唐 博

(重慶交通大學(xué) 土木工程學(xué)院 重慶 400074)

溫拌瀝青混合料應(yīng)用技術(shù)

唐 博

(重慶交通大學(xué) 土木工程學(xué)院 重慶 400074)

從技術(shù)機理、主要類型、在道路中的應(yīng)用、環(huán)境與經(jīng)濟效益以及各自的缺點等方面，對溫拌瀝青混合料技術(shù)進行了介紹。

溫拌瀝青混合料；瀝青性能；經(jīng)濟效益

1 溫拌技術(shù)簡介

溫拌技術(shù)問世于1995年的歐洲[2]，由Shell公司和Kolo-veidekke公司的聯(lián)合開發(fā)。3年后德國成功鋪筑了第一條溫拌瀝青試驗路段，測試發(fā)現(xiàn)其路用性能良好。美國[3]于2003年開始引進溫拌瀝青技術(shù)并進行專項研究，其中美國SHRP計劃在溫拌瀝青的設(shè)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(guī)模采用溫拌技術(shù)。我國的溫拌技術(shù)起步時間較晚。2005年，我國與美國合作研發(fā)的第一條溫拌瀝青路面在北京八達嶺鋪設(shè)成功。溫拌技術(shù)主要分為以下幾類：

1.1 有機降粘型溫拌技術(shù)

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(fā)，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(jié)構(gòu)，[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(jié)料生產(chǎn)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(fā)泡降解型溫拌技術(shù)

熱拌瀝青在水的作用會急劇氣化，這是該技術(shù)的利用的主要特點。汽化導(dǎo)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(chǎn)品有：

1.2.1 WAM-Foam

WAM-Foam由Shell公司和Kolo-veidekke公司合資開發(fā)。這一技術(shù)主要包括兩步：第一步，在攪拌罐中充分拌合礦料與軟質(zhì)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(chǎn)生的蒸汽使得硬瀝青迅速發(fā)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(shù)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?？紫堵屎艽螅芰軓?。當遇到熱瀝青時，Aspha-min受熱緩慢釋放出來的水分產(chǎn)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(xù)長久。與熱拌技術(shù)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(shè)備，操作方法也類似。

1.3 乳化瀝青溫拌技術(shù)

顧名思義，乳化瀝青溫拌技術(shù)采用的是乳化瀝青。這種技術(shù)起源于美國，稱為EvothermTM技術(shù)。溫拌選用的乳化瀝青的軟化點較高，且蒸發(fā)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(fā)，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(shè)備制備。

2 溫拌瀝青混合料在道路中的應(yīng)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(xiàn)場環(huán)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(xiàn)了混合料遠距離運輸?shù)目赡?,因此可以將拌和樓設(shè)在較遠的郊區(qū)。

3 溫拌瀝青混合料的環(huán)境與經(jīng)濟效益

由于溫拌技術(shù)均會導(dǎo)致拌和溫度、攤鋪溫度等下降，直接減小生產(chǎn)能耗，拌合成本。與節(jié)約型社會發(fā)展的主流理念是一致的。研究表明，溫拌與熱拌技術(shù)相比，加熱燃油減少20%以上，鋪設(shè)時的瀝青煙霧減少80%以上。這一點在隧道路面鋪設(shè)的意義非常重要。因為隧道中熱拌技術(shù)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(shù)增加。溫拌技術(shù)工作溫度的降低，顯著降低了瀝青混合料的老化現(xiàn)象，從而可以增加路面的使用壽命。

4 溫拌技術(shù)存在的問題

三大溫拌技術(shù)各有優(yōu)點，同時也都有自身的缺點。

4.1 有機降粘型溫拌技術(shù)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(wěn)定性的關(guān)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(dǎo)致滲油、車轍破壞。冬天導(dǎo)致瀝青脆化，開裂風(fēng)險增加，造成水損壞[27]。

4.2 發(fā)泡降粘型溫拌技術(shù)的缺點

發(fā)泡降粘型溫拌技術(shù)存在水分蒸發(fā)不完全的缺陷，這種缺陷將導(dǎo)致水損害的風(fēng)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(fā)泡溫拌技術(shù)有著嚴格的制備工藝和設(shè)備，不能直接采用熱拌技術(shù)的設(shè)備和工藝，成本不低；微發(fā)泡技術(shù)的優(yōu)勢在于不需要專門的工藝和設(shè)備，但水損害的問題仍無法避免。

4.3 乳化瀝青溫拌技術(shù)的缺點

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

5 結(jié)論

由于問世時間短，溫拌技術(shù)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(shè)備的要求都對溫拌瀝青混合料技術(shù)的進一步推廣提出了考驗。未來公路智能化，多功能化的發(fā)展對溫拌技術(shù)單一的技術(shù)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(shù)夏天易導(dǎo)致滲油、車轍破壞，冬天導(dǎo)致瀝青脆化，開裂的問題如何解決，發(fā)泡降粘型溫拌技術(shù)由于較低的混合料生產(chǎn)溫度導(dǎo)致的水分蒸發(fā)不完全乳化溫拌技術(shù)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(shù)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(shè)計規(guī)范[S]

[2]李忠凱.溫拌瀝青混合料技術(shù)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(shù)現(xiàn)狀[J].建設(shè)機械技術(shù)與管理，2010(8):

68-70

[4]嚴世祥. 溫拌瀝青混合料的應(yīng)用技術(shù)研究[D]. 重慶：重慶大學(xué)，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(xué)，2008

[6]孫大全，王錫通，湯士良，等。環(huán)境友好型溫拌瀝青混合料制備技術(shù)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(jié)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(jié)料降粘機理研究[J].新疆大學(xué)學(xué)報，2012

G322

B

1007-6344（2016）07-0339-01