温拌沥青混合料应用技术

唐 博

(重庆交通大学 土木工程学院 重庆 400074)

温拌沥青混合料应用技术

唐 博

(重庆交通大学 土木工程学院 重庆 400074)

从技术机理、主要类型、在道路中的应用、环境与经济效益以及各自的缺点等方面，对温拌沥青混合料技术进行了介绍。

温拌沥青混合料；沥青性能；经济效益

1 温拌技术简介

温拌技术问世于1995年的欧洲[2]，由Shell公司和Kolo-veidekke公司的联合开发。3年后德国成功铺筑了第一条温拌沥青试验路段，测试发现其路用性能良好。美国[3]于2003年开始引进温拌沥青技术并进行专项研究，其中美国SHRP计划在温拌沥青的设计制备方面取得了巨大进展，此后美国开始在新建路面和路面修补上大规模采用温拌技术。我国的温拌技术起步时间较晚。2005年，我国与美国合作研发的第一条温拌沥青路面在北京八达岭铺设成功。温拌技术主要分为以下几类：

1.1 有机降粘型温拌技术

其机理[4]是在高温条件下将有机添加剂掺入沥青中，降低沥青的粘度，同时使

拌合温度降低。有机降解型温拌剂总类很多，主要有以下几种：

1.1.1 Sasobit

Sasobit是一种聚烯烃类温拌剂[5]，由南非Sasol Wax公司研发，呈白色颗粒状，熔点约为115℃，闪点约为290℃。易拌和，不离析。高温时熔于沥青，在它的作用下，沥青粘度下降，混合料的拌合温度降低。低温形成的晶格结构，[6]显著改善路面的抗变形能力，抗车辙破坏。即使温度降低20-40℃，压实度依然可以得到保证。[8]

1.1.2 Asphaltan-B

Asphaltan-B改性剂起源于德国，是一种专为沥青混凝土研制的改性剂。熔点约在99℃，其性能与前者相似。在沥青拌合时加入拌和机，亦可直接加入胶结料生产机[10]。它可以降低拌合温度，提高路面的压实性和抗车辙能力。

1.2 发泡降解型温拌技术

热拌沥青在水的作用会急剧气化，这是该技术的利用的主要特点。汽化导致体积迅速增大，生成泡沫状的沥青。形成的泡沫沥青与高温沥青相比，粘度下降，和易性提高，可以在较低的温度下充分裹覆集料，降低沥青混合料的拌和温度。其主要产品有：

1.2.1 WAM-Foam

WAM-Foam由Shell公司和Kolo-veidekke公司合资开发。这一技术主要包括两步：第一步，在搅拌罐中充分拌合矿料与软质沥青，使软沥青充分裹覆于矿料表面；第二步，在热硬沥青中注入一定的水，产生的蒸汽使得硬沥青迅速发泡，然后将泡沫化的硬沥青与裹覆软沥青的混合料中二次拌和。采用WAM-Foam技术可将混合料的拌合温度降低至100-120℃，摊铺碾压温度降低至80-90℃，排放的温室气体降低30%，能耗下降30%。

1.2.2 Aspha-min

Aspha-min起源于德国，是一种人工合成的沸石，一般呈白色颗粒，平均粒径380微米，不溶于水。孔隙率很大，吸水能力很强。当遇到热沥青时，Aspha-min受热缓慢释放出来的水分产生泡沫沥青，粘度下降，混合料和易性提高，能在相对低温下拌合混合料。由于水分释放缓慢，保证施工的连续长久。与热拌技术相比，添加Aspha-min可使拌合温度和压实温度均下降约30℃。Aspha-min可使用热拌设备，操作方法也类似。

1.3 乳化沥青温拌技术

顾名思义，乳化沥青温拌技术采用的是乳化沥青。这种技术起源于美国，称为EvothermTM技术。温拌选用的乳化沥青的软化点较高，且蒸发残留物含量较大。在对集料加热后，将乳化沥青与其作用，乳化沥青的水分大部分在一瞬间就被蒸发，残留很小一部分水分用于提高沥青混合料的拌合摊铺性能。亦能降低拌合温度和压实温度。可用热拌设备制备。

2 温拌沥青混合料在道路中的应用

道路沥青路面采用温拌沥青混合料铺筑(图 4) ,可有效减少45%二氧化硫和60 %的氮氧化物的排放，确保施工现场环境更清洁，提高对施工人员身体的健康保障 ,而且由于低的拌和及摊铺温度 , 实现了混合料远距离运输的可能 ,因此可以将拌和楼设在较远的郊区。

3 温拌沥青混合料的环境与经济效益

由于温拌技术均会导致拌和温度、摊铺温度等下降，直接减小生产能耗，拌合成本。与节约型社会发展的主流理念是一致的。研究表明，温拌与热拌技术相比，加热燃油减少20%以上，铺设时的沥青烟雾减少80%以上。这一点在隧道路面铺设的意义非常重要。因为隧道中热拌技术造成对工人的身体健康的影响不可忽略。温拌沥青混合料同时能够减轻老化，改善路用性能。当温度高于100℃时，沥青老化速率与温度呈几何倍数增加。温拌技术工作温度的降低，显著降低了沥青混合料的老化现象，从而可以增加路面的使用寿命。

4 温拌技术存在的问题

三大温拌技术各有优点，同时也都有自身的缺点。

4.1 有机降粘型温拌技术的缺点

有机蜡占了有机降粘型温拌剂绝大部分，而蜡过多会影响沥青的路用性能。此外，混合料水稳定性的关键在于沥青与集料的粘附性。由于蜡是非极性的，与集料的粘附性不好，夏天易导致渗油、车辙破坏。冬天导致沥青脆化，开裂风险增加，造成水损坏[27]。

4.2 发泡降粘型温拌技术的缺点

发泡降粘型温拌技术存在水分蒸发不完全的缺陷，这种缺陷将导致水损害的风险提高。在较低的拌合温度和压实温度的影响下，水分不可避免存在残留的问题。此外发泡温拌技术有着严格的制备工艺和设备，不能直接采用热拌技术的设备和工艺，成本不低；微发泡技术的优势在于不需要专门的工艺和设备，但水损害的问题仍无法避免。

4.3 乳化沥青温拌技术的缺点

采用酸性表面活性剂是乳化温拌技术的特征。而沥青的成分也包含游离酸，这样的结合会使沥青与集料的粘附性下降，水稳定性降低。

5 结论

由于问世时间短，温拌技术仍有不成熟的地方，原材料来源狭窄，价格昂贵，制备工艺，制备设备的要求都对温拌沥青混合料技术的进一步推广提出了考验。未来公路智能化，多功能化的发展对温拌技术单一的技术评价指标也提出了新的要求。对公路的有机降粘型温拌技术夏天易导致渗油、车辙破坏，冬天导致沥青脆化，开裂的问题如何解决，发泡降粘型温拌技术由于较低的混合料生产温度导致的水分蒸发不完全乳化温拌技术的改性剂本身造成路面的水损害的问题将成为未来研究的主要方向。如何利用推广可再生，固体废料在温拌技术过程中的利用亦是个不可忽略的问题。

References)

[1]JTGD50-2006，公路沥青路面设计规范[S]

[2]李忠凯.温拌沥青混合料技术在欧洲的实践[J].中外公路，2010.30(4):286-291

[3]孙国生.欧美温拌沥青混合料技术现状[J].建设机械技术与管理，2010(8):

68-70

[4]严世祥. 温拌沥青混合料的应用技术研究[D]. 重庆：重庆大学，2007

[5]杨树人 温拌添加剂对沥青和沥青混合料性能的影响[D]。重庆；重庆交通大学，2008

[6]孙大全，王锡通，汤士良，等。环境友好型温拌沥青混合料制备技术研究进展[J]. 石油沥青，2007.21（4）:54-57

[7]秦永春.温拌沥青混合料节能减排效果的测试与分析[J].公路交通科技，2009(8):33-37.

[8]冯娟.温拌沥青胶结料降粘机理研究[J].新疆大学学报，2012

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1007-6344（2016）07-0339-01