張業(yè)茂，趙錫娟，趙西亭

(1.江蘇省交通技師學(xué)院，江蘇鎮(zhèn)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(xué)資源與土木工程學(xué)院，遼寧沈陽(yáng)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(dá)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(shù)是一種高節(jié)能低排放的新型環(huán)保路面技術(shù)，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(huán)境保護(hù)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(fèi)用的節(jié)約，瀝青拌合廠的選址也更加靈活；對(duì)人體健康造成的影響大大降低，提高工作效率，尤其對(duì)于封閉空間如隧道施工時(shí)非常有利；拌和過程中，瀝青煙有毒物質(zhì)的排放減少了87%，攤鋪過程中，未產(chǎn)生難聞的煙霧和氣味，顯著降低了瀝青氣味，降低了對(duì)環(huán)境的污染和對(duì)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(zhǎng)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(zhì)量檢測(cè)、低碳、環(huán)保及節(jié)能方面對(duì)WMA的性能進(jìn)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(nèi)試驗(yàn)結(jié)果

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

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

(3)水穩(wěn)定性：采用浸水馬歇爾試驗(yàn)[4]，結(jié)果見表3，可看出WMA的水穩(wěn)定性略優(yōu)于HMA。

表1 HMA和WMA(摻加3%SAK)車轍試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比

表2 HMA和WMA(摻加3%SAK)-10℃小梁彎曲試驗(yàn)結(jié)果

表3 HMA和WMA(摻加3%SAK)浸水馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果

2 現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果

眾所周知，壓實(shí)度和滲水系數(shù)是瀝青路面施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵，故本次主要對(duì)HMA和WMA(摻加3%SAK)的壓實(shí)度和滲水系數(shù)進(jìn)行分析。

(1)壓實(shí)度檢測(cè)

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(shí)度總體情況好于HMA。

(2)滲水檢測(cè)

表4 熱拌AC-25和WMAAC-25取芯壓實(shí)度結(jié)果對(duì)比

表5 熱拌AC-20和WMAAC-20試驗(yàn)段壓實(shí)度檢測(cè)結(jié)果對(duì)比

表6 WMASMA-13試驗(yàn)段K3+780-K5+146.3右幅壓實(shí)度檢測(cè)結(jié)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(shù)小于HMA，說明WMA的密水性能優(yōu)于HMA。

表7 熱拌AC-25和WMAAC-25滲水系數(shù)(m L/min)檢測(cè)結(jié)果對(duì)比

表8 熱拌AC-20和WMAAC-20滲水系數(shù)(m L/min)檢測(cè)結(jié)果對(duì)比

表9 熱拌SMA-13和WMASMA-13滲水系數(shù)(m L/min)檢測(cè)結(jié)果對(duì)比

3 降溫速率檢測(cè)結(jié)果分析

WMA具有良好的保溫性，為有效評(píng)價(jià)WMA的保溫性能，對(duì)室內(nèi)和現(xiàn)場(chǎng)的降溫速率進(jìn)行檢測(cè)。

(1)室內(nèi)降溫速率檢測(cè)結(jié)果分析

每天派專人對(duì)生產(chǎn)的混合料進(jìn)行室內(nèi)降溫速率測(cè)定，并對(duì)室溫情況進(jìn)行記錄，6種混合料室內(nèi)降溫速率的平均值見表10，可看出同種類型的WMA和HMA，測(cè)定時(shí)室溫差異較小，故認(rèn)為具有可比性。

從表10中可以看出，WMA的降溫速率遠(yuǎn)小于HMA；WMAAC-25的降溫速率相對(duì)熱拌AC-25降幅為42.9%，WMAAC-20的降溫速率相對(duì)熱拌AC-20的降幅為39.3%，WMASMA-13的降溫速率相對(duì)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(jìn)一步說明WMA的保溫性能較好，能延長(zhǎng)瀝青路面的施工季節(jié)，適合低溫季節(jié)施工和山區(qū)交通不便地區(qū)瀝青路面的施工。

表10 6種混合料室內(nèi)降溫速率(單位：℃/min)

(2)現(xiàn)場(chǎng)降溫速率檢測(cè)結(jié)果分析

現(xiàn)場(chǎng)派專人對(duì)現(xiàn)場(chǎng)攤鋪的瀝青混合料進(jìn)行降溫速率的測(cè)定，記錄天氣和風(fēng)速情況，6種混合料現(xiàn)場(chǎng)降溫速率的平均值見表11，測(cè)定降溫速率時(shí)氣溫和風(fēng)速情況差異較小，故認(rèn)為檢測(cè)結(jié)果具有可比性。

表11 6種混合料現(xiàn)場(chǎng)降溫速率(單位：℃/min)

從表11可看出，WMA的現(xiàn)場(chǎng)降溫速率小于HMA；WMAAC-25的降溫速率相對(duì)熱拌AC-25降幅為 39.8%，WMAAC-20的降溫速率相對(duì)熱拌AC-20的降幅為35.4%，WMASMA-13的降溫速率相對(duì)熱拌SMA-13的降幅為37.6%。

對(duì)比表10和表11可看出，室內(nèi)和現(xiàn)場(chǎng)的降溫速率變化規(guī)律一致，更進(jìn)一步說明WMA具有較好的保溫性能。

4 節(jié)能檢測(cè)結(jié)果分析

為分析WMA的節(jié)能效果，記錄每種混合料的出料噸位和燃油消耗總量，計(jì)算出每種混合料的燃油消耗量，結(jié)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(duì)HMA能節(jié)約10%的燃油。根據(jù)已有研究成果，一般WMA比HMA節(jié)約燃油20%以上，WMA具有明顯的節(jié)能效果。針對(duì)該項(xiàng)目，需要強(qiáng)調(diào)的是燃油品質(zhì)的好壞直接影響到燃油的消耗量，燃油品質(zhì)越好，節(jié)約能源的效果越明顯。

5 環(huán)境檢測(cè)結(jié)果分析

為了評(píng)價(jià)WMA的環(huán)保性能，通過環(huán)保部門對(duì)WMASMA-13和SMA-13兩種混合料，拌合廠廢氣排放進(jìn)行了檢測(cè)，主要檢測(cè)的指標(biāo)碳氧化合物和有毒瀝青煙，檢測(cè)結(jié)果見表13。

表13 拌合廠氣體排放檢測(cè)結(jié)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(huán)境的污染和對(duì)施工人員健康的損害，對(duì)于今后隧道和城市道路等環(huán)保要求較高區(qū)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(zhǎng)瀝青路面的使用壽命。

6 結(jié)論

(1)通過室內(nèi)各項(xiàng)性能對(duì)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(dāng)。

(2)對(duì)WMA試驗(yàn)路段的質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果表明，WMA各項(xiàng)指標(biāo)均滿足要求；且在相同碾壓工藝情況下，WMA的密水性能優(yōu)于HMA。

(3)室內(nèi)和現(xiàn)場(chǎng)降溫速率結(jié)果表明，WMA具有較好的保溫性能，能延長(zhǎng)瀝青路面的施工季節(jié)，適于在不利季節(jié)和山區(qū)交通不便地區(qū)的瀝青路面施工。

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

(5)拌合廠廢氣檢測(cè)結(jié)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(huán)保效果，適應(yīng)環(huán)保型低碳經(jīng)濟(jì)社會(huì)的建設(shè)需求。

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

[2]王捷，趙錫娟.SMA瀝青混合料溫拌技術(shù)在瀝青路面中應(yīng)用的深化研究報(bào)告[R].南京：東南大學(xué)交通學(xué)院，2009.

[3]王捷，張守成.瀝青混合料溫拌技術(shù)的應(yīng)用研究報(bào)告[R].南京：東南大學(xué)，2008.

[4]JTJ 052-2000，公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程[S].