溫拌瀝青制備研究

王運(yùn)中

（許昌市公路管理分局，河南 許昌 461000）

近些年來，交通部對(duì)節(jié)能減排技術(shù)研究十分重視，現(xiàn)已將溫拌技術(shù)的研究納入西部交通科技項(xiàng)目計(jì)劃。溫拌瀝青混合料是指利用在瀝青中添加輔助材料，從而實(shí)現(xiàn)在120°C左右均勻?yàn)r青和拌合級(jí)配骨料，獲得的成品瀝青混合料與170°C熱瀝青混合料性能相近，是一種新型的瀝青混合料。溫拌瀝青混合料技術(shù)的成功應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了公路建設(shè)中資源成本的節(jié)約，同時(shí)也降低了對(duì)環(huán)境的污染，成為近年來瀝青路面材料領(lǐng)域又一項(xiàng)很有前景的新興技術(shù)。

1 溫拌瀝青混合料的優(yōu)勢(shì)

除了低溫混合，溫拌瀝青混合料還有其它的優(yōu)勢(shì):包括減少燃料燃燒時(shí)的散發(fā)，降低在工廠和施工現(xiàn)場產(chǎn)生的氣味，更容易鋪設(shè)和壓實(shí)。通過減少壓實(shí)溫度和環(huán)境溫度的差別，就可以在周圍溫度較低的條件下鋪設(shè)，同時(shí)也能延長鋪設(shè)季節(jié)。

溫拌瀝青混合料的拌合溫度介于熱瀝青混合料和冷瀝青混合料之間，成品混合料性能良好，節(jié)約能源和環(huán)保的特性十分明顯。溫拌瀝青混合料與熱拌瀝青混合料相比拌合溫度降低了50°C，CO2的排放將降低50%左右，生產(chǎn)1噸混合料將節(jié)省1-1.5公斤燃油。

2 溫拌瀝青混合料的加工過程

溫拌瀝青混合料是在泡沫技術(shù)的基礎(chǔ)上研發(fā)出來的，主要使用有機(jī)觸變添加劑，在澳大利亞泡沫混合料可以貯存幾個(gè)月。

溫拌瀝青混合料（Warm Mix Asphalt，簡稱WMA)，是一種高節(jié)能低排放環(huán)保型材料，由軟瀝青和硬瀝青組成的調(diào)和瀝青添加劑和礦料拌合而成。軟瀝青針入度較大，在100℃時(shí)具有一定的流動(dòng)性；硬瀝青目前是以泡沫瀝青的形式加入。根據(jù)路面的要求，硬瀝青在25℃的針入度應(yīng)在 10～100（0.1mm）之間）作為結(jié)合料，這種調(diào)和瀝青粘度較低，因此，它能在相對(duì)較低的溫度下全面地覆蓋礦料，與礦料進(jìn)行充分地結(jié)合，形成穩(wěn)定均勻得瀝青混合料。就目前的技術(shù)水平而言，WMA的拌和溫度一般保持在100～120℃，攤鋪和壓實(shí)路面的溫度為80～90℃，相對(duì)于HMA溫度降低了30℃左右。

在配制WMA時(shí)，首先是在100℃左右下軟瀝青與礦料拌和，初步地覆蓋礦料，礦料的加熱溫度在100～120℃。然后加入泡沫瀝青進(jìn)行充分拌和。其礦料級(jí)配、混合料的配合比設(shè)計(jì)、拌和設(shè)備等可以完全參照熱拌瀝青混合料的相關(guān)方法與規(guī)定。

根據(jù)有關(guān)WMA的室內(nèi)試驗(yàn)以及實(shí)際工程的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)溫拌瀝青混合料與普通熱拌瀝青混合料HMA的路用性能基本一致。與HMA相比，其主要特性表現(xiàn)為:

能夠減少燃料的消耗，與HMA相比大約能節(jié)約30%，從而節(jié)約能源；

WMA能夠減少CO2、粉塵等有害物質(zhì)的散發(fā)，從而降低對(duì)環(huán)境的破壞和對(duì)施工人員的健康危害；

能夠簡化混合料的生產(chǎn)程序，延長設(shè)備的使用壽命，而且其生產(chǎn)和攤鋪壓實(shí)的設(shè)備采用普通熱拌混合料的設(shè)備即可 (可能需要做些很小的調(diào)整)，減少成本；

能更穩(wěn)定地儲(chǔ)存更長的時(shí)間，便于儲(chǔ)存性生產(chǎn)。WMA由美國Shell和挪威Kolo Veidekke公司于1995年聯(lián)合研制成功，在2000年國際會(huì)議上首次發(fā)布后，日本和歐洲等國開始大量使用WMA，2001年WMA的使用量達(dá) 8000 t，2002 年增長到 15000 t，2003年就高達(dá)30000 t。從WMA使用量的大幅提高上，就可以看出WMA的發(fā)展趨勢(shì)。WMA是一種新型的混合料，尚存在著不少技術(shù)和應(yīng)用問題，如選擇軟瀝青和硬瀝青的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，如何確定軟瀝青和硬瀝青的合適比例來配制調(diào)和瀝青，調(diào)和瀝青的微觀性能分析等等，這些都有待于今后深入研究。

觸變有機(jī)添加劑。添加了能夠改變溫度-粘性彎度的低熔點(diǎn)有機(jī)添加劑，這是建立在九十年代蠟添加劑發(fā)展的基礎(chǔ)上。時(shí)至今日，已經(jīng)有兩種有機(jī)添加劑成功使用，分別是合成固體石蠟和低分子量酯化合物。這兩種添加劑的熔點(diǎn)大約是99°C，在其熔點(diǎn)以上產(chǎn)生的大量液體降低了粘度。固體石蠟是Sasobit?，Sasol Wax的一種產(chǎn)品，產(chǎn)于南非。酯化合物是Asphaltan B，由德國Romonta GmbH公司生產(chǎn)，是褐煤的甲苯提取物的副產(chǎn)品。

3 國內(nèi)外最新發(fā)展趨勢(shì)——乳化瀝青溫拌混合料

根據(jù)國際上溫拌瀝青混合料技術(shù)的研究和應(yīng)用實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，我國將乳化瀝青溫拌法和有機(jī)添加劑溫拌法作為研究重點(diǎn)。下面我們側(cè)重乳化瀝青溫拌技術(shù)作下詳細(xì)介紹:

乳化瀝青溫拌混合料（EWMA）是由美國Meadwestvaco公司提出，它是將一種摻加了特殊化學(xué)添加劑的高濃度乳化瀝青替代普通熱瀝青進(jìn)行混合料拌和，其拌和溫度為100℃——120℃ 。截止2005底，全球已經(jīng)鋪筑了8段EWMA試驗(yàn)路。

我國EWMA研究工作由交通部公路科學(xué)研究院、同濟(jì)大學(xué)、北京路橋路興物資中心和美國Meadvestvaco公司合作開展。目前在北京、上海、遼寧等7省市已做了19段試驗(yàn)工程，其中11段采用乳化瀝青法，7段用濃縮液加入法，1段用Sasobit添加法，均取得了良好效果。試驗(yàn)研究表明，EWMA路用性能良好，可適用于瀝青路面的各結(jié)構(gòu)層，尤其是適用瀝青路面的維修養(yǎng)護(hù)中的薄層罩面和超薄層罩面，以及對(duì)環(huán)境要求高的城市道路和隧道路面的建設(shè)和維護(hù)。

本次研討會(huì)參會(huì)代表普遍認(rèn)為，溫拌瀝青混合料路用性能良好，施工工藝簡單方便，當(dāng)前在公路建設(shè)的推廣應(yīng)用已不存在任何技術(shù)障礙，需要克服的只是觀念問題，同時(shí)公路建設(shè)管理部門和施工單位也需要一個(gè)認(rèn)識(shí)過程。

乳化瀝青型溫拌瀝青混合料的使用，使得混合料的拌合溫度較熱拌瀝青混合料降低了30℃～50℃，如此產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。經(jīng)國內(nèi)、國外試驗(yàn)研究還發(fā)現(xiàn)，乳化瀝青溫拌混合料具有如下技術(shù)優(yōu)勢(shì):

在不犧牲瀝青混合料路用性能的前提下，拌和溫度可降低至100℃-130℃、碾壓溫度可降低至70℃-120℃；混合料的設(shè)計(jì)、拌和及施工工藝與熱拌混合料一致，無需添置新的設(shè)備；具有良好的適應(yīng)性:不同石料，不同級(jí)配，不同瀝青；減少燃料消耗，節(jié)省20%～30% ；減少瀝青煙的排放，降低對(duì)環(huán)境的 污染和對(duì)施工人員健康的損害；減輕熱拌過程中瀝青的老化，延長瀝青路面的使用壽命延長施工季節(jié)。乳化瀝青型溫拌瀝青混合料的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工完全可以參照熱拌瀝青混合料，沒有增加任何特殊要求。其路用性能與熱拌瀝青混合料。與其它幾種溫拌技術(shù)相比，乳化瀝青溫拌技術(shù)有以下特征:

對(duì)瀝青膠結(jié)料沒有特殊的要求。泡沫瀝青技術(shù)則要求有合適的硬瀝青和軟瀝青；

不需要改造現(xiàn)有的設(shè)備。泡沫瀝青的生產(chǎn)需要特殊的泡沫機(jī)械，價(jià)格較貴，而且需要對(duì)拌和樓的設(shè)備進(jìn)行大的改造。水沸石的添加也需要對(duì)拌合樓進(jìn)行改造；

路用性能與熱拌技術(shù)相當(dāng)。有機(jī)蠟的添加對(duì)改善混合料的高溫性能有很大幫助，然而卻犧牲了混合料低溫性能；

降溫幅度更大。通過調(diào)整配方，可改進(jìn)和提高的空間更大。

4 結(jié)語

節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境、可持續(xù)發(fā)展是當(dāng)前世界各國共同關(guān)注的熱點(diǎn)問題,就公路用瀝青混合料而言,采用溫拌瀝青混合料新技術(shù)可顯著降低瀝青混合料拌和、碾壓溫度,且路用性能達(dá)到（接近）熱拌瀝青混合料,在我國有著廣闊的應(yīng)用前景，我們應(yīng)加大技術(shù)研究。

[1]仰建崗.溫拌瀝青混合料應(yīng)用現(xiàn)狀與性能[J].公路交通科技，2006年08期.

[2]秦永春.溫拌瀝青混合料技術(shù)及最新研究[J]，石油瀝青;2006年04期.