温拌沥青技术的发展和应用

WMA 100~140℃
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WMA的工作原理
100
110
120
130
140
150
160 ℃
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全球 中国
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SASOBIT (有机蜡)

德国Sasol Wax 116 ℃转化为液态 用量：~2-3% AC 粘度


60 ℃ 上升 高温粘度下降 基质沥青10~20 ℃ 改性沥青20~30 ℃ 低温、粘结
WMA的发展历程



1995-96 – 欧洲最早进行试验 1997-99 – 欧洲第一条试验路 2002 - NAPA 考察团访问欧洲 2003 – NAPA年度大会倡议 2004



2005-06

– 在沥青世界大会上演示 – 美国FL,NC第一条试验路 (Aspha-min) – 全美各地修筑了数条试验路 – NCAT 评估研究了 Aspha-min, Sasobit, and Evotherm – FHWA Scan – AASHTO/NCHRP 开展了相关研究项目
温拌沥青技术的发展和应用
张志祥 博士/所长
江苏省交通科学研究院 道路工程研究所
2010年10月
沥青混合料分类（拌合温度）

传统的分类

热拌沥青混合料（140~180 ℃） 冷拌沥青混合料（常温）
温拌沥青混合料（100~140 ℃) 半温拌沥青混合料(常温~100 ℃)

新型混合料

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目前沥青混合料生产中存在问题
热拌沥青混合料
优点：路用性能好
缺点：温度高，环境污 染大，能耗大，沥青存 在老化
冷拌沥青混合料
优点：节能，可储存 缺点：路用性能无法与 热拌沥青混合料相比
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通风装置尚未安装 有害气体积聚 燃烧不充分
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浙江苍岭隧道温拌项目
常规HMA路面施工现场
温拌沥青WMA路面施工现场
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高低温性能测试
WMA-20和HMA-20车辙试验结果对比
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材料发泡



化学添加剂

WMA技术种类及温度降低幅度
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ASTEC Double Barrel Green
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减小施工中的老化/氧化
1999
B 3, Schönstadt-Schwarzenborn – 德国, 黑森州 年平均气温 -2℃ - 16 ℃ 年降水量 35” 平均每天车流量 8879 其中卡车 1651
TTI的研究（WMA）

WMA: Aspha-min, Sasobit, Evotherm 胶结料: PG 64-22, PG 76-22 设计方法

Tx旋转压实仪 等量沥青替代 抗裂性优于常规沥青 抗老化性能优于常规沥青 汉堡车辙试验的次数低于常规沥青 强度随着时间会出现一定的增长

WAM－Foam (温拌泡沫沥青)


壳牌公司和Kolo-Veidekke公司联合开发 。 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。 第一阶段将温度为100—120℃的软质沥青加入到集料中进行拌和 以达到良好裹附。 第二阶段将极硬的沥青泡沫化后加入到预拌的混合料中再进行拌 和。
减少能源/燃料消耗
30%
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延长施工季节
德国、B 49, Flensungen-Ruppertenrod (1999, during application)
Warm mixed base course paved at ~ 0° C
WMA在隧道铺装中的应用




浙江甬金高速仓岭隧道 长度7580m 2007年12月 EvothermDAT PMB:DAT=95:5 拌合温度： 135~140℃
4cm Sup13 WMA 6cm Sup20 WMA 碎石封层
贫混凝土基层
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2007
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WMA技术路线

沥青发泡法

设备发泡


Astec Double Barrel Green BP WAM-Foam Terex Hubbard Construction – Aspha-min PQ – Advera McConnaughay – Low Energy Asphalt Akzo-Nobel - Rediset Mathy Construction/Ergon - Revix MeadWestvaco – Evotherm Sasol - Sasobit
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温度下降


顾虑

WMA的应用案例

WMA在Texas的应用 WMA在长隧道铺装的应用 WMA在OGFC中的应用
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WMA在隧道铺装中的应用
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WMA在隧道铺装中的应用

恶劣的工作条件

温度高 有害气体
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Advera



北美PQ 公司 含18%-21%结合水 加热到100℃时，水分开 始挥发，引起沥青发泡 HMA用量0.25% HMA2.3kg/t
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芯样空隙率分布
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US287 Evotherm 试验路施工
104℃
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性能


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沥青用量设计
98 97 96 95 94 93 92 2 2.5 3 3.5 4
Evotherm – PG 76 -22 (San Antonio Loop 368)
96.5 Target Density


提高路面的压实性能


减小施工中的老化/氧化

路面更耐久??

提高再生料的用量 (RAP?)
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减少烟气排放
沥青混合料的生产过程中CO2排放量与温度的关系
22.5
CO2 排放量（Kg/t）
20 17.5 15 12.5 10 130 140
6.3%，Per10℃
150 160 170 沥青混合料拌和温度（℃）
180
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30%！ 27%！ 13%！
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2000
foam mixer
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EVOTHERM

美国MeadWestvaco ET

高残留物含量的乳化沥青 乳化沥青的0.5%
Baidu Nhomakorabea
DAT

~5% AC A1 3G
50 40 30 20 10 0 2003 2004 2005 2006 2007
Lab Molded Density, %
HMA WMA
4.2
4.5
4.8
5
5.5
6
Asphalt Content, %
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汉堡Hamburg车辙试验
PG 64-22 Control
0 -2 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000
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WMA在Texas的应用
1000000
1000000 900000 800000 700000 600000 500000 400000 300000 200000 100000 0
tons
120000 2000
2007 2008 年份 2009
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2007

WMA的优势

减少烟气排放 (~30-90%)(<140°C)

提高空气质量和工作环境 节约费用 $$$ 容易压实 延长施工季节

减少能源/燃料消耗(~30%)
Rut Depth (mm)
-4 -6 -8 -10 -12 -14 Pass Number
Rut Depth (mm)
-4 -6 -8 -10 -12 -14
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Pass Number
抗裂试验 Overlay Test
Rut Depth (mm)
-4 -6 -8 -10 -12 -14 Pass Number
PG 64-22 Asphamin
0 -2 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000
PG 64-22 Sasobit
0 -2 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000
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减少烟气排放
311 F
230 F
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美国ASTEC 加水量

沥青用量的2% 1t HMA加0.9kg水
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Aspha-Min (人造沸石)

德国万喜（Eurovia Serveices GmbH） 硅酸铝矿物 含有20%结合水 HMA用量0.3%
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什么是温拌沥青（Warm Mix Asphalt）



施工温度介于热拌和常温 拌合之间 施工温度比热拌低 30~60℃。 用物理或化学手段，增加 混合料的施工操作性，而 不对路面性能造成负面影 响。
HMA 140~180℃