摘要：溫拌瀝青技術(shù)是一種高節(jié)能低排放型瀝青路面技術(shù)，其具有大幅度降低瀝青混合料生產(chǎn)能耗、減少廢氣和粉塵排放的優(yōu)點(diǎn)，并且能夠延長北方寒冷地區(qū)瀝青路面施工工期。本文介紹了近幾年溫拌瀝青技術(shù)在遼寧省公路建設(shè)中的試驗(yàn)研究及應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞：道路工程；溫拌瀝青技術(shù)；節(jié)能減排；研究；應(yīng)用

Overview of warm mix asphalt technology research and application status in liaoning province

TANG Zhi

Abstract Warm mix asphalt technology is a kind of asphalt pavement materials with high energy conservation and lowdischarge featured by the advantages of significantly reducing the energy consumption of asphalt mixture productionand the discharge of the exhaust gas and dust and it can also extend the construction period of the asphalt pavementin Northern cold region.

Key words Road engineering；Warm mix asphalt technology；Energy conservation and discharge reduction；Research；application

1概述

溫拌瀝青技術(shù)是近幾年來，在能源緊缺、全球氣候變暖的大背景下，快速發(fā)展起來的具有革命性意義的瀝青鋪面技術(shù)。中國溫拌瀝青技術(shù)盡管起步稍晚，但發(fā)展勢(shì)頭更加迅猛，份額上也已經(jīng)占有重要地位。實(shí)際上，在國內(nèi)應(yīng)用的溫拌瀝青技術(shù)，已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了與全球最新技術(shù)同步，其應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛。

遼寧省自2006年引進(jìn)溫拌瀝青技術(shù)，到目前為止，大體可分為三個(gè)階段，一是技術(shù)引進(jìn)使用階段（2006年～2008年），二是技術(shù)消化改進(jìn)階段（2009年～2011年），三是技術(shù)自主創(chuàng)新與推廣應(yīng)用階段（2012年至今）。

2技術(shù)引進(jìn)使用階段

2006年遼寧省交通廳立項(xiàng)開展“溫拌瀝青混合料應(yīng)用研究”，項(xiàng)目主要采用摻加Sasobit溫拌劑和利用Evotherm 濃縮液實(shí)現(xiàn)瀝青混合料溫拌化。最終研究出一套切實(shí)可行的溫拌施工技術(shù)，實(shí)現(xiàn)既保證瀝青路面良好的使用性能，又能達(dá)到節(jié)能減排的目的。項(xiàng)目主要研究內(nèi)容如下：

（1）溫拌瀝青混合料瀝青膠結(jié)料組成研究

調(diào)查研究溫拌瀝青混合料的使用情況，總結(jié)出本項(xiàng)目重點(diǎn)研究方向。通過物理、化學(xué)的方法，特別是針對(duì)瀝青在高溫區(qū)和低溫區(qū)的不同使用功能，分析研究瀝青膠結(jié)料的降粘機(jī)理。在此基礎(chǔ)上，選擇本項(xiàng)目使用的原材料，包括膠結(jié)料、礦料、溫拌劑。并對(duì)原材料基本性能測(cè)試，試驗(yàn)確定溫拌劑的類型和摻量以及乳化劑的類型及乳化瀝青（基于乳化平臺(tái)的Evotherm溫拌瀝青技術(shù)）生產(chǎn)工藝。

（2）瀝青膠結(jié)料性能研究

選用遼河90#基質(zhì)瀝青、西太90#基質(zhì)瀝青、遼河SBS改性瀝青、西太SBS改性瀝青以及摻加3%Sasobit后的膠結(jié)料進(jìn)行不同溫度下的粘度試驗(yàn)，繪制粘溫曲線；并進(jìn)行PG分級(jí)試驗(yàn)，確定高低溫性能等級(jí)。

（3）溫拌瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)方法、檢驗(yàn)控制指標(biāo)研究

混合料配合比設(shè)計(jì)的好壞將直接影響到路面的使用性能，好的礦料級(jí)配組成，能使礦料和膠結(jié)料最大限度地發(fā)揮性能，從而獲得較佳的使用品質(zhì)。另外，由于溫拌劑的加入，改變了瀝青的粘度，粘附在礦料表面的瀝青膜厚度發(fā)生改變，須對(duì)相應(yīng)的級(jí)配范圍作調(diào)整，以保證混合料的整體性能。所以，對(duì)材料的控制，工藝研究，包括投料順序、拌和溫度、成型溫度等試驗(yàn)研究是重要的。

（4）溫拌瀝青混合料路用性能和瀝青性能研究

根據(jù)前面的研究，選定實(shí)施方案后，進(jìn)行溫拌瀝青混合料路用和力學(xué)性能試驗(yàn)，明確混合料強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律，研究分析溫拌瀝青混合料的高溫、低溫、水穩(wěn)定性、抗疲勞性能、靜動(dòng)態(tài)模量以及劈裂強(qiáng)度等技術(shù)指標(biāo)。

（5）鋪筑試驗(yàn)路并進(jìn)行跟蹤觀測(cè)、檢測(cè)

結(jié)合室內(nèi)試驗(yàn)的成果，在選定的試驗(yàn)路段鋪筑試驗(yàn)路，驗(yàn)證級(jí)配、設(shè)計(jì)方法和施工工藝的可靠性，并進(jìn)行跟蹤觀測(cè)和檢測(cè)。

（6）編制溫拌瀝青混合料設(shè)計(jì)施工技術(shù)指南

在總結(jié)試驗(yàn)路經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，編制溫拌瀝青混合料設(shè)計(jì)施工技術(shù)指南，以指導(dǎo)該技術(shù)的大面積推廣應(yīng)用。

項(xiàng)目組在進(jìn)行大量的調(diào)研、室內(nèi)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，2007年分別在岫巖-水源二級(jí)公路鋪筑了基于Sasobit溫拌劑的試驗(yàn)路段6000平方米，在沈北新區(qū)-彎道三級(jí)公路鋪筑了基于乳化平臺(tái)的試驗(yàn)路段3500平方米。通過2年對(duì)試驗(yàn)路段的檢測(cè)和觀測(cè)結(jié)果，路面使用狀況良好，證明節(jié)能減排型溫拌瀝青混合料技術(shù)是可行的，性能是可靠的。

3技術(shù)消化改進(jìn)階段

2009年遼寧省交通廳立項(xiàng)開展“溫拌阻燃瀝青混合料應(yīng)用技術(shù)研究”，通過項(xiàng)目研究將溫拌瀝青技術(shù)與阻燃瀝青技術(shù)相結(jié)合，擬解決兩方面問題：一是解決隧道路面鋪裝瀝青混合料在火災(zāi)發(fā)生時(shí)的阻燃、抑煙問題。二是通過采取適當(dāng)?shù)募夹g(shù)手段，降低施工溫度，減少有害氣體的排放，降低煙霧濃度，改善隧道內(nèi)施工環(huán)境。項(xiàng)目主要研究內(nèi)容如下：

（1）無鹵阻燃改性瀝青的研制與性能評(píng)價(jià)

對(duì)國內(nèi)外阻燃劑進(jìn)行廣泛調(diào)研，以阻燃、抑煙效果作為主要控制指標(biāo)，兼顧環(huán)保、經(jīng)濟(jì)性等因素，通過試驗(yàn)研究，比選出幾種類型阻燃劑。根據(jù)阻燃劑的特點(diǎn)，采取復(fù)配的方式進(jìn)行阻燃瀝青制備，通過氧指數(shù)、煙密度試驗(yàn)確定阻燃劑的最佳復(fù)配比例。研究調(diào)和劑對(duì)瀝青理化性能的影響；研究瀝青調(diào)和機(jī)理，通過試驗(yàn)研究確定調(diào)和劑的最佳摻量。確定無鹵阻燃改性瀝青配方。以氧指數(shù)、煙密度、煙氣毒性作為主要評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)阻燃瀝青進(jìn)行燃燒性能評(píng)價(jià)。試驗(yàn)包括：氧指數(shù)試驗(yàn)、煙密度試驗(yàn)及煙氣毒性等級(jí)評(píng)價(jià)（生物試驗(yàn)法）等。由于絕大多數(shù)阻燃劑為粉末狀顆粒，因此，阻燃瀝青多為瀝青膠漿，三大指標(biāo)試驗(yàn)難以科學(xué)的評(píng)價(jià)其路用性能，為此，本研究采用動(dòng)態(tài)剪切試驗(yàn)（DSR）和彎曲梁流變?cè)囼?yàn)（BBR）分別評(píng)價(jià)其高溫性能和低溫性能。

（2）溫拌阻燃瀝青混合料性能研究

采用溫拌瀝青技術(shù)降低施工溫度的研究；阻燃溫拌瀝青混合料路用性能評(píng)價(jià)；基于新建和改建的隧道路面結(jié)構(gòu)，本課題選用SMA13L、UTFC10、AC13等混合料級(jí)配類型進(jìn)行試驗(yàn)研究，試驗(yàn)包括：高溫車轍試驗(yàn)、低溫彎曲試驗(yàn)、低溫約束凍斷試驗(yàn)、飛散試驗(yàn)、水敏感性試驗(yàn)、疲勞性能試驗(yàn)、劈裂試驗(yàn)和靜態(tài)模量試驗(yàn)。阻燃溫拌瀝青混合料燃燒性能評(píng)價(jià)。研究采用錐形量熱儀試驗(yàn)評(píng)價(jià)阻燃溫拌瀝青混合料的燃燒性能，試驗(yàn)包括：引燃時(shí)間測(cè)試、熱釋放速率檢測(cè)、燃燒質(zhì)量損失檢測(cè)、煙氣生成總量及有害氣體產(chǎn)率測(cè)試等。

（3）季凍區(qū)阻燃溫拌瀝青混合料隧道路面施工工藝研究

根據(jù)前述研究成果，結(jié)合新建和改建公路隧道路面的特點(diǎn)，就阻燃溫拌瀝青混合料的拌和、攤鋪、碾壓等施工重要環(huán)節(jié)開展工藝研究。結(jié)合選定的試驗(yàn)隧道路面鋪裝工程，進(jìn)行阻燃溫拌瀝青混合料目標(biāo)及生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)，確定試驗(yàn)路施工方法，鋪筑試驗(yàn)路，對(duì)瀝青混合料設(shè)計(jì)方法和施工工藝進(jìn)行驗(yàn)證，對(duì)試驗(yàn)路進(jìn)行檢測(cè)和觀測(cè)，評(píng)價(jià)其使用性能并編寫試驗(yàn)路總結(jié)報(bào)告。

（4）施工技術(shù)指南的編寫

根據(jù)項(xiàng)目室內(nèi)試驗(yàn)研究及試驗(yàn)路鋪筑的成果，編寫《季凍區(qū)公路隧道阻燃溫拌瀝青混合料路面施工技術(shù)指南》，指導(dǎo)公路隧道阻燃溫拌瀝青混合料路面的設(shè)計(jì)和施工。

2010年7月，在長興島疏港高速公路毛灣隧道新建工程中鋪筑了試驗(yàn)路，總面積約6000m2?？偨Y(jié)了原材料要求、施工工藝和質(zhì)量控制指標(biāo)。通過試驗(yàn)路觀測(cè)和檢測(cè)，路用性能均符合規(guī)范要求。與熱拌瀝青混合料相比，施工過程中煙氣濃度降低80%以上，有毒氣體的排放量減少90%以上，明顯改善了隧道內(nèi)瀝青路面施工環(huán)境，減少了對(duì)施工人員健康狀況的影響，節(jié)能環(huán)保。

4 技術(shù)創(chuàng)新與推廣應(yīng)用階段

截止到2011年底，溫拌瀝青混合料技術(shù)在遼寧省普通公路路面、高速公路新建隧道路面及養(yǎng)護(hù)工程路面中應(yīng)用，總面積達(dá)到20萬平米。該技術(shù)在應(yīng)用過程中仍存在一些問題：

① 溫拌劑市場(chǎng)產(chǎn)品多，使用者難以選擇質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的產(chǎn)品；

② 溫拌材料添加工藝、溫拌瀝青混合料施工工藝不完善；

③ 溫拌瀝青技術(shù)適用條件不明確。

④ 溫拌材料（溫拌劑或溫拌瀝青）的評(píng)價(jià)指標(biāo)不明確，難以進(jìn)行質(zhì)量控制。

針對(duì)當(dāng)時(shí)溫拌瀝青技術(shù)存在的問題，2012年1月，遼寧省交通廳立項(xiàng)開展 “溫拌瀝青的推廣應(yīng)用研究”（任務(wù)書編號(hào)201207）重點(diǎn)科研項(xiàng)目研究。研究期限為2012年1月至2013年12月，由遼寧省交通科學(xué)研究院、遼寧省交通廳公路管理局、遼寧省高等級(jí)公路建設(shè)局共同完成，項(xiàng)目研究內(nèi)容主要包括：國內(nèi)外溫拌瀝青技術(shù)應(yīng)用情況調(diào)研，分析溫拌材料的市場(chǎng)情況，對(duì)遼寧省應(yīng)用的溫拌瀝青路面質(zhì)量狀況、各類溫拌劑應(yīng)用效果、溫拌瀝青技術(shù)施工工藝等進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)，通過室內(nèi)試驗(yàn)及試驗(yàn)路鋪筑，研究確定溫拌瀝青技術(shù)的適用條件及應(yīng)用范圍，推薦1～2種適用于遼寧省的溫拌材料，建立溫拌瀝青技術(shù)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系，并根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)及實(shí)體工程應(yīng)用情況編寫《溫拌瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》。

2012年至2013年，溫拌瀝青技術(shù)在遼寧省公路工程建設(shè)中大規(guī)模推廣應(yīng)用，其中，高速公路路面中推廣應(yīng)用約80公里；普通公路路面中推廣應(yīng)用約300公里。室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果表明，溫拌瀝青技術(shù)推廣應(yīng)用工程路用性能良好，節(jié)能減排效果顯著。

溫拌瀝青技術(shù)推廣應(yīng)用過程中，主要應(yīng)用了Evotherm DAT、BMH型、LKW-Ⅰ型及BLT型四種溫拌劑，各種溫拌劑都能實(shí)現(xiàn)瀝青混合料溫拌效果。課題組對(duì)溫拌劑的應(yīng)用情況進(jìn)行了檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果表明，本省自主研發(fā)的BLT型溫拌劑表現(xiàn)出良好的路用效果，各項(xiàng)路用性能指標(biāo)與進(jìn)口產(chǎn)品Evotherm DAT相近，節(jié)能減排效果十分顯著，并且對(duì)瀝青及瀝青混合料路用性能沒有負(fù)面影響。

5 結(jié)論與建議

（一）結(jié)論

（1）溫拌瀝青技術(shù)在遼寧省公路工程建設(shè)中得到了大規(guī)模推廣應(yīng)用，截止到2014年底，高速公路路面中推廣應(yīng)用約80公里；普通公路路面中推廣應(yīng)用約400公里。室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果表明，溫拌瀝青技術(shù)推廣應(yīng)用工程路用性能良好，節(jié)能減排效果十分顯著。

（2）隨著溫拌瀝青技術(shù)的應(yīng)用日趨成熟，溫拌瀝青技術(shù)的應(yīng)用范圍更為多元化，遼寧省主要在城市道路工程（節(jié)能減排）、寒冷地區(qū)公路工程（低溫施工）、特殊公路工程（隧道路面）、特殊材料路面工程（橡膠瀝青）、特殊級(jí)配路面工程（密實(shí)型超薄罩面）等方面均得到了廣泛的應(yīng)用。

（二）建 議

（1）長期路用性能有待跟蹤評(píng)測(cè)。目前阻礙溫拌瀝青混合料的應(yīng)用主要是由于成本的增加和長期性能的不確定性。

（2）節(jié)能環(huán)保評(píng)價(jià)。據(jù)國家環(huán)境分析測(cè)試中心檢測(cè)，采用溫拌瀝青技術(shù)可節(jié)省加熱燃油20%～30%，同時(shí)減少二氧化碳排放50%，攤鋪時(shí)減少瀝青煙90%。必須對(duì)節(jié)能環(huán)保特點(diǎn)進(jìn)行深入細(xì)致的研究，從而推動(dòng)溫拌瀝青混合料的發(fā)展。

（3）溫拌瀝青混合料功能。隨著道路行業(yè)的智能化和多功能化，瀝青路面要更加凸顯出以人為本的理念，體現(xiàn)公路設(shè)計(jì)的人性化，提高其安全性與舒適度。因此，溫拌瀝青技術(shù)今后在排水降噪、融雪化冰、太陽能利用等一些特殊功能瀝青路面中的應(yīng)用將有更為廣闊的空間。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐世法，顏彬，李節(jié)，高原.高節(jié)能低排放型溫拌瀝青混合料的技術(shù)現(xiàn)狀與應(yīng)用前景[J].公路.2005（7）.

[2]蔡春華，曹亞東，嚴(yán)軍，柴辛.溫拌瀝青混合料的應(yīng)用研究[J].上海建筑科技.2006（6）.

[3]Nashvile，TN.Warm Asphalt Technologies[R].AASHTO Standing Committee on Highways Technical Meeting.2005（9）.

[4]李祝龍.瀝青混合料應(yīng)用中的環(huán)境保護(hù)[J].交通運(yùn)輸工程學(xué)報(bào).2004（12）.第4卷第4期.

[5]Asphalt Institute.Performance graded asphalt binder specification and testing superpave series No.1（SP-1）.Lexington：Asphalt Institute.1994：36-48.

[6]Graham C.Hurley.Evaluation of Evotherm for use in warm mix asphalt NCAT report 06-02.20-28.