温拌沥青混合料

浅析温拌沥青混合料

摘要: 本文论述温拌沥青混合料原理和现状; 考虑了温拌沥青

混合料技术应用中存在的问题.

关键词:温拌沥青混合料原理应用存在问题

中图分类号：tu528文献标识码： a 文章编号：

1前言

当前能源紧张和环境污染是人类共同面临的两大严峻挑战。为保护生态环境 ,世界各国严格控制二氧化碳和其它有害气体的排放 ,节能和环保已成为全社会关注的热点问题 ,同时节能和环保也是

衡量一种应用技术成熟与否的关键指标因素。温拌沥青混合料技术的应用 ,将实现道路建设中能源成本的节约,同时也降低了对环境的污染 ,成为近年来沥青路面材料领域一项很有前景的新兴技术。2温拌沥青混合料概述

沥青混合料的生产是道路工程中能耗大户。传统的热拌沥青混合料 ( hot mixed asphalt , hma)是一种热拌热铺材料 ,在拌和、摊铺及碾压时需要较高的温度 ,因而在生产和施工的过程不仅要

消耗大量能源 ,而且排出大量的废气和粉尘 ,影响周围的环境质

量和施工人员的身体健康 ,同时沥青还会产生热老化而影响其路

用性能。特别是在长隧道沥青路面施工中 ,热拌沥青混合料在隧道内所造成的高温和有害气体环境对施工人员和设备的危害就更大。冷拌沥青混合料( cold mixed asphalt , cma) ,尽管在环保、能耗等方面有一定的优势 ,但由于其路用性能不稳定 ,一般只用

于路面养护。为了降低能源消耗和废气排放 ,人们开始研制一种新的节能环保型沥青混合料,即温拌沥青混合料(warm mix asp

halt ,wma) ,其特点如表一所示。

表一

wma 是一类拌和温度介于热拌沥青混合料和冷拌沥青混合料之

间性能达到(或接近)热拌沥青混合料的节能环保型沥青混合料。就目前的技术水平而言 ,wma 的拌和温度一般保持在110 —120℃,

摊铺和压实温度为80 —110℃,相对于hma ,温度降低了30℃以上。国内外大量的试验研究资料表明 ,与其它沥青混合料相比 ,温拌

沥青混合料具有高性能、低排放、低能耗的特点

3温拌沥青混合料技术原理及应用

3.1 温拌沥青混合料技术原理

温拌沥青混合料的实质就是降低混合料在碾压成型时的粘度，使其施工具有良好的和易性，进而降低施工温度。按技术方式可分以下四类。

( 1) 沥青－矿物法( aspha － min) 。在沥青混合料拌和过程中将大约0. 3 %合成沸石的粉末加入，使沥青产生发泡反应。泡沫起到润滑剂作用，使混合料在较低温度下具有可拌和性。

( 2) 温拌泡沫沥青法( wam － foam) 。该法是将软质沥青和硬质泡沫沥青在拌和的不同阶段加入到混合料中。

( 3) 有机添加剂法。将低熔点的有机添加剂加入到混合料中以

降低其粘度。添加剂在100 ～ 120 ℃之间熔化产生大量的液体使混合料粘度降低。

( 4) 基于乳化基础上的温拌法( ewma) 。evotherm是美国meadwestvaco 公司近几年开发研制的新技术，它由一种特殊的乳化沥青来实现温拌，可在80℃左右存放。

目前国内应用较多的是evotherm温拌技术和sasobit温拌技术，前者基于乳化平台的温拌法，后者有机添加剂法。

evotherm温拌技术是基于表面活性的温拌技术。在混合料拌和过程中，通过在拌缸中与沥青同步加入温拌添加剂，在机械拌和力的作用下沥青内部形成大量结构性水膜。在水膜结构在拌和过程中避免沥青混合料的团聚效应，显著增加沥青混合料在较低温度下的拌和工作性。压实过程中，在钢轮压路机的震动压实和胶轮压路机的揉搓作用下，水膜润滑结构的作用得到最大程度的发挥，帮助骨料的位置调整和混合料骨架结构的形成，促进混合料的压实。压实终了，在机械撕扯力及环境的作用下，混合料中的水膜结构逐渐丧失，温拌剂中的表面活性成分发生界面转移，转移至沥青与石料的交界面，从而形成一个化学锚固作用。这个锚固作用起到沥青抗剥落剂的作用，加强集料与沥青胶结料的粘结性能。

sasobit温拌技术加入低熔点的有机添加剂到沥青或者混合料中,从而改变沥青的粘温曲线 ,降低拌和温度。这种有机物熔点一般在 90 ℃左右 ,因此混合料的拌和温度一般只能降到有机物的熔

点以上。有机物必须慎重选择,因为有机物的熔点必须高于环境的

最高温度 ,否则沥青路面容易产生永久变形 ,还要考虑有机物是否会使沥青在低温变脆而影响沥青路面的低温抗裂性。

对于乳化的温拌剂是通过在沥青拌和锅内添加温拌剂来实现的。为使温拌浓缩液与沥青能够充分混合，又不与石料接触，是通过喷杆的形式实现的，将温拌剂通过气动隔膜泵送到缓冲罐( 压力罐) ，从缓冲罐经计量装置按拌和楼的每锅沥青用量，在沥青与矿料拌和前，将温拌剂喷洒向沥青，随后与热拌沥青混合料一样进行拌和、出料。

对于颗粒状的sasobit 温拌剂，现场制备一般采用湿拌，先熔sasobit 温拌剂于沥青中并搅拌均匀，拌和过程中无需特殊设备，只需人工通过管道把温拌剂按规定的剂量投放到拌和锅内即可。

3.2温拌沥青混合料技术在我国的应用

我国的温拌技术主要引进国外的温拌技术专利,进行技术上的消化吸收，结合工程实际进行应用。

2005 年9 月由交通部科学研究院、同济大学、北京路桥路兴物资中心以及美国westvaco 公司合作研发的我国第一条温拌沥青混合料路面在北京试铺成功。

200 6 年 9 月 ,我国铺设了世界上第一条改性沥青 sma 温拌试验路。

2008 年 5 月 ,我国在河北省铺设了世界上第一条橡胶沥青的温拌试验路。

西部交通建设科技项目《温拌沥青混合料应用技术研究》课题于

2006 年开始进行研究 ,预期的主要研究成果 :温拌沥青混合料的设计方法和性能评价方法,编制《温拌沥青混合料技术指南》。

总体而言，迄今温拌沥青混合料技术标准、规范在我国仍处于研究评估阶段。

4温拌沥青混合料应用中存在的问题

4.1设计规范急需制定

目前温拌沥青混合料一般都是借鉴热拌沥青混合料的设计方法 ,但其不同于热拌沥青混合料的技术原理决定了其设计方法应该有

其自身特点。材料技术要求、试验配合比设计等指标计算方法、检验指标及方法等 ,应该针对温拌沥青混合料的特点以及气候条

件来进行。目前国内外正在准备制定出温拌沥青混合料级配设计和性能测试规范 ,这有利于温拌沥青混合料的应用与推广。

4.2原材料来源有待扩大

温拌沥青混合料的原料范围还很狭窄 ,目前一般只采用性能良

好的集料 ,而劣质集料、固体废料等在温拌沥青混合料中的应用还很少见。随着绿色理念的深入人心 ,研究开发路面绿色材料 ,推广应用可再生、低能耗、轻污染路面材料已经成为一条建设资源节约型、环境友好型和谐社会的必然之路。因此 ,今后大力发展使用尾矿、废渣、垃圾等废弃物固体废料在温拌沥青混合料中的应用 ,一方面可降低其成本 ,同时可有利于道路材料的可持续发展。

4.3温拌技术成本较高