沥青路面承载能力实验方法综述【沥青路面温拌技术综述】
时间：2019-06-01 03:29:23 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
摘要：节能、环保与可持续发展已成为时代主题，公路行业正在以实际行动履行节能减排的责任。温拌沥青技术由于一般比热拌低30℃～60℃，同时由于采用物理或化学作用的手段，增强沥青混合料的施工和易性和可操作性，提高沥青混合料的路用性能，可降低能源消耗30%左右，从而具有重大的社会与经济效益。
关键词：沥青混凝土；温拌技术；沥青粘度；节能减排
中图分类号：U416文献标识码：A文章编号：1673-9671-(2012)042-0096-02
1概述
沥青混凝土产业是一项资源、能源消耗型产业，需要消耗大量的石材、沥青、重油、柴油。随着高等级道路的不断发展，沥青路面已成为主要的路面形式，每年需要生产大量的沥青混凝土。而随着国际石油价格的不断飞涨，沥青、重柴油价格居高不下，给沥青混凝土产业带来了巨大的冲击。因此，世界各国投入了大量资金，研究如何充分利用资源、能源来发展沥青混凝土产业，主要通过两个途径：一是利用沥青路面再生技术，加强资源的再利用；二是发展温拌沥青混合料（Warm Mix Asphalt，WMA）技术，降低能源消耗和环境污染。
在这样的背景下，温拌沥青混合料（Hot Mix Asphalt，HMA）技术的概念被提了出来，温拌沥青技术，是指施工温度介于热拌沥青混合料和常温拌和沥青混合料之间的沥青路面施工技术。在同样原材料条件下，其拌和温度一般为110℃~130℃（针对普通沥青而言，改性沥青的拌和温度稍高），一般比热拌低30℃～60℃。温拌技术的核心是，采用物理或化学作用的手段，增强沥青混合料的施工和易性和可操作性，甚至提高沥青混合料的路用性能，在完成混合料成型后，这些物理和化学添加剂不对路面使用性能构成负面影响。根据有关资料显示，沥青混合料拌和温度从160℃~170℃降至120℃，可降低能源消耗30%左右。
温拌沥青技术，符合全球和我国可持续发展战略和建设节约型社会、和谐社会的国家目标。温拌技术在降耗、减排、操作性、路面再生方面的发展，对于交通基础设施可持续发展和和谐发展，具有战略性意义。
2温拌技术对比分析
目前，温拌沥青混合料有很多种，但就其工作原理而言，可分为三大类：有机降粘型温拌技术，使用有机降粘剂，降低热沥青拌和时的粘度，以蜡或蜡状物为主；发泡沥青降粘温拌技术，通过水或有机发泡剂发泡沥青来降低沥青的粘度；乳化分散沥青降粘技术，与前两种不相同，通过乳化技术降低沥青粘度。
1）有机降粘型温拌技术。对于有机降粘技术，主要是往沥青或沥青混合料中添加有机化学产品，这种产品，熔点通常高于沥青，可以提高沥青在60℃时的粘度，降低沥青在135℃时的粘度。因此，可以在高温拌和时降低其粘度，使沥青有更好的工作性，并提高其高温性能（沥青在60℃时的粘度降低，硬度增大）。相关技术主要有：
①Sasol Wax公司生产的降粘剂得到温拌沥青混合料。通过加入Sasobit，能显著降低沥青的高温粘度，从而降低混合料拌和温度，沥青混合料的生产温度一般可以降低10~30℃。同时会提高沥青软化点和降低沥青针入度，Asphaltan-B是此类性质的温拌剂。添加温拌剂Sasobit的温拌沥青混合料水稳定性较好，但Sasobit添加剂会提高沥青结合料的软化点降低其针入度指标，在应用中应多注意对低温抗裂性能的控制。
Sasobit的优点是在经济性和使用方便上。Sasobit可以增加沥青的高温稳定性，代替改性剂，较乳化沥青具有经济上的优势。同时，Sasobit可以直接添加，使用方便。且在使用温度下，Sasobit改性沥青的抗车辙能力增强。此外，Sasol-Wax公司报道，在同样的滚轮荷载下，其压实性与非改性沥青相比有所增加。
Sasobit技术在国内外应用较多，自1997年以来已有超过142个工程使用温拌添加剂sasobit，铺筑面积达2 271 499平方米，工程涉及到澳大利亚、比利时、中国、捷克、丹麦、法国、德国、匈牙利、意大利、马来西亚、荷兰、新西兰、俄罗斯、南非、瑞典、瑞士、英国、美国等国家。其中包含多种石料类型和不同路面（例如普通AC、SMA、OGFC等）。
②Asphaltan-B。德国 Romonta 股份有限公司的产品，是褐煤中甲苯提取物的副产品，主要成分为褐煤蜡，是一种熔点大约在 99℃的低熔点硬蜡，与Sasobit接近，性能上也与Sasobit类似，在降低WMA工作温度的同时，能提高混合料的可压实性和抗车辙能力，厂家推荐用量是2%~4%。
③Licomont BS100或Sübit。德国Clariant公司的产品，主要成分是脂肪酸氨基化合物，它是通过胺与脂肪酸反应生产的，其熔点通常在141℃~146℃之间。
④UBM。欧洲产品，拌和时沥青加热温度为140℃~150℃，集料温度为160~165℃，出料温度135℃~150℃。
⑤SLA~603减粘减阻剂。广东省石油化工研究院研制的产品，主要成分是脂肪酰胺化合物，白色至黄色片状物，相对密度在0.96左右，其熔点通常在100℃左右，在沥青中掺加4%或5%SLA后，可使PJ及ES沥青混合料的拌和与压实温度下降12℃左右，而掺加3%Sasobit可使拌和与压实温度下降5℃~7℃。
⑥RH温拌技术。RH温拌沥青技术通过使用RH温拌改性剂材料制备温拌沥青，达到节能减排（ES型）和低温季节施工（CW型）促进压实的目的。RH温拌沥青技术具有国际前沿温拌技术的绝大多数优点与特性，在确保节能环保效果的前提下，不降低热拌沥青混合料各种路用性能；同时，与国内外常用的同类产品相比，与沥青相容性和溶解分散特性更好，加工时只需简单搅拌即可与沥青混融均匀；与国外同类添加剂产品相比，温拌效果相当，但可得到储存稳定的温拌沥青并具有成套温拌沥青技术指标，而其他多数同类产品都避开了与沥青的混融环节。
目前，国内已有多条路应用RH技术，主要集中于北方地区，南方应用相对较少。
⑦壳牌温拌沥青混合料技术。属于第三代温拌技术，是一种新型温拌技术。壳牌公司总结现有的应用成果，参考Shell Bitumen在欧洲的研究资料、NCAT的研究报告和调查数据以及我国的国家规范和行业规范，完成了一份规范和指导温拌沥青混合料的设计、施工和竣工验收，保证采用温拌技术施工的路面质量的技术指南。
由于技术相对较新，还未于国内外进行广泛应用，其技术性能稳定性方面仍需进一步验证，以保证温拌沥青路面的质量。其中本项目组对其性能进行了相应试验，降温效果不够明显，具体性能仍需进一步验证。
2）发泡沥青降粘型温拌技术。根据沥青发泡的大小，可以把发泡沥青降粘技术分为泡沫沥青技术和微发泡技术，其典型代表分别是WAM-Foam技术和Aspha-min技术，其主要原理都是利用水来发泡沥青，降低沥青的粘度，提高其工作性。但前者是利用水的瞬间汽化来发泡沥青，发泡倍数大、半衰期短；而后者发泡的倍数小，属于微发泡，水的释放可以持续到100℃，可以持续发泡，长时间维持混合料的工作性。前者需要一个专门的沥青发泡装置，而后者不需要，利用拌和站已有的纤维添加管线即可。
①壳牌公司的两组分温拌沥青（WAM-Foam）技术。结合料分两阶段加入，即先将软沥青与集料混合，然后加入发泡的硬质沥青，将产生大量泡沫，降低沥青在拌和时的粘度。
②德国Aspha-Mine温拌沥青混合料技术。利用沸石矿物的吸水性，加入到沥青中发泡，从而降低沥青粘度，呈非常细的白色粉末状，是一种人造的合成沸石铝硅酸钠，水热结晶。可以直接投放或通过外装的输送器进入拌和楼。沸石内含21%的水，在85℃~182℃时析出。可使混合料生产拌和温度降低30℃左右。
③Low Energy Asphalt（LEA，也叫EBE和EBT）。法国LEACO、Fairco和EiffageTP的技术，它是依靠湿冷的沙子（细集料）和填料搅拌到120℃~160℃干燥的裹覆了热沥青的粗集料里，水汽从集料里逸出并激发出泡沫，泡沫化的沥青完全拌和并裹覆集料，最终形成了WMA。该技术生产的混合料看起来与HMA没有什么区别。而且易于操作，提高了工作的舒适性和安全性，可以节省超过50%用于加热的能源，减少80%的尘埃，减少约50%的温室气体排放。
④Double-Barrel Green 技术。美国阿斯泰克工业有限公司（Astec IndustriesInc.）的技术，采用泡沫沥青实现温拌，是把约为沥青质量2%的水，连同热沥青一同注射进混合料，引起热沥青在体积上的发泡和膨胀，发泡可达18倍。发泡效果有助于沥青在低于HMA的温度下裹覆集料。泡沫沥青温拌技术容易产生水稳性问题，需要采取相应措施进行控制。
3）乳化分散沥青温拌技术。美德维实伟克公司（简称为美德公司）研究开发的基于乳化沥青分散技术的Evotherm温拌沥青混合料，是美国新开发的一项技术。Evotherm采用了化学外加剂和沥青分散技术。它的化学外加剂包含了乳化剂、提高裹覆能力及混合料和易性、提高粘附力等多种作用的改性剂。这些改性剂分散在含有70％的沥青的乳状液中，形成了Evotherm。与传统沥青不同的是，Evotherm在80℃的情况下储存。当它与热集料拌和的时候，乳液中的水以蒸汽的形式释放出来，使其形成与热拌沥青相似的对集料的裹覆情况。
3结束语
温拌沥青混合料越来越广泛的应用，主要是因为其巨大的社会经济效益的吸引。在中国公路交通建设中，环境保护工作越来越得到重视，在全球气候变暖日趋明显，全世界投入大量的人力物力努力减少CO2排放量的时候，采用温拌沥青混合料代替传统的热拌沥青混合料很好的体现了“以人为本”、“资源节约型，环境友好型”的公路建设理念，无疑会产生巨大的社会
效益。
参考文献
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[2]罗晓辉,徐立廷,李平,刘盈.乳化沥青温拌技术在长隧道沥青路面铺装中的应用[J].筑路机械与施工机械化,2009,01.
[3]秦永春,黄颂昌,徐剑,徐长奎,苏玉昆.温拌沥青混合料技术及最新研究[J].石油沥青,2006,04.
作者简介
周俊，武进交通运输局副局长，从事交通管理工作。
