摻加SAK的溫拌瀝青混合料使用性能的深化分析

張業茂，趙錫娟，趙西亭

(1.江蘇省交通技師學院，江蘇鎮江212006；2.南京東交工程咨詢有限公司，江蘇南京210002；3.東北大學資源與土木工程學院，遼寧沈陽110819)

0 前言

溫拌瀝青混合料(Warmmix asphalt，縮寫WMA)是拌和溫度介于熱拌瀝青混合料(150℃~180℃)和冷拌瀝青混合料(常溫)之間，性能達到熱拌瀝青混合料(Hotmix asphalt，縮寫HMA)要求的新型瀝青混合料[1]。溫拌技術是一種高節能低排放的新型環保路面技術，降低了礦料、瀝青加熱溫度及混合料施工溫度，減少了氣體和煙塵的排放量，從環境保護角度上看，一定程度上緩解了因修筑瀝青路面造成空氣污染以及溫室氣體的排放；氣體排放量降低，間接象征了重要費用的節約，瀝青拌合廠的選址也更加靈活；對人體健康造成的影響大大降低，提高工作效率，尤其對于封閉空間如隧道施工時非常有利；拌和過程中，瀝青煙有毒物質的排放減少了87%，攤鋪過程中，未產生難聞的煙霧和氣味，顯著降低了瀝青氣味，降低了對環境的污染和對施工人員健康的損害；WMA減輕了瀝青因拌和溫度過高的老化，延長了瀝青路面的使用壽命[2]。

該課題組已有研究成果表明[3]，摻加3%SAK(固體溫拌劑)的WMA具有較好的性能。本次主要從路用性能、施工質量檢測、低碳、環保及節能方面對WMA的性能進行深化研究，其中AC-25采用70#石油瀝青，AC-20和SMA-13采用SBS改性瀝青。

1 室內試驗結果

(1)高溫性能：采用60℃車轍試驗[4]，試驗結果見表1，可看出WMA和HMA高溫性能相當。

(2)低溫抗裂性能：采用-10℃試驗溫度，加載速率為50mm/min，進行小梁彎曲試驗[4]，結果見表2，可看出WMA和HMA的低溫抗裂性能亦相當。

(3)水穩定性：采用浸水馬歇爾試驗[4]，結果見表3，可看出WMA的水穩定性略優于HMA。

表1 HMA和WMA(摻加3%SAK)車轍試驗結果對比

表2 HMA和WMA(摻加3%SAK)-10℃小梁彎曲試驗結果

表3 HMA和WMA(摻加3%SAK)浸水馬歇爾試驗結果

2 現場質量檢測結果

眾所周知，壓實度和滲水系數是瀝青路面施工質量控制的關鍵，故本次主要對HMA和WMA(摻加3%SAK)的壓實度和滲水系數進行分析。

(1)壓實度檢測

從表4、表5和表6中可以看出，在相同碾壓工藝情況下，WMA的壓實度總體情況好于HMA。

(2)滲水檢測

表4 熱拌AC-25和WMAAC-25取芯壓實度結果對比

表5 熱拌AC-20和WMAAC-20試驗段壓實度檢測結果對比

表6 WMASMA-13試驗段K3+780-K5+146.3右幅壓實度檢測結果

從表7、表8和表9可看出，在相同碾壓工藝情況下，WMA的滲水系數小于HMA，說明WMA的密水性能優于HMA。

表7 熱拌AC-25和WMAAC-25滲水系數(m L/min)檢測結果對比

表8 熱拌AC-20和WMAAC-20滲水系數(m L/min)檢測結果對比

表9 熱拌SMA-13和WMASMA-13滲水系數(m L/min)檢測結果對比

3 降溫速率檢測結果分析

WMA具有良好的保溫性，為有效評價WMA的保溫性能，對室內和現場的降溫速率進行檢測。

(1)室內降溫速率檢測結果分析

每天派專人對生產的混合料進行室內降溫速率測定，并對室溫情況進行記錄，6種混合料室內降溫速率的平均值見表10，可看出同種類型的WMA和HMA，測定時室溫差異較小，故認為具有可比性。

從表10中可以看出，WMA的降溫速率遠小于HMA；WMAAC-25的降溫速率相對熱拌AC-25降幅為42.9%，WMAAC-20的降溫速率相對熱拌AC-20的降幅為39.3%，WMASMA-13的降溫速率相對熱拌SMA-13的降幅為40.4%。說明WMA的降溫速率明顯比HMA緩慢，進一步說明WMA的保溫性能較好，能延長瀝青路面的施工季節，適合低溫季節施工和山區交通不便地區瀝青路面的施工。

表10 6種混合料室內降溫速率(單位：℃/min)

(2)現場降溫速率檢測結果分析

現場派專人對現場攤鋪的瀝青混合料進行降溫速率的測定，記錄天氣和風速情況，6種混合料現場降溫速率的平均值見表11，測定降溫速率時氣溫和風速情況差異較小，故認為檢測結果具有可比性。

表11 6種混合料現場降溫速率(單位：℃/min)

從表11可看出，WMA的現場降溫速率小于HMA；WMAAC-25的降溫速率相對熱拌AC-25降幅為 39.8%，WMAAC-20的降溫速率相對熱拌AC-20的降幅為35.4%，WMASMA-13的降溫速率相對熱拌SMA-13的降幅為37.6%。

對比表10和表11可看出，室內和現場的降溫速率變化規律一致，更進一步說明WMA具有較好的保溫性能。

4 節能檢測結果分析

為分析WMA的節能效果，記錄每種混合料的出料噸位和燃油消耗總量，計算出每種混合料的燃油消耗量，結果見表12。

表12 各種混合料的燃油消耗

從表12可看出，WMA的燃油消耗低于HMA，WMAAC-25的燃油消耗降低幅度為7.1%，WMAAC-20的燃油箱消耗降低幅度為7.0%，WMASMA-13的燃油消耗降低幅度為11.0%，三種WMA的燃油消耗降低幅度接近10%，即WMA相對HMA能節約10%的燃油。根據已有研究成果，一般WMA比HMA節約燃油20%以上，WMA具有明顯的節能效果。針對該項目，需要強調的是燃油品質的好壞直接影響到燃油的消耗量，燃油品質越好，節約能源的效果越明顯。

5 環境檢測結果分析

為了評價WMA的環保性能，通過環保部門對WMASMA-13和SMA-13兩種混合料，拌合廠廢氣排放進行了檢測，主要檢測的指標碳氧化合物和有毒瀝青煙，檢測結果見表13。

表13 拌合廠氣體排放檢測結果(WMASMA-13和熱拌SMA-13)

從表13可看出，WMASMA-13的碳氧化合物(Cox)排放濃度較熱拌SMA-13降低了36.5%，有毒瀝青煙降低了54%；從排放速率上比較，WMASMA-13較熱拌SMA-13降低了28.4%，有毒瀝青煙降低了45.1%。說明WMA降低了環境的污染和對施工人員健康的損害，對于今后隧道和城市道路等環保要求較高區域的瀝青路面施工帶來了好處，并且WMA減輕了瀝青因拌和溫度過高的老化，延長瀝青路面的使用壽命。

6 結論

(1)通過室內各項性能對比，表明WMA高溫抗車轍性能、低溫抗裂性能及抗水損害能力均與HMA相當。

(2)對WMA試驗路段的質量檢測結果表明，WMA各項指標均滿足要求；且在相同碾壓工藝情況下，WMA的密水性能優于HMA。

(3)室內和現場降溫速率結果表明，WMA具有較好的保溫性能，能延長瀝青路面的施工季節，適于在不利季節和山區交通不便地區的瀝青路面施工。

(4)節能檢測結果表明，WMA能節約接近10%左右的燃油消耗。根據已有研究成果，一般WMA比HMA節約燃油20%以上，WMA具有明顯的節能效果。

(5)拌合廠廢氣檢測結果表明，WMA的碳氧化合物、瀝青煙等的排放量較HMA均有不同程度的降低，說明WMA具有較好的環保效果，適應環保型低碳經濟社會的建設需求。

[1]季節，王銳英.高節能低排放型溫拌瀝青混合料與熱拌瀝青混合料的性能對比研究 [J].公路交通科技 (應用技術版)，2006，(11)：90-92.

[2]王捷，趙錫娟.SMA瀝青混合料溫拌技術在瀝青路面中應用的深化研究報告[R].南京：東南大學交通學院，2009.

[3]王捷，張守成.瀝青混合料溫拌技術的應用研究報告[R].南京：東南大學，2008.

[4]JTJ 052-2000，公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程[S].