温拌技术

温拌技术在国内外的差异

摘要：由于沥青路面有行车舒适，维修方便等优点，我国已建的高等级公路和城市道路多采用沥青路面。然而沥青路面施工需要较高的温度，会加剧污染气体和粉尘的排放以及能源的消耗，会加快沥青的老化速度，也会在一定程度上限制寒冷和高原地区低温环境下沥青路面施工。温拌沥青混合料技术可以适当的降低沥青路面的施工温度，从而可以降低因高温施工而造成的上述不良影响。本文介绍了温拌技术的起源和发展历程，针对发泡、物理降翰、表面活性平台三个主流温拌技术路线及其主要代表进行了概括性的介绍。国外以NCAT为代表,国内以交通部公路研究院为代表.温拌研究应用均已经进人到相当深人的阶段。由于国情的巨大差异,国内国外的发展动力和发展方向还是有显著不同。

关键词：温拌技术；现状；研究应用

前言

目前，我国高速公路建设已经初具规模，到十二五末，高速公路总里程将达到12万公里，并且根据国家最新规划，高速公路远景规模为15 万公里；另外，随着城市化进程的不断深入，我国城市道路的建设规模也将进一步扩大。由于沥青路面有行车舒适、噪音小以及维修起来方便等优点，我国已建成的和新建的高速公路与城市道路多采用沥青路面。为了使沥青混合料达到理想的拌和与碾压效果，并保证良好的路用性能，在沥青路面铺筑时，我国一直采用的是热拌沥青混合料技术（HMA），然而，随着社会的发展，人们认识的不断提高，逐点发现热拌沥青混合料技术也产生了一些不容忽视的问题。（1）较高的施工温度，加速了沥青混合料的老化，导致混合料某些路用性能降低；

（2）较高的施工温度使低温季节和低温地区的有效施工时间缩短，容易造成机械、人员闲置，工期延长等问题；

（3）较高的施工温度会加剧沥青混合料生产过程中有害气体和粉尘的排放，对环境和施工人员的健康造成不良影响；

（4）较高的施工温度也加剧了能源的消耗。

时代在发展，观念在转变，绿色、可持续已成为当今世界经济发展的特点，节能、环保已经成为衡量一种应用技术成熟与否的一个关键性指标。很明显，传统的热拌沥青混合料技术已经不符合时代发展的理念，所以，需要研究出一种新的沥青混合料铺筑方法替代传统的方法，温拌沥青混合料技术（WMA）就是在这种情况下应运而生的。

WMA 技术是一种混合料拌和温度介于热拌（150℃～180℃）和冷拌（10℃～40℃）之间的新兴技术，其实质是通过一定的措施，降低生产过程中沥青结合料的高温粘度，提高沥青混合料的可工作性，使混合料能在相对较低的温度下进行拌和、摊铺与碾压，从而实现良好的施工性能，同时又保证了沥青路面的使用性能。用它替代传统的热

拌沥青混合料技术有以下优势：

（1）采用温拌沥青混合料技术后，沥青和集料的加热温度，以及沥青混合料拌和与压实的温度都有一定程度的降低，节省了燃油，降低了混合料生产成本。

（2）施工温度的降低减少了有害气体以及粉尘的排放，改善了操作人员工作环境。

（3）温拌沥青混合料可以利用传统的热拌沥青混合料设备进行生产，必要时只需对热拌设备进行简单的改造即可，避免了因更换设备而增加成本。

（4）相比于热拌沥青混合料，温拌沥青混合料的料温与环境温度的差距缩小，混合料在储存过程中降温速率变慢，混合料的存储时间和运输时间将明显延长。此外，温拌沥青混合料卸车时，料车底部因低温而产生粘结现象将有所改善。

（5）温拌沥青混合料完成碾压后，其温度已经处于较低水平，可以较快的开放交通，从而减少了施工对交通的干扰。

1温拌技术发展的历程

沥青混合料温拌技术是近十年来.在能源紧缺、全球气候变暖的大背景下.快速发展起来的具有革命性意义的沥青铺面技术。随着石油能源消耗急剧增加,全球气候在近五十年来明显转暖,且呈愈演愈烈的趋势,由此导致的气候异动和次生灾害频繁发生,如不及时采取措施,将最终威胁人类生存。1997年在欧盟、日本等主要发达国家的推动下.通过了京都议定书,要求在2010年.全球温室气体的排放量比1990年减少5.2%。作为最主要的缔约者,欧盟承担了最大比例的消减任务。在政策面的强力推动下.温拌沥青技术在欧洲研发并迅速进人应用阶段。2000年第一届国际沥青路面大会,Harrison和Chrlstodulaki首次报道该技术。胶结料降私型和沥青发泡型两大主流温拌技术陆续研发成功并投人应用。2002年,由美国沥青路面协会（NCPA)主席带队,对温拌技术在欧洲的应用状况进行了考察。随后,在联邦公路管理局(FHW A)组织下,成立了有全美沥青技术中心(NCAT)、各州公路工作者协会(AASHTO)、NAPA以及若干州运输部参加的温拌沥青技术工作小组(WMATWG)。2003年,表面活性平台温拌研发成功并首次应用。由此,三大主流温拌技术体系宣告形成。此后,温拌技术的发展犹如雨后春笋,在发达国家特别是欧洲发端并迅速投入应用阶段。2004年以后,以美国沥青技术研究中心(NCAT)为代表的著名研究机构,选取3个具有代表性的主要温拌沥青技术,展开了的综合性的室内外研究工作。2005年,2个温拌试验段嵌人了著名的NCAT环道。2005一2006年末,NCAT陆续提交了针对这3个技术的研究报告。

鉴于沥青温拌技术日新月异的发展,2007年5一6月,美国组织了一个半官方的赴欧温拌技术考察团,团员主要来自联邦公路管理局(FHW A)、各州运输部、NAPA、沥青学会(AD等,包括FHW入主席等。行程覆盖挪威、德国、比利时和法国。考察团明确了减低排放污染、节约能源、改善摊铺压实工作性、改善工人操作环境是温拌技术发展的四大动力;明确温拌技术的前提是路用性能必须达到现有路面技术标准。考察团还制定了推动温拌技术发展的技术路线和行动纲要。

在欧美等发达国家,无论在技术层面,还是在政策层面,温拌沥青技术均成为了沥青路面工业和对应管理机构的研究和关注热点。我国对温拌技术的研究和应用始于2005年。2005年,北京路桥路兴物资中心和交通部公路科学研究所合作尝试研究温拌沥青混合料,同年9月,在北京国道110辅线首次成功实施温拌试验路。以此为发端,温拌技术应用步伐逐步加快。除了北京和上海,节能、减排在我国的绝大多数城市还没有普遍落实到政策实施的层面。因此,尽管在温拌节能、环保作用方面开展了一些研究,结果相当积极,但并不像欧美一样成为决定性的动力。在我国温拌被道路研究者主要用于解决热拌实施中的问题.拓展热拌无法或有困难覆盖的应用领域。因此,在具体的道路路面应用技术方案方面.我国处于相对领先地位。截至2007年12月.已经在北京、上海、江苏、河南、辽宁、河北、四川、浙江8个省区实施了逾20个项目,成功应用于城市道路、高速公路和城市快速道路薄层铺装、低温季节和高海拔地区施工、桥面超薄层、隧道铺面等路面类型。进人2008年,温拌技术全面进入在隧道路面、超薄磨耗层以及低