучуковые грунты как легкие геоматериалы». Представлено на 72-м ежегодном собрании Совета по транспортным исследованиям, Вашингтон, округ Колумбия, январь 1993 г.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.