溫拌瀝青混合料應用技術

唐 博

(重慶交通大學 土木工程學院 重慶 400074)

溫拌瀝青混合料應用技術

唐 博

(重慶交通大學 土木工程學院 重慶 400074)

從技術機理、主要類型、在道路中的應用、環境與經濟效益以及各自的缺點等方面，對溫拌瀝青混合料技術進行了介紹。

溫拌瀝青混合料；瀝青性能；經濟效益

1 溫拌技術簡介

溫拌技術問世于1995年的歐洲[2]，由Shell公司和Kolo-veidekke公司的聯合開發。3年后德國成功鋪筑了第一條溫拌瀝青試驗路段，測試發現其路用性能良好。美國[3]于2003年開始引進溫拌瀝青技術并進行專項研究，其中美國SHRP計劃在溫拌瀝青的設計制備方面取得了巨大進展，此后美國開始在新建路面和路面修補上大規模采用溫拌技術。我國的溫拌技術起步時間較晚。2005年，我國與美國合作研發的第一條溫拌瀝青路面在北京八達嶺鋪設成功。溫拌技術主要分為以下幾類：

1.1 有機降粘型溫拌技術

其機理[4]是在高溫條件下將有機添加劑摻入瀝青中，降低瀝青的粘度，同時使

拌合溫度降低。有機降解型溫拌劑總類很多，主要有以下幾種：

1.1.1 Sasobit

Sasobit是一種聚烯烴類溫拌劑[5]，由南非Sasol Wax公司研發，呈白色顆粒狀，熔點約為115℃，閃點約為290℃。易拌和，不離析。高溫時熔于瀝青，在它的作用下，瀝青粘度下降，混合料的拌合溫度降低。低溫形成的晶格結構，[6]顯著改善路面的抗變形能力，抗車轍破壞。即使溫度降低20-40℃，壓實度依然可以得到保證。[8]

1.1.2 Asphaltan-B

Asphaltan-B改性劑起源于德國，是一種專為瀝青混凝土研制的改性劑。熔點約在99℃，其性能與前者相似。在瀝青拌合時加入拌和機，亦可直接加入膠結料生產機[10]。它可以降低拌合溫度，提高路面的壓實性和抗車轍能力。

1.2 發泡降解型溫拌技術

熱拌瀝青在水的作用會急劇氣化，這是該技術的利用的主要特點。汽化導致體積迅速增大，生成泡沫狀的瀝青。形成的泡沫瀝青與高溫瀝青相比，粘度下降，和易性提高，可以在較低的溫度下充分裹覆集料，降低瀝青混合料的拌和溫度。其主要產品有：

1.2.1 WAM-Foam

WAM-Foam由Shell公司和Kolo-veidekke公司合資開發。這一技術主要包括兩步：第一步，在攪拌罐中充分拌合礦料與軟質瀝青，使軟瀝青充分裹覆于礦料表面；第二步，在熱硬瀝青中注入一定的水，產生的蒸汽使得硬瀝青迅速發泡，然后將泡沫化的硬瀝青與裹覆軟瀝青的混合料中二次拌和。采用WAM-Foam技術可將混合料的拌合溫度降低至100-120℃，攤鋪碾壓溫度降低至80-90℃，排放的溫室氣體降低30%，能耗下降30%。

1.2.2 Aspha-min

Aspha-min起源于德國，是一種人工合成的沸石，一般呈白色顆粒，平均粒徑380微米，不溶于水。孔隙率很大，吸水能力很強。當遇到熱瀝青時，Aspha-min受熱緩慢釋放出來的水分產生泡沫瀝青，粘度下降，混合料和易性提高，能在相對低溫下拌合混合料。由于水分釋放緩慢，保證施工的連續長久。與熱拌技術相比，添加Aspha-min可使拌合溫度和壓實溫度均下降約30℃。Aspha-min可使用熱拌設備，操作方法也類似。

1.3 乳化瀝青溫拌技術

顧名思義，乳化瀝青溫拌技術采用的是乳化瀝青。這種技術起源于美國，稱為EvothermTM技術。溫拌選用的乳化瀝青的軟化點較高，且蒸發殘留物含量較大。在對集料加熱后，將乳化瀝青與其作用，乳化瀝青的水分大部分在一瞬間就被蒸發，殘留很小一部分水分用于提高瀝青混合料的拌合攤鋪性能。亦能降低拌合溫度和壓實溫度。可用熱拌設備制備。

2 溫拌瀝青混合料在道路中的應用

道路瀝青路面采用溫拌瀝青混合料鋪筑(圖 4) ,可有效減少45%二氧化硫和60 %的氮氧化物的排放，確保施工現場環境更清潔，提高對施工人員身體的健康保障 ,而且由于低的拌和及攤鋪溫度 , 實現了混合料遠距離運輸的可能 ,因此可以將拌和樓設在較遠的郊區。

3 溫拌瀝青混合料的環境與經濟效益

由于溫拌技術均會導致拌和溫度、攤鋪溫度等下降，直接減小生產能耗，拌合成本。與節約型社會發展的主流理念是一致的。研究表明，溫拌與熱拌技術相比，加熱燃油減少20%以上，鋪設時的瀝青煙霧減少80%以上。這一點在隧道路面鋪設的意義非常重要。因為隧道中熱拌技術造成對工人的身體健康的影響不可忽略。溫拌瀝青混合料同時能夠減輕老化，改善路用性能。當溫度高于100℃時，瀝青老化速率與溫度呈幾何倍數增加。溫拌技術工作溫度的降低，顯著降低了瀝青混合料的老化現象，從而可以增加路面的使用壽命。

4 溫拌技術存在的問題

三大溫拌技術各有優點，同時也都有自身的缺點。

4.1 有機降粘型溫拌技術的缺點

有機蠟占了有機降粘型溫拌劑絕大部分，而蠟過多會影響瀝青的路用性能。此外，混合料水穩定性的關鍵在于瀝青與集料的粘附性。由于蠟是非極性的，與集料的粘附性不好，夏天易導致滲油、車轍破壞。冬天導致瀝青脆化，開裂風險增加，造成水損壞[27]。

4.2 發泡降粘型溫拌技術的缺點

發泡降粘型溫拌技術存在水分蒸發不完全的缺陷，這種缺陷將導致水損害的風險提高。在較低的拌合溫度和壓實溫度的影響下，水分不可避免存在殘留的問題。此外發泡溫拌技術有著嚴格的制備工藝和設備，不能直接采用熱拌技術的設備和工藝，成本不低；微發泡技術的優勢在于不需要專門的工藝和設備，但水損害的問題仍無法避免。

4.3 乳化瀝青溫拌技術的缺點

采用酸性表面活性劑是乳化溫拌技術的特征。而瀝青的成分也包含游離酸，這樣的結合會使瀝青與集料的粘附性下降，水穩定性降低。

5 結論

由于問世時間短，溫拌技術仍有不成熟的地方，原材料來源狹窄，價格昂貴，制備工藝，制備設備的要求都對溫拌瀝青混合料技術的進一步推廣提出了考驗。未來公路智能化，多功能化的發展對溫拌技術單一的技術評價指標也提出了新的要求。對公路的有機降粘型溫拌技術夏天易導致滲油、車轍破壞，冬天導致瀝青脆化，開裂的問題如何解決，發泡降粘型溫拌技術由于較低的混合料生產溫度導致的水分蒸發不完全乳化溫拌技術的改性劑本身造成路面的水損害的問題將成為未來研究的主要方向。如何利用推廣可再生，固體廢料在溫拌技術過程中的利用亦是個不可忽略的問題。

References)

[1]JTGD50-2006，公路瀝青路面設計規范[S]

[2]李忠凱.溫拌瀝青混合料技術在歐洲的實踐[J].中外公路，2010.30(4):286-291

[3]孫國生.歐美溫拌瀝青混合料技術現狀[J].建設機械技術與管理，2010(8):

68-70

[4]嚴世祥. 溫拌瀝青混合料的應用技術研究[D]. 重慶：重慶大學，2007

[5]楊樹人 溫拌添加劑對瀝青和瀝青混合料性能的影響[D]。重慶；重慶交通大學，2008

[6]孫大全，王錫通，湯士良，等。環境友好型溫拌瀝青混合料制備技術研究進展[J]. 石油瀝青，2007.21（4）:54-57

[7]秦永春.溫拌瀝青混合料節能減排效果的測試與分析[J].公路交通科技，2009(8):33-37.

[8]馮娟.溫拌瀝青膠結料降粘機理研究[J].新疆大學學報，2012

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1007-6344（2016）07-0339-01