1.遼寧省交通廳公路管理局 遼寧沈陽(yáng) 110005；2.遼寧仁泰交通科技有限公司 遼寧沈陽(yáng) 110000

摘要：隨著社會(huì)對(duì)環(huán)境問(wèn)題以及綠色低碳建設(shè)的關(guān)注程度日益提高，溫拌瀝青混合料因其具備有效減少熱拌瀝青混合料在拌和、運(yùn)輸、攤鋪等過(guò)程中有害氣體排放，降低能源消耗的優(yōu)勢(shì)被廣泛使用，本文詳細(xì)介紹了幾種溫拌技術(shù)類型，并采用主流的表面活性劑法和泡沫瀝青進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，與普通熱拌瀝青混合料進(jìn)行對(duì)比，評(píng)價(jià)了兩種溫拌方式的使用效果和路用性能。

關(guān)鍵詞：溫拌；表面活性劑；泡沫瀝青

1 概述

溫拌瀝青混合料（WMA）是通過(guò)采取一定的技術(shù)方法，降低瀝青的粘度，使施工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）（10℃～40℃）之間，其路用性能能夠達(dá)到（或接近）熱拌瀝青混合料的新型瀝青混合料。溫拌技術(shù)降低燃料消耗，有效減少膠結(jié)料老化并降低有害氣體的排放，對(duì)施工人員身體的傷害小，符合我國(guó)當(dāng)下建設(shè)“資源節(jié)約型，環(huán)境友好型”社會(huì)的要求，越來(lái)越得到國(guó)家的重視和行業(yè)的認(rèn)可。

2 溫拌瀝青技術(shù)類型

通過(guò)十余年的發(fā)展，瀝青混合料的溫拌技術(shù)已多達(dá)十幾種，在國(guó)內(nèi)能夠購(gòu)買到的溫拌產(chǎn)品多達(dá)數(shù)十種，但是根據(jù)降溫機(jī)理，可以將國(guó)內(nèi)外溫拌瀝青技術(shù)分為四類：第一類是瀝青礦物法技術(shù)，第二類是有機(jī)添加劑技術(shù)，第三類是表面活性技術(shù)，第四類是瀝青發(fā)泡技術(shù)。

2.1瀝青-礦物法

瀝青-礦物法主要是采用合成沸石在瀝青混合料拌和過(guò)程中將這種粉末狀材料加入進(jìn)去，從而在結(jié)合料中產(chǎn)生泡沫作用，水分就隨著時(shí)間的延長(zhǎng)從沸石中慢慢釋放出來(lái)，產(chǎn)生連續(xù)的發(fā)泡反應(yīng)。典型代表為德國(guó)Eurovia Services GmbH公司生產(chǎn)的Aspha-Min。

2.2有機(jī)添加劑技術(shù)

該類技術(shù)是將低熔點(diǎn)的有機(jī)添加劑添加到瀝青或者瀝青混合料中，從物理化學(xué)角度來(lái)改變?yōu)r青的粘溫曲線來(lái)實(shí)現(xiàn)溫拌的目的。這些化學(xué)添加劑的熔點(diǎn)通常較基質(zhì)瀝青的最低黏性流動(dòng)溫度要高，當(dāng)溫度高于添加劑的熔點(diǎn)時(shí)，瀝青混合料的粘度就會(huì)降低，混合料的拌和溫度降低。目前成功應(yīng)用的化學(xué)添加劑有兩類，分別為合成蠟和低分子量酯類化合物。

2.3表面活性技術(shù)

該類技術(shù)是國(guó)內(nèi)目前兩大主流溫拌技術(shù)之一，此類技術(shù)由瀝青、水和表面活性劑的共同作用。混合料拌和的過(guò)程中，在混合料的內(nèi)部形成穩(wěn)定的具有潤(rùn)滑作用的水膜結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可以使混合料的粘度降低。水膜結(jié)構(gòu)在壓路機(jī)的作用下，水分在水膜結(jié)構(gòu)遭到破壞后排除，表面活性劑轉(zhuǎn)移到瀝青與石料的上面，可以起到抗剝落的作用。

2.4瀝青發(fā)泡技術(shù)

該類技術(shù)平臺(tái)是采用少量水加入瀝青中，或通過(guò)機(jī)械發(fā)泡裝置，或使用親水材料、或潮濕的集料等。當(dāng)水分散在瀝青中并變成水蒸氣（與熱瀝青接觸）時(shí)，會(huì)導(dǎo)致瀝青體積的迅速膨脹，從而降低瀝青的粘度實(shí)現(xiàn)溫拌的目的。

3 溫拌瀝青混合料和熱拌瀝青混合料對(duì)比試驗(yàn)分析

3.1 配合比設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用目標(biāo)空隙率（4%，體積分?jǐn)?shù)）為控制指標(biāo)，級(jí)配類型采用AC-13，粗集料取自遼陽(yáng)小屯產(chǎn)的石灰?guī)r，細(xì)集料取自遼陽(yáng)小屯的石灰?guī)r加工而成的機(jī)制砂，基質(zhì)瀝青為遼河90號(hào)道路石油瀝青，對(duì)瀝青和集料的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)檢測(cè)均符合規(guī)范要求。

基于表面活性劑法溫拌瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)與熱拌瀝青混合料相同，在確保粗集料、細(xì)集料瀝青等原材料與級(jí)配相同的前提下，在混合料拌和階段，加入表面活性劑，拌制出溫拌瀝青混合料，設(shè)定不同的出料溫度，成型試件，計(jì)算空隙率，以目標(biāo)空隙率為標(biāo)準(zhǔn)，合理確定成型溫度，以此拌制溫拌瀝青混合料，進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)和性能驗(yàn)證試驗(yàn)。表面活性劑采用美德維實(shí)偉克公司生產(chǎn)的Evotherm DAT（下文中簡(jiǎn)稱Evotherm DAT）。Evotherm DAT是黃綠色液體，沸點(diǎn)約為100℃，25℃密度1.03g/cm3。配制濃縮液的固化物（乳化劑）含量不低于7%，PH值一般以2.5～4為宜。根據(jù)使用場(chǎng)合不同摻加比例有所不同。一般拌和站摻加比例為添加劑：瀝青=5：95，室內(nèi)試驗(yàn)摻加比例為添加劑：瀝青=10：90。

基于泡沫瀝青法溫拌瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)與熱拌瀝青混合料相同，在確保粗集料、細(xì)集料瀝青等原材料與級(jí)配相同的前提下，在混合料拌和階段，由維特根設(shè)備在最佳發(fā)泡條件下生產(chǎn)的泡沫瀝青，拌制出溫拌瀝青混合料，設(shè)定不同的出料溫度，成型試件，計(jì)算空隙率，以目標(biāo)空隙率為標(biāo)準(zhǔn)，合理確定成型溫度，以此拌制溫拌瀝青混合料，進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)和性能驗(yàn)證試驗(yàn)，根據(jù)《公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》（JTG41-2008）中規(guī)定，泡沫瀝青技術(shù)的膨脹率不小于10倍，半衰期不小于8s。

3.2試驗(yàn)結(jié)果

表1 不同成型溫度下熱拌和溫拌混合料空隙率

指標(biāo)級(jí)配類型溫拌類型成型溫度（℃）

100110120130140150

空隙率（%）AC-13無(wú)5.785.274.544.073.823.78

DAT4.664.083.923.733.613.54

泡沫瀝青5.174.424.073.853.723.65

由表1可知，瀝青混合料的空隙率隨溫度的升高而降低，取空隙率為4%為目標(biāo)空隙率得到四種瀝青混合料的最佳成型溫度。

通過(guò)比較，熱拌瀝青混合料成型溫度最高，通過(guò)表面活性劑法和泡沫瀝青實(shí)現(xiàn)溫拌后成型溫度降低，表面活性劑法的降溫效果較好。

在成型溫度下進(jìn)行馬歇爾體積指標(biāo)與混合料性能測(cè)定，結(jié)果見表2、3。

表2 熱拌和溫拌瀝青混合料體積指標(biāo)

項(xiàng)目瀝青

用量（%）成型溫度

（℃）溫拌

類型技術(shù)指標(biāo)

VV

（%）VMA

（%）VFA

（%）穩(wěn)定度

（kN）流值

（mm）

AC-134.6137無(wú)3.9714.5272.6510.873.86

117DAT4.0314.5772.3411.323.75

122泡沫

瀝青4.0414.5872.2910.743.91

設(shè)計(jì)要求3～5>1465～75>82～5

由表2可知，在最佳成型溫度下測(cè)定馬歇爾體積指標(biāo)，均滿足《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40-2004）中技術(shù)要求。

表3 熱拌和溫拌瀝青混合料路用性能試驗(yàn)結(jié)果

級(jí)配方式溫拌類型檢驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)測(cè)值技術(shù)要求

AC-13無(wú)車轍試驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度（次/mm）1368≥800

低溫彎曲破壞應(yīng)變（me）2654≥2300

凍融劈裂試驗(yàn)殘留強(qiáng)度比（%）89.9≥75

DAT車轍試驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度（次/mm）1478≥800

低溫彎曲破壞應(yīng)變（me）2597≥2300

凍融劈裂試驗(yàn)殘留強(qiáng)度比（%）91.2≥75

泡沫瀝青車轍試驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度（次/mm）1337≥800

低溫彎曲破壞應(yīng)變（me）2624≥2300

凍融劈裂試驗(yàn)殘留強(qiáng)度比（%）89.1≥75

由表3可知，在AC-13級(jí)配下，同比三種90號(hào)基質(zhì)瀝青混合料，高溫穩(wěn)定性低溫抗裂性和水穩(wěn)定性驗(yàn)證性試驗(yàn)的指標(biāo)值相差不大，且均能滿足《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40-2004）中的技術(shù)要求。

4 結(jié)論

1.在相同成型溫度下，溫拌瀝青混合料與熱拌瀝青混合料的空隙率大小對(duì)比：表面活性劑法<泡沫瀝青法<熱拌法，說(shuō)明表面活性劑法溫拌瀝青混合料空隙率較小，壓實(shí)性提高，具有更好的的路用性能。

2.達(dá)到相同空隙率時(shí)，溫拌瀝青混合料與熱拌瀝青混合料的成型溫度大小對(duì)比：表面活性劑法<泡沫瀝青法<熱拌法。表明表面活性劑法的降溫效果更好，在相對(duì)較低溫度下可以進(jìn)行施工，不僅減緩瀝青的老化，又可以降低污染、節(jié)約能源，同時(shí)可延長(zhǎng)施工工期。

3.溫拌料和熱拌料的路用性能對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果顯示：溫拌瀝青混合料的高溫抗車轍性能和水穩(wěn)定性能較熱拌瀝青混合料較好，低溫抗裂性能較差些，但仍滿足規(guī)范要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]謝遠(yuǎn)新.泡沫瀝青溫拌技術(shù)的應(yīng)用[J].華東公路，2013.8.

[2]譚憶秋.瀝青與瀝青混合料[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2007.

[3]白詩(shī)堯.不同溫拌瀝青對(duì)瀝青混合料路用性能影響的室內(nèi)試驗(yàn)研究[D].長(zhǎng)沙：長(zhǎng)沙理工大學(xué)，2012.5