废旧轮胎胶粉再生轨道减振垫国内外研究进展

周 妮 沈菊男

(苏州科技大学道路工程研究中心，江苏 苏州 215011)

废旧轮胎胶粉再生轨道减振垫国内外研究进展

周 妮 沈菊男

(苏州科技大学道路工程研究中心，江苏 苏州 215011)

随着汽车工业的发展，废轮胎的产生量也越来越多。这些废旧轮胎不但造成了土地资源的浪费而且对生态自然环境造成严重破坏。现在主要的废旧轮胎胶粉的处理方式是再生为胶粉。通过将胶粉添加到橡胶减振垫的生产中，不仅有益于降低橡胶减振垫的成本而且有效的处理了于废旧轮胎所带来的环境问题。对国内外现有的减振措施、轮胎胶粉的处理方式以及橡胶减振垫材料的研发情况进行了归纳与总结，为后续的研究做了一定的理论支撑。

废旧轮胎胶粉,橡胶减振垫,减振

1 轨道交通主要的减振措施

目前，城市轨道交通振动和噪声控制措施主要包括浮置板、弹性支撑块、高弹性扣件、道碴垫、钢轨下橡胶垫板、铁垫板下橡胶垫板、埋入式钢轨、钢轨和车轮的处理、车辆弹性悬挂系统、声屏障、高架桥采用层叠高阻尼橡胶支座或铅芯叠层橡胶支座和调频质量阻尼器、隔振沟、消振壁、缓冲带、围栏桩、钢轨粘贴阻尼材料等，见图1。

高弹性轨道结构，是通过增加轨道的弹性来减小地铁运行时所产成的影响；由于其固有频率和共振区的放大倍数较低，浮置板式轨道结构是目前在对振动较敏感地段广泛采用的一种减振结构。北京交通大学和铁道科学研究院等单位对该结构进行的理论研究及动态试验测试表明，其减振性能可达78%,加速度级下降13 dB。

LVT无碴轨道(弹性支承块式)是普通支承块的改进形式。LVT无碴轨道结构先是被瑞士国营铁路采用，后来由于其减振、降噪和减磨等性能非常优越，被丹麦、英国、法国、葡萄牙等国家所采用。最高时速200 km/h的英吉利海底隧道通过多种无碴轨道结构比选，采用了该种结构型式。我国长18 km的秦岭隧道，也采用这种结构型式的无碴轨道。

2 国内外废旧轮胎胶粉处理方式

在欧洲，废旧橡胶通过物料回收占比38.7%、能量回收再利用占比32.3%、轮胎翻新再生占比11.3%。在美国，52.8%废旧橡胶转为热能利用、16.8%废旧橡胶铺地、11.9%废旧橡胶应用在建筑行业。

在胶粉的应用方面，胶粉一般是与橡胶和树脂掺合使用。美国的Rosehill公司将热塑性树脂与胶粉在高温下混和在一起，采用挤出→冷却→切断等工艺，将其制成宽0.5 cm～1 cm,厚为1 cm～4 cm的复合材料，在道路铺设、隔音材料、屋顶防水层以及减振垫和垫毯中，这种材料非常普遍。

3 废旧轮胎胶粉再生橡胶减振垫国外研究现状

近年来，意大利公司Isolgomma和澳大利亚公司Projex Group利用废旧橡胶颗粒和聚氨酯生产了一种减振降噪橡胶垫，该减振降噪橡胶垫已成功应用于轨道交通中。其可以满足不同的振动绝缘性的需求，其适用于电车、地铁和铁路货运及/或高速铁路。该减振降噪橡胶垫不仅减少由铁路轨道对环境所产生的振动，而且还可以通过减小其上的机械应力，以增加道碴的耐久性，见图2，图3。

意大利公司Isolgomma对其减振降噪橡胶垫产品Recycled Rubber Mats进行了减振效果分析和力学性能试验，试验结果表明其产品能有效地减少振动和噪声，同时其还提高了铁路轨道寿命，为道碴碎石提供了良好的机械保护作用，增加了铁路系统的寿命。

澳大利亚公司Projex Group对其减振降噪橡胶垫产品Shockmat进行了一系列性能试验，结果表明其产品Shockmat具有很好的减振降噪效果、好的耐化学腐蚀性、抗破坏性、抗冲击性以及无毒素分解等优异性能。

4 废旧轮胎胶粉再生橡胶减振垫国内研究现状

上海工业建筑设计院、上海市青浦县淀山湖减震器厂生产的JD1型橡胶减振垫是一种结构新颖，受力性能好，稳定性高，应用组合灵活，使用方便的减振元件，对于降低噪声和对高频与冲击振动的隔离效果较好。JD1型橡胶减振垫，采用新型的结构形式——两面双向呈交叉凹陷形均匀排列半球状块体。基本块体尺寸为120 mm×120 mm×21 mm，表面积为144 cm2。有128个小壳体相互反向交叉排列组合，因此它的受力性能有独特的优点。

刘丽，张卫华等人在西南交通大学牵引动力国家重点实验室中，自主研制了满足车辆动力性能的减振垫橡胶材料。采用少量纳米蒙脱土代替高结构炭黑填料，获得一种新型的天然橡胶纳米复合材料。通过试验的论证，这种新型的橡胶复合材料在力学性能和耐疲劳性能方面达到和超过国外相应材料，而且自制橡胶减振垫在刚度特性上较国外原装进口橡胶减振垫更加优越、更接近减振垫设计要求。

深圳市科聚新材料有限公司的徐东、徐永等人，自主研发了一种轨道交通减振垫，用于吸收列车运行过程中对轨道所产生的震动，由于其阻尼部所独特的台状结构，使得其台状结构的圆形顶面能够更多的与轨道地面所接触，增大了轨道交通减振垫与轨道的接触面积，从而可以提高其阻尼部队列车运行时列车对轨道的冲击力抵抗作用，能够更加有效地吸收列车运行时对轨道的冲击能量，进而减少列车运行时所产生的噪声和振动。

由朱伟萍申请的专利“一种高力学性能减震橡胶材料及其制作方法”，其材料的力学强度性能、耐老化性能和耐油性能得到了提高，并且其霉菌腐蚀得到延缓，因此其材料的使用寿命更长。

由安徽微威胶件集团有限公司申请的专利“一种减震橡胶”与常规减震橡胶相比，该减震橡胶拥有更快的硫化速度和抗焦烧性能，其抗剪切强度硬度、拉伸强度和拉断伸长率、耐老化性能以及耐高温等物理性能较常规减振垫也更加的稳定。

5 结语

国外对于废旧轮胎胶粉再生橡胶减振垫的研究还是相对比较多的，有介绍将胶粉添加到新橡胶材料中，但是缺少详细的掺量介绍以及胶粉种类的介绍。我国虽然在橡胶减振垫的研究比较丰富，但是上述的研究中，减振垫的生产都是采用天然橡胶和新的复合橡胶材料，对于利用胶粉再生，生产减振垫的研究相对较少，而且对于采用什么目数的橡胶粉、什么种类的胶粉，都没有作详细的说明。

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Researchprogressofwasterubbertireregenerationdampingpadathomeandabroad

ZhouNiShenJu’nan

(CenterforRoadEngineeringResearch,SuzhouUniversityofScienceandTechnology,Suzhou215011,China)

With the development of the automobile industry, more and more waste tires are produced. These waste tires not only cause waste of land resources, but also cause serious damage to the environment. Now, the major treatment of the waste tire rubber is recycled as rubber powder. It is not only beneficial to reduce the cost of rubber damping pad, but also effectively deal with the environmental problems caused by waste tires, by adding rubber powder to the production of rubber damping pad. This paper sums up and summarizes the existing damping measures, tire rubber powder treatment methods and research and development of rubber damping pad materials at home and abroad, to make a certain theoretical support for the follow-up research.

waste tire rubber powder, rubber damping pad, damping

1009-6825(2017)30-0132-02

2017-08-13

周 妮(1993- )，女,在读硕士; 沈菊男(1962- )，男，博士，教授

U214.91

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