瀝青路面溫拌技術綜述

摘要：節(jié)能、環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展已成為時代主題，公路行業(yè)正在以實際行動履行節(jié)能減排的責任。溫拌瀝青技術由于一般比熱拌低30℃～60℃，同時由于采用物理或化學作用的手段，增強瀝青混合料的施工和易性和可操作性，提高瀝青混合料的路用性能，可降低能源消耗30%左右，從而具有重大的社會與經(jīng)濟效益。

關鍵詞：瀝青混凝土；溫拌技術；瀝青粘度；節(jié)能減排

中圖分類號：U416文獻標識碼：A文章編號：1673-9671-(2012)042-0096-02

1概述

瀝青混凝土產(chǎn)業(yè)是一項資源、能源消耗型產(chǎn)業(yè)，需要消耗大量的石材、瀝青、重油、柴油。隨著高等級道路的不斷發(fā)展，瀝青路面已成為主要的路面形式，每年需要生產(chǎn)大量的瀝青混凝土。而隨著國際石油價格的不斷飛漲，瀝青、重柴油價格居高不下，給瀝青混凝土產(chǎn)業(yè)帶來了巨大的沖擊。因此，世界各國投入了大量資金，研究如何充分利用資源、能源來發(fā)展瀝青混凝土產(chǎn)業(yè)，主要通過兩個途徑：一是利用瀝青路面再生技術，加強資源的再利用；二是發(fā)展溫拌瀝青混合料（Warm Mix Asphalt，WMA）技術，降低能源消耗和環(huán)境污染。

在這樣的背景下，溫拌瀝青混合料（Hot Mix Asphalt，HMA）技術的概念被提了出來，溫拌瀝青技術，是指施工溫度介于熱拌瀝青混合料和常溫拌和瀝青混合料之間的瀝青路面施工技術。在同樣原材料條件下，其拌和溫度一般為110℃~130℃（針對普通瀝青而言，改性瀝青的拌和溫度稍高），一般比熱拌低30℃～60℃。溫拌技術的核心是，采用物理或化學作用的手段，增強瀝青混合料的施工和易性和可操作性，甚至提高瀝青混合料的路用性能，在完成混合料成型后，這些物理和化學添加劑不對路面使用性能構成負面影響。根據(jù)有關資料顯示，瀝青混合料拌和溫度從160℃~170℃降至120℃，可降低能源消耗30%左右。

溫拌瀝青技術，符合全球和我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和建設節(jié)約型社會、和諧社會的國家目標。溫拌技術在降耗、減排、操作性、路面再生方面的發(fā)展，對于交通基礎設施可持續(xù)發(fā)展和和諧發(fā)展，具有戰(zhàn)略性意義。

2溫拌技術對比分析

目前，溫拌瀝青混合料有很多種，但就其工作原理而言，可分為三大類：有機降粘型溫拌技術，使用有機降粘劑，降低熱瀝青拌和時的粘度，以蠟或蠟狀物為主；發(fā)泡瀝青降粘溫拌技術，通過水或有機發(fā)泡劑發(fā)泡瀝青來降低瀝青的粘度；乳化分散瀝青降粘技術，與前兩種不相同，通過乳化技術降低瀝青粘度。

1）有機降粘型溫拌技術。對于有機降粘技術，主要是往瀝青或瀝青混合料中添加有機化學產(chǎn)品，這種產(chǎn)品，熔點通常高于瀝青，可以提高瀝青在60℃時的粘度，降低瀝青在135℃時的粘度。因此，可以在高溫拌和時降低其粘度，使瀝青有更好的工作性，并提高其高溫性能（瀝青在60℃時的粘度降低，硬度增大）。相關技術主要有：

①Sasol Wax公司生產(chǎn)的降粘劑得到溫拌瀝青混合料。通過加入Sasobit，能顯著降低瀝青的高溫粘度，從而降低混合料拌和溫度，瀝青混合料的生產(chǎn)溫度一般可以降低10~30℃。同時會提高瀝青軟化點和降低瀝青針入度，Asphaltan-B是此類性質的溫拌劑。添加溫拌劑Sasobit的溫拌瀝青混合料水穩(wěn)定性較好，但Sasobit添加劑會提高瀝青結合料的軟化點降低其針入度指標，在應用中應多注意對低溫抗裂性能的控制。

Sasobit的優(yōu)點是在經(jīng)濟性和使用方便上。Sasobit可以增加瀝青的高溫穩(wěn)定性，代替改性劑，較乳化瀝青具有經(jīng)濟上的優(yōu)勢。同時，Sasobit可以直接添加，使用方便。且在使用溫度下，Sasobit改性瀝青的抗車轍能力增強。此外，Sasol-Wax公司報道，在同樣的滾輪荷載下，其壓實性與非改性瀝青相比有所增加。

Sasobit技術在國內(nèi)外應用較多，自1997年以來已有超過142個工程使用溫拌添加劑sasobit，鋪筑面積達2#8198;271#8198;499平方米，工程涉及到澳大利亞、比利時、中國、捷克、丹麥、法國、德國、匈牙利、意大利、馬來西亞、荷蘭、新西蘭、俄羅斯、南非、瑞典、瑞士、英國、美國等國家。其中包含多種石料類型和不同路面（例如普通AC、SMA、OGFC等）。

②Asphaltan-B。德國 Romonta 股份有限公司的產(chǎn)品，是褐煤中甲苯提取物的副產(chǎn)品，主要成分為褐煤蠟，是一種熔點大約在 99℃的低熔點硬蠟，與Sasobit接近，性能上也與Sasobit類似，在降低WMA工作溫度的同時，能提高混合料的可壓實性和抗車轍能力，廠家推薦用量是2%~4%。

③Licomont BS100或Sübit。德國Clariant公司的產(chǎn)品，主要成分是脂肪酸氨基化合物，它是通過胺與脂肪酸反應生產(chǎn)的，其熔點通常在141℃~146℃之間。

④UBM。歐洲產(chǎn)品，拌和時瀝青加熱溫度為140℃~150℃，集料溫度為160~165℃，出料溫度135℃~150℃。

⑤SLA~603減粘減阻劑。廣東省石油化工研究院研制的產(chǎn)品，主要成分是脂肪酰胺化合物，白色至黃色片狀物，相對密度在0.96左右，其熔點通常在100℃左右，在瀝青中摻加4%或5%SLA后，可使PJ及ES瀝青混合料的拌和與壓實溫度下降12℃左右，而摻加3%Sasobit可使拌和與壓實溫度下降5℃~7℃。

⑥RH溫拌技術。RH溫拌瀝青技術通過使用RH溫拌改性劑材料制備溫拌瀝青，達到節(jié)能減排（ES型）和低溫季節(jié)施工（CW型）促進壓實的目的。RH溫拌瀝青技術具有國際前沿溫拌技術的絕大多數(shù)優(yōu)點與特性，在確保節(jié)能環(huán)保效果的前提下，不降低熱拌瀝青混合料各種路用性能；同時，與國內(nèi)外常用的同類產(chǎn)品相比，與瀝青相容性和溶解分散特性更好，加工時只需簡單攪拌即可與瀝青混融均勻；與國外同類添加劑產(chǎn)品相比，溫拌效果相當，但可得到儲存穩(wěn)定的溫拌瀝青并具有成套溫拌瀝青技術指標，而其他多數(shù)同類產(chǎn)品都避開了與瀝青的混融環(huán)節(jié)。

目前，國內(nèi)已有多條路應用RH技術，主要集中于北方地區(qū)，南方應用相對較少。

⑦殼牌溫拌瀝青混合料技術。屬于第三代溫拌技術，是一種新型溫拌技術。殼牌公司總結現(xiàn)有的應用成果，參考Shell Bitumen在歐洲的研究資料、NCAT的研究報告和調(diào)查數(shù)據(jù)以及我國的國家規(guī)范和行業(yè)規(guī)范，完成了一份規(guī)范和指導溫拌瀝青混合料的設計、施工和竣工驗收，保證采用溫拌技術施工的路面質量的技術指南。

由于技術相對較新，還未于國內(nèi)外進行廣泛應用，其技術性能穩(wěn)定性方面仍需進一步驗證，以保證溫拌瀝青路面的質量。其中本項目組對其性能進行了相應試驗，降溫效果不夠明顯，具體性能仍需進一步驗證。

2）發(fā)泡瀝青降粘型溫拌技術。根據(jù)瀝青發(fā)泡的大小，可以把發(fā)泡瀝青降粘技術分為泡沫瀝青技術和微發(fā)泡技術，其典型代表分別是WAM-Foam技術和Aspha-min技術，其主要原理都是利用水來發(fā)泡瀝青，降低瀝青的粘度，提高其工作性。但前者是利用水的瞬間汽化來發(fā)泡瀝青，發(fā)泡倍數(shù)大、半衰期短；而后者發(fā)泡的倍數(shù)小，屬于微發(fā)泡，水的釋放可以持續(xù)到100℃，可以持續(xù)發(fā)泡，長時間維持混合料的工作性。前者需要一個專門的瀝青發(fā)泡裝置，而后者不需要，利用拌和站已有的纖維添加管線即可。

①殼牌公司的兩組分溫拌瀝青（WAM-Foam）技術。結合料分兩階段加入，即先將軟瀝青與集料混合，然后加入發(fā)泡的硬質瀝青，將產(chǎn)生大量泡沫，降低瀝青在拌和時的粘度。

②德國Aspha-Mine溫拌瀝青混合料技術。利用沸石礦物的吸水性，加入到瀝青中發(fā)泡，從而降低瀝青粘度，呈非常細的白色粉末狀，是一種人造的合成沸石鋁硅酸鈉，水熱結晶。可以直接投放或通過外裝的輸送器進入拌和樓。沸石內(nèi)含21%的水，在85℃~182℃時析出?？墒够旌狭仙a(chǎn)拌和溫度降低30℃左右。

③Low Energy Asphalt（LEA，也叫EBE和EBT）。法國LEACO、Fairco和EiffageTP的技術，它是依靠濕冷的沙子（細集料）和填料攪拌到120℃~160℃干燥的裹覆了熱瀝青的粗集料里，水汽從集料里逸出并激發(fā)出泡沫，泡沫化的瀝青完全拌和并裹覆集料，最終形成了WMA。該技術生產(chǎn)的混合料看起來與HMA沒有什么區(qū)別。而且易于操作，提高了工作的舒適性和安全性，可以節(jié)省超過50%用于加熱的能源，減少80%的塵埃，減少約50%的溫室氣體排放。

④Double-Barrel Green 技術。美國阿斯泰克工業(yè)有限公司（Astec IndustriesInc.）的技術，采用泡沫瀝青實現(xiàn)溫拌，是把約為瀝青質量2%的水，連同熱瀝青一同注射進混合料，引起熱瀝青在體積上的發(fā)泡和膨脹，發(fā)泡可達18倍。發(fā)泡效果有助于瀝青在低于HMA的溫度下裹覆集料。泡沫瀝青溫拌技術容易產(chǎn)生水穩(wěn)性問題，需要采取相應措施進行控制。

3）乳化分散瀝青溫拌技術。美德維實偉克公司（簡稱為美德公司）研究開發(fā)的基于乳化瀝青分散技術的Evotherm溫拌瀝青混合料，是美國新開發(fā)的一項技術。Evotherm采用了化學外加劑和瀝青分散技術。它的化學外加劑包含了乳化劑、提高裹覆能力及混合料和易性、提高粘附力等多種作用的改性劑。這些改性劑分散在含有70％的瀝青的乳狀液中，形成了Evotherm。與傳統(tǒng)瀝青不同的是，Evotherm在80℃的情況下儲存。當它與熱集料拌和的時候，乳液中的水以蒸汽的形式釋放出來，使其形成與熱拌瀝青相似的對集料的裹覆情況。

3結束語

溫拌瀝青混合料越來越廣泛的應用，主要是因為其巨大的社會經(jīng)濟效益的吸引。在中國公路交通建設中，環(huán)境保護工作越來越得到重視，在全球氣候變暖日趨明顯，全世界投入大量的人力物力努力減少CO2排放量的時候，采用溫拌瀝青混合料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的熱拌瀝青混合料很好的體現(xiàn)了“以人為本”、“資源節(jié)約型，環(huán)境友好型”的公路建設理念，無疑會產(chǎn)生巨大的社會

效益。

參考文獻

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作者簡介

周俊，武進交通運輸局副局長，從事交通管理工作。