丁 波

當(dāng)前，節(jié)源、環(huán)保已成為全社會關(guān)注的熱點(diǎn)問題，同時也成為衡量一種應(yīng)用技術(shù)成熟與否的關(guān)鍵指標(biāo)因素。

溫拌瀝青混合料是指利用在瀝青中添加輔助材料，從而實現(xiàn)在120℃左右均勻瀝青和拌和級配骨料，獲得的成品瀝青混合料與170℃熱瀝青混合料性能相近，是一種新型的瀝青混合料。溫拌瀝青混合料技術(shù)的成功應(yīng)用，實現(xiàn)了公路建設(shè)中資源成本的節(jié)約，同時也降低了對環(huán)境的污染，成為近年來瀝青路面材料領(lǐng)域又一項很有前景的新興技術(shù)。

除了低溫混合，溫拌瀝青混合料還有其他的優(yōu)勢，包括減少燃料燃燒時的散發(fā)，降低在工廠和施工現(xiàn)場產(chǎn)生的氣味，更容易鋪設(shè)和壓實。通過減少壓實溫度和環(huán)境溫度的差別，就可以在周圍溫度較低的條件下鋪設(shè)，同時也能延長鋪設(shè)季節(jié)。

溫拌瀝青混合料的拌合溫度介于熱瀝青混合料和冷瀝青混合料之間，成品混合料性能良好，節(jié)約能源和環(huán)保的特性十分明顯。溫拌瀝青混合料與熱拌瀝青混合料相比拌合溫度降低了50℃，CO2的排放將降低50%左右，生產(chǎn)1 t混合料將節(jié)省1 kg～1.5 kg燃油。近些年來，交通部對節(jié)能減排技術(shù)研究十分重視，現(xiàn)已將溫拌技術(shù)的研究納入西部交通科技項目計劃。據(jù)介紹，我國的溫拌瀝青混合料技術(shù)研究起步于2005年，根據(jù)國際上溫拌瀝青混合料技術(shù)的研究和應(yīng)用實踐經(jīng)驗，我國將乳化瀝青溫拌法和有機(jī)添加劑溫拌法作為研究重點(diǎn)。

1 溫拌瀝青混合料的加工過程

在歐洲最廣泛使用的有三種:

1)溫拌瀝青混合料是在泡沫技術(shù)的基礎(chǔ)上研發(fā)出來的，主要使用有機(jī)觸變添加劑，在澳大利亞泡沫混合料可以貯存幾個月。

Aspha-Min○R在歐洲有銷售，是一種合成沸石。在瀝青混合料中加入這種材料的粉末，可以產(chǎn)生泡沫。從化學(xué)上來講，沸石是一種鋁硅酸鹽礦石，可以產(chǎn)生持久的泡沫效果。這種液相結(jié)合料起到混合劑和滑潤劑的效果，可以使混合物在較低溫度下使用。生產(chǎn)溫度可以降低到130℃～145℃。

2)溫拌瀝青混合料(Warm Mix Asphalt，簡稱 WMA)是一種高節(jié)能低排放環(huán)保型材料，由軟瀝青和硬瀝青組成的調(diào)和瀝青添加劑和礦料拌和而成。軟瀝青針入度較大，在100℃時具有一定的流動性;硬瀝青目前是以泡沫瀝青的形式加入。根據(jù)路面的要求，硬瀝青在25℃的針入度應(yīng)在10～100之間作為結(jié)合料，這種調(diào)和瀝青粘度較低，因此，它能在相對較低的溫度下全面地覆蓋礦料，與礦料進(jìn)行充分地結(jié)合，形成穩(wěn)定均勻的瀝青混合料。就目前的技術(shù)水平而言，WMA的拌合溫度一般保持在100℃～120℃，攤鋪和壓實路面的溫度為80℃～90℃，相對于HMA溫度降低了30℃左右。

在配制WMA時，首先是在100℃左右下軟瀝青與礦料拌和，初步地覆蓋礦料，礦料的加熱溫度在100℃～120℃。然后加入泡沫瀝青進(jìn)行充分拌和。其礦料級配、混合料的配合比設(shè)計、拌合設(shè)備等可以完全參照熱拌瀝青混合料的相關(guān)方法與規(guī)定。

根據(jù)有關(guān)WMA的室內(nèi)試驗以及實際工程的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)溫拌瀝青混合料與普通熱拌瀝青混合料HMA的路用性能基本一致。與HMA相比，其主要特性表現(xiàn)為:a.能夠減少燃料的消耗，與HMA相比大約能節(jié)約30%，從而節(jié)約能源;b.WMA能夠減少CO2、粉塵等有害物質(zhì)的散發(fā)，從而降低對環(huán)境的破壞和對施工人員的健康危害;c.能夠簡化混合料的生產(chǎn)程序，延長設(shè)備的使用壽命，而且其生產(chǎn)和攤鋪壓實的設(shè)備采用普通熱拌混合料的設(shè)備即可(可能需要做些很小的調(diào)整)，減少成本;d.能更穩(wěn)定地儲存更長的時間，便于儲存性生產(chǎn)。

WMA由美國Shell和挪威Kolo Veidekke公司于1995年聯(lián)合研制成功，在2000年國際會議上首次發(fā)布后，日本和歐洲等國開始大量使用WMA，2001年WMA的使用量達(dá) 8 000 t，2002年增長到15 000 t，2003年就高達(dá)30 000 t。從WMA使用量的大幅提高上就可以看出WMA的發(fā)展趨勢。WMA是一種新型的混合料，尚存在著不少技術(shù)和應(yīng)用問題，如選擇軟瀝青和硬瀝青的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，如何確定軟瀝青和硬瀝青的合適比例來配制調(diào)和瀝青，調(diào)和瀝青的微觀性能分析等等，這些都有待于今后深入研究。

3)觸變有機(jī)添加劑。添加了能夠改變溫度—粘性彎度的低熔點(diǎn)有機(jī)添加劑，這是建立在20世紀(jì)90年代蠟添加劑發(fā)展的基礎(chǔ)上。時至今日，已經(jīng)有兩種有機(jī)添加劑成功使用，分別是合成固體石蠟和低分子量酯化合物。這兩種添加劑的熔點(diǎn)大約是99℃，在其熔點(diǎn)以上產(chǎn)生的大量液體降低了粘度。固體石蠟是Sasobit○R，Sasol Wax的一種產(chǎn)品，產(chǎn)于南非。酯化合物是Asphaltan B○R，由德國Romonta GmbH公司生產(chǎn)，是褐煤的甲苯提取物的副產(chǎn)品。

2 國內(nèi)外最新發(fā)展趨勢——乳化瀝青溫拌混合料(EWMA)

EWMA由美國Meadwestvaco公司提出，它是將一種摻加了特殊化學(xué)添加劑的高濃度乳化瀝青替代普通熱瀝青進(jìn)行混合料拌和，其拌合溫度為100℃～120℃。截至2005年年底，全球已經(jīng)鋪筑了8段EWMA試驗路。乳化瀝青型溫拌瀝青混合料的使用，使得混合料的拌合溫度較熱拌瀝青混合料降低了30℃～50℃，如此產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。經(jīng)國內(nèi)、國外試驗研究發(fā)現(xiàn)，乳化瀝青溫拌混合料具有如下技術(shù)優(yōu)勢:

1)在不犧牲瀝青混合料路用性能的前提下，拌合溫度可降低至100℃～130℃、碾壓溫度可降低至70℃～120℃;2)混合料的設(shè)計、拌和及施工工藝與熱拌混合料一致，無需添置新的設(shè)備;3)具有良好的適應(yīng)性:不同石料，不同級配，不同瀝青;4)減少燃料消耗，節(jié)省20%～30%;5)減少瀝青煙的排放，降低對環(huán)境的污染和對施工人員健康的損害;6)減輕熱拌過程中瀝青的老化，延長瀝青路面的使用壽命;7)延長施工季節(jié)。

乳化瀝青型溫拌瀝青混合料的設(shè)計、生產(chǎn)、施工完全可以參照熱拌瀝青混合料，沒有增加任何特殊要求。與其他幾種溫拌技術(shù)相比，乳化瀝青溫拌技術(shù)具有以下特征:

1)對瀝青膠結(jié)料沒有特殊的要求。泡沫瀝青技術(shù)則要求有合適的硬瀝青和軟瀝青;2)不需要改造現(xiàn)有的設(shè)備。泡沫瀝青的生產(chǎn)需要特殊的泡沫機(jī)械，價格較貴，而且需要對拌和樓的設(shè)備進(jìn)行大的改造。水沸石的添加也需要對拌和樓進(jìn)行改造;3)路用性能與熱拌技術(shù)相當(dāng)。有機(jī)蠟的添加對改善混合料的高溫性能有很大幫助，然而卻犧牲了混合料低溫性能;4)降溫幅度更大。通過調(diào)整配方，可改進(jìn)和提高的空間更大。