温拌沥青混合料(WMA)技术与应用—长沙理工大学

LowEmission Asphalt
使用湿细骨料 与非指定的添 加剂的连续裹覆 发泡系统
McConnaugha y Technologies Meeker Equipment Akzo Nobel
Meeker Warm Mix Asphalt System
http://www.meekerequipment.com/new_warmmixad1.ht ml http://www.surfactants.akzonobel.com/asphalt/pdf/Redis et%20Brochure_0907.PDF
3.2 WMA技术发展现状
1995年由Shell和Kolo-veidekke公司研发的，并于次年 铺装了试验路。此后，美国和欧洲相继开展了许多的WMA 方法。 2007年美国邀请了比利时、法国、德国和挪威等欧洲国 家的13位专家对欧洲修建的WMA路面进行现场考察，并发 表了“Warm-Mix Asphalt: European practice”的报告。 调查认为，通过考察三个国家提供的实验室和现场资料 （三年左右的使用），表明WMA提供的性能比HMA好。 在下表中列出的是美国NCHRP（国家公路研究合作计划） 确认的WMA方法（有二十种之多）。NCHRP 2011年还编写 出版了“温拌沥青混合料设计规程”（Mix Design Practice for Warm Mix Asphalt）。国家沥青路面协会 （NAPA）出版了“混拌沥青混合料”规程。
1.2 我国道路建设面临的挑战
——温室气体引发全球变暖和极端气候
随着我国经济的快速持续发展，温室气体排放 也已跃居世界第一。环境污染已深刻地影响了人民 的生活，严重地制约了经济社会的可持续发展。
许多人认为二氧化碳的排放量最大的应该是工业气体、汽车的尾气等等，其实建 筑行业的碳排放量也很大。一个经常被忽略的事实是：建筑工程在二氧化碳排放总量 中，几乎占到了50%，这一比例远远高于运输和工业领域。道路建设面临的课题： ⑴降低能源消耗，有效利用日益紧俏的、不可再生资；

⑵减少CO2、 NOx等温室气体和有害气体的排放、道路施工的节能减排已刻不容缓。 我国的温室气体排放在全球列第一位, 并有快速增加的趋势.环境污染已深深地影响 了人民的生活,严重的制约了经济社会的发展. WMA技术能潜在地降低约30℃的沥青混 合料生产温度，在节能的同时能显著减低有害气体的排放量。
06
一、温拌沥青混合料（WMA）技术 的发展背景
1.1 我国道路建设面临的挑战
——沥青资源需求量庞大、供应日趋紧俏
2010年底，我国高速公路通车里程已达到7.4万公 里，近 5 年年均增长速度近 20% 。中国近年石油沥 青、道路沥青与改性沥青消费结构。（万吨/年）
品种 年份 2010 2009 2008 2007
名称
Accu-Shear Dual Warm Mix Additive System Adesco/Madsen Static Inline Vortex Mixer Advera AQUABLACK AquaFoam
方法/添加剂 发泡系统
公司
Stansteel
网站
http://www.stansteel.com/sip.html
1.3 温拌技术的国际应用进展
2006-2011
1995-1996
2006美国第一次WMA技术会议 2008第一次国际WMA技术会议 2011第二届国际WMA技术会议
Shell公司和Kolo-veidekke 公司联合开发温拌技术， 并进行路面实验 1997-2000
2003
2003 WMA进入美国
1.6 温拌技术的应用范围
超薄面层、 路面性能恢复 任何热拌技术应用范围
长大隧道工程
WMA
低温季节、 寒冷地区
人口密集区、 城市道路
沥青混合料集中厂拌再生
二、热拌（HMA）与冷拌（CMA）技术存 在的不足
2.1 热拌沥青混合料技术缺陷
热拌沥青混合料是当前应用最为广泛、路用性能 比较良好的一种路用性能，经过几十年的发展， 其应用效果有目共睹。但是其存在的技术缺陷， 已经引起各国科技工作者的关注：
温拌沥青混合料（WMA）技术与应用
张起森 长沙理工大学
主讲内容
01
温拌沥青混合料（WMA）技术的发展背景 热拌（HMA）与冷拌（CMA）技术存在的不足 温拌沥青混合料（WMA）技术的发展现状及优势
02
03
04 05
Sasobit、Aspha-min与国产EC-120温拌剂的实验室比较 WMA应用的工程案例 社会经济分析
Double Barrel Green Evotherm ET
发泡系统 含有非指定 的添加剂的乳液 非指定的添 加剂 非指定的添加剂
Astec, Inc.
Evotherm DAT Evotherm 3G
MeadWestvaco
http://www.meadwestvaco.com/Products/MWV002106
三、温拌沥青混合料（WMA）技术的发展 现状及优势
3.1 WMA技术是什么？
温拌沥青混合料（WMA）技术是指生产沥青 混合料的温度比常用的热拌沥青混合料 低30-50℃，且能保证其强度、耐久性与 使用性能与热拌沥青混合料相似的一种 生产工艺。通常把施工温度100-120℃的 沥青混合料称为温拌沥青混合料（Warm Mix Asphalt）。
4%
石油沥青 2021 1575 1250 1380
3%
道路 石油沥青 1650 1476 1180 1300
道路 改性沥青 371 275 215 190
34%
道路沥青 重交通道路沥青 建筑沥青 其它
59%
中国石油沥青品种结构比例
我国的人均能源占有量只及世界能源人均占有率的一半, “十一五”期间及以后的一段时间里,我国将要建大量的公路、 高等级公路、城市道路和桥梁,每年新建和翻修的工程量比世 界上任何一个国家要多的多,其中因防滑、降噪、易施工维护 等原因而用沥青混凝土的道路占相当大的比例。 而我国的沥青路面几乎都是用热拌沥青铺就。降低能耗已 是我们刻不容缓的工作。WMA技术可减少30%的能耗。 我国待建公路里程《国家高速公路网规划（7918网）》， 总规模约为8.5万公里。 规划到2020年二级以上高等级公路里程将达65万公路。而 2005年底二级以上公路才完成33万公里，与2020年的远景目 标相比尚有近32万公里的高等级公路需要建设。
1、高能耗；2、污染环境；3、沥青老化。
2.2 冷拌沥青混合料技术缺陷
冷拌沥青混合料一般采用乳化 沥青或稀释沥青，与集料在常温 下拌和、铺筑，无需加热，因而 可节约大量的能源。但是其路用 性能与热拌沥青混合料相比有较 大的差距，只能用于沥青路面的 修补，低、中交通量路面的下面 层和基层。

因此，如何保留热拌沥青混合 料良好的性能特点，并且又有冷 拌沥青混合料环保方面的优势， 这是我们值得研究的问题。
沸石 发泡系统 发泡系统
PQ Corporation MaxamEquipment Company, Inc. Reliable Asphalt Products
Asphaltan –B
Aspha-min Cecabase RT
褐煤蜡
沸石 非指定的添加剂
Romonta
Eurovia Ceca
http://www.romonta.de/ie4/english/romonta/i_wachse. htm
http://www.eurovia.fr/en/produit/135.aspx?print=y http://www.cecachemicals.com/sites/ceca/en/business/b itumen_additives/warm_coated_material/warm_ coated_material.page http://www.astecinc.com/index.php?option=com_conte nt&view=article&id=117&Itemid=188
http://www.sasolwax.us.com/sasobit.html
http://www.terexrb.com/default.aspx?pgID=308
添加硫磺并压缩 Trinidad湖沥 青加改性剂 发泡系统 软沥青跟着加入 硬沫沥青
http://www.shell.com/home/content/sulphur/your_needs/ products/in_roads/ http://www.trinidadlakeasphalt.com/home/products/tlax-warm-mixtechnology.html http://gencorgreenmachine.com http://www.shell.com/home/content/bitumen/products/she ll_wam_foam/
1997，德国沥青论坛 2000，悉wenku.baidu.com国际沥青会议
1.4 温拌技术在中国
2005 第一条WMA试验路段 在北京铺筑
2006 第二条WMA试验路段 在上海铺筑
2009
2011
北京长安街 大修工程 《温拌沥青混凝土》 国家标准的立项
1.5 世界主要温拌产品的应用规模
产品 Sasobit Aspha-min 生产量 （至2008年） 1千万吨 30万吨 应用国家 德国等二十多个国家 法国、德国、美国
WAM-Foam
Evotherm LEA
中国：总铺设长度＜100km
1.7万吨 10万吨 美国、法国、加拿大、中国、南非 法国、西班牙、意大利、美国
6万吨
法国、挪威、加拿大、意大利、荷兰、 瑞士、英国等
Advera
1万吨
美国
参考文献：FHWA（美联邦公路局）-PL-08-007，February 2008
Rediset WMX
非指定的添加剂
Sasobit
Terex Warm Mix Asphalt Thipoave TLA-X
Fischer Tropsch 石蜡
发泡系统
Sasobit
Terex Roadbuilding Shell Lake Asphalt of Trinidad and Tobago Gencor Industries, Inc. Kolo Veidekke, Shell Bitumen
1、有机添加剂 五 大 类 方 法 2、化学添加剂 3、Water-bearing additives 4、Water_based peocesses 5、其他
有机添加剂
Sasobit(Fischer—Tropsch Wax) 一种合成石蜡
Asphaltan-B(Montan Wax With fatty acid amide)
Ultrafoam GX WAM Foam
考察地区
考察成员
环境友好SO2、COX、NO 30-50% 环境污染SO2、COX、NO等
从欧美目前的情况来看，今后可能用WMA取代HMA。
3.3 WMA的原理和方法
泡沫技术 根据作用原理WMA技 术可分为两大类 降粘技术
Available WMA Technologies
发泡系统
Adesco/Madsen
http://www.asphaltequipment.com/documents/Static% 20Inline%20Vortex%20Mixer%20Brochure.pdf http://www.pqcorp.com/products/AdveraWMA.asp http://maxamequipment.com/AQUABlackWMA.htm http://www.reliableasphalt.com/Default.asp
Licomont BS-100
脂肪酸衍生物
Clariant
http://clariant.com/C12576850036A6E9/A0F44E23B922E 21CC12576 BF00484894/$FILE/20100203_Clariant_LowEmissionMo difierBoosts.pdf http://www.mcconnaughay.com/lowemissionasphalt_intr o.php
-一种带有脂肪酸胺的褐煤蜡